BIM技术在我国绿色建筑发展中的作用

熊 毅

(乐山师范学院经济与管理学院，四川 乐山 614000)

1 背景

习近平同志于2005年8月在浙江湖州安吉考察时提出“绿水青山就是金山银山”的科学论断。2017年10月18日，习近平同志在十九大报告中指出，坚持人与自然和谐共生。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。

我国已于2010年成为世界上能源消耗最大的国家。2017年3月14日住房和城乡建设部发布印发《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》的通知，要求全面推进建筑节能与绿色建筑，倡导绿色施工，完善建筑节能体系。虽然风电、光伏等可再生能源近些年来由于政府的大力支持得到了比较显著的快速发展，社会总体对天然气的消耗量也有所增加，但是，煤炭在我国的一次能源结构中仍然占据主导地位[1]。

建设项目在项目实施环节和正式使用环节都会消耗大量的能源。由于建筑的设计使用寿命通常都在50年左右，使得建筑在正式使用环节对能源的需求总量非常大。如果能在建筑的设计阶段注重设计研究建筑物在投入使用后的能耗水平，通过合理优化设计方案，控制建筑物能源消耗总量，对我国能源供给紧张的缓解将具有极大的意义。

但同时，以降低能源的消耗水平为目标，而牺牲人们居住的舒适性，这样的能源结构优化也是不可取的。让人们在建筑物内舒适的生活和工作是建筑物首要满足的功能，只有当人们真正开始使用建筑的时候，建筑节能的社会意义才能真正的发挥出来。绿色建筑的理念便由此出现。绿色建筑就是一种在建筑的建设和使用过程中，对土地、水、能量等需求不高，不会对自然造成很大的环境压力的建筑，并且可以保证居住者对建筑舒适度的要求。

2004年9月建设部设立了“全国绿色建筑创新奖”使得我国推广绿色建筑进入了实质性阶段[2]。但是过去十几年建筑设计领域对于绿色建筑的理念的落实情况没有明显的进步。通过调查了解，缺乏可行的技术支持导致推行效果不佳是制约绿色建筑理念应用推广的最大障碍。

此外，为了配合让绿色建筑理念真正的被应用在实际的项目建设中，除国家主管部门出台相关国家标准体系之外，全国多数的地方政府也发布了有关绿色建筑推广的政策指导性或强制性文件。在项目的建设前期阶段，在招投标时引入绿色建筑分析的要求作为参考性或强制性要求或者对实行绿色建筑的建设单位进行一定的补贴。

2 BIM技术

目前，BIM技术在建筑领域的设计及项目估算中使用的越来越多，说明BIM技术在行业内的认可度逐渐被提高。但是对于通过使用BIM技术来落实绿色建筑的设计理念的情况还不是特别多，主要原因是建设单位对于BIM技术在绿色建筑方面的应用没有充分的认识，并且对建设项目使用维护成本不敏感。

事实上，一个绿色建筑不仅具有能源消耗水平低并且具有居住舒适的特点，这就需要对建筑的能耗、暖通、热环境、通风、日照采光、声环境做出全面的分析。BIM技术具有比较明显的模拟运算的优势，可以方便的对建筑物能耗等相关指标进行快速的模拟，并以可视化的方式进行表达，降低了使用绿色建筑的使用门槛，让设计单位的设计方案更加符合国家对建筑能耗水平的要求，同时帮助建设单位直观的看到建筑方案在能耗方面的情况，促进建设单位注重能耗水平的降低，实现建设项目后期的低成本运行维护，见图1。

BIM技术能够帮助实现绿色建筑的途径：

1)建筑节能设计。

通过采用自定义对象技术或者通过BIM技术的其他建模软件导出的方式建立建筑三维的热工模型，以《民用建筑热工设计规范》中的相关指标为热工计算依据，按照国家和地方相关建筑节能设计技术标准，对建筑物的相应的指标进行评判[3]。

2)能耗计算。

通过一系列热工设置，自动根据设计建筑生成比对建筑，并计算两者的全年耗冷耗热量、供暖、空调和照明的电耗，最后计算出节能率。支持风机盘管系统用户端的能耗计算。

3)暖通负荷。

利用设计方案的电子图纸或者已经建立好的BIM模型，提取

围护结构数据，使负荷计算变得简单高效，同时可以与主流节能软件BECS进行无缝结合，共享数据模型，从而使工程成果利用率最大化。此外，此功能还可以模拟计算房间或建筑整体全年的全时段负荷需求，并可按部分负荷运行时数进行统计划分，为建设单位合理采购相关暖通设备提供帮助。

4)热环境分析。

随着城市规模的越来越大，城市高层建筑越来越密集，城市居住的热环境也就逐渐突出出来，城市的“热岛效应”日益突出。根据相关城市环境数据的统计结果，某些城市的热岛强度高达4 ℃左右。极端的“热岛效应”不仅严重影响人们的健康，而且建筑物因空调制冷产生更多的能耗，从而进一步加剧“热岛效应”，形成一个恶性循环。

热环境分析就可以提供软件建模包括建筑和场地、绿化等建模，或者直接在日照分析软件建立的室外模型上进一步布置，最终得到建筑设计方案的相关平均迎风面积比、平均热岛强度、活动场地遮阳覆盖率等指标的计算结果。

5)日照分析。

通过对已建立好的建筑模型进行相关的日照分析，可以获得建筑及其周围场地的辐照分析结果，并且也能分析玻璃幕墙反射光对道路上驾驶员行车距离的影响长度帮助城市规划部门进一步合理规划行车线路或者确定道路的绿化方案。同时，利用三维渲染技术，结合建筑物的地理位置和时间设置，模拟建筑场景中太阳的阴影投影。

6)建筑声环境分析。

随着我国城市的发展，城市道路交通系统不断扩展，由交通工具产生的噪声污染问题逐渐突出，严重的噪声干扰会影响人们正常的工作和生活。因此，建筑周围噪声的控制被纳入《绿色建筑评价标准》。在建筑模型建立之后，通过建筑声环境分析可以很容易的了解到建筑周围的噪声对于建筑物的影响，设计单位可以及时合理地修改建筑方案，使人们在建筑物中生活和工作时，最低限度地受到噪声的影响。

3 结语

在国家对于能源消耗结构的优化调整和加强环境保护的背景下，以及人们对居住环境舒适度的不断追求和对建筑运行维护成本逐渐重视，绿色建筑的理念正在被建设单位和设计单位所接受并真正运用于实际工程。通过BIM技术的支持，建筑能耗和周围环境影响分析的精确性，这将会使绿色建筑理念进一步推广起到积极的作用。同样，随着绿色建筑理念的不断传播，BIM技术的更多的价值将被真正的挖掘出来，从而也扩宽了BIM技术的应用范围。