绿色建筑设计中BIM技术的应用解析

赵彩梅

摘要：随着社会经济的不断发展，自然资源日益短缺，建筑的可持续发展成为当今建筑设计的主要课题。BIM 技术由于其具有强大的参数化设计功能，并且能够应用于建设工程项目的全寿命周期中，在近几年的建筑行业中得到了广泛的应用。它在一定程度上解决了绿色建筑在设计中所出现的问题。

BIM技术是指建筑信息通过模型方式表达，并将工程建设项目中的信息数据加以集成，建筑实体及相关功能采用数字化的形式加以展现的一种新技术。BIM技术的应用不仅可以实现优化工程设计方案，还有助于解决建筑结构空间复杂化时所遇到的问题并及时做出调整，缩短了设计周期。本文中笔者根据工作实践经验对绿色建筑设计中BIM技术的应用进行了分析、探讨，对于绿色建筑在设计的不同阶段所遇到的问题提出了相应的解决措施。

关键词：绿色建筑;设计应用;BIM技术

1绿色建筑的概念及设计策略

1.1绿色建筑的概念

绿色建筑，指的是在全寿命期内，最大限度地节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。据欧洲研究数据显示，建筑业所消耗能源占据全部总消耗的50%。绿色建筑可以降低能耗，实现建筑的可持续发展。

1.2绿色建筑的设计策略

1.2.1建筑环境调研分析

绿色建筑较一般建筑而言更加注重绿色技术的应用。如充分利用建筑场地对建筑进行合理布局，尽可能就地取材，维持周边生态平衡。因此，在进行绿色建筑设计前，应当就建筑项目的周边环境，如自然资源、气候、生态环境等状况开展深入性的调研与分析，便于设计工作的顺利进行。

1.2.2节能及能源利用

我国北方地区在中国建筑气候区划中属寒冷地区，有较高的采暖需求，为此，要尽可能地避免能源的浪费，如采用节能构造的墙体、节能门窗等，降低了室内外的热循环，或采用屋面种植等节能技术，同样能够有效的降低建筑对于空调、采暖等一些耗能设备的能源消耗量，节约能源。

太阳能资源也属于可再生能源技术的一种，主要应用于采暖、供热以及制冷。太阳能资源的应用类型可分为被动式及主动式。被动式是指通过采用适宜的朝向，合理的布局，确保建筑的门窗、功能房间最大限度地吸收太阳热能，并利用太阳能资源并进行自我调节，从而满足建筑“冬暖夏凉”的要求;主动式指的是利用光伏发电板等装置，将所搜集的太阳能资源全部转化为电能并供给建筑使用。

2、BIM技术在绿色建筑设计中的应用

2.1 优化工程设计方案

方案是建筑设计的核心部分。BIM技术通过所收集的数据构建三维建筑信息化模型，同绿色建筑设计相结合，通过不断对比、完善可达到方案最优化。所有参与到方案设计中的成员都能够在BIM平台上实现信息共享，协助他人解决工程中存在的细节问题，从而确保方案设计的合理性。优化后的设计方案可以达到节约建筑资源、降低成本，提升建筑的品质的目的，实现建筑与环境的协调相统一。

2.2室内环境分析

建筑室内的基本物理环境组成部分为：通风环境、光环境与声环境。通过以这些环境为依据而搭建信息化三维模型，能够精准化地模拟并分析出室内环境所需相关指标。如对于通风环境的设计，应结合绿色建筑评估体系中的热舒适性进行评估、分析，构建相应的分析指标模型，并在此基础上优化设计方案，确定外窗所需数量、大小及位置，使室内环境的整体通风质量与舒适度达到最佳状态。

2.3节能与能源利用

以往的设计通常是在建筑设计方案确定之后再对该建筑进行能耗分析，BIM技术是在设计的初期就使用具有强大信息化的三维模型进行能耗分析，这也就意味着建筑设计中不仅注入了可持续发展的理念，同时也避免了因不断的修改而影响能耗设计。应用BIM技术时能够充分结合夏季通风、冬季采暖的相关指标，并将所涉及的信息，输入到BIM技术当中，按照模型所生成的结果相应调节绿色建筑设计方案。

2.4围护结构的热工性能

建筑方案的整体设计中，设计师可在BIM技术中建立的三维模型中赋予外围结构（如墙体、屋面、门窗材質、保温材料）及其热工性能参数，在软件中测算出围护结构的热工参数值，对比各种材料的性能后选择最适合、最节能的建筑维护结构材料。此外，热工性能数据明细表的信息可直接传递到BIM模型，继而得出合理的模拟结构参数，并判断该设计的合理性，通过BIM技术能够及时输出信息数据，提高工作效率与信息的准确性。

3 BIM技术在绿色建筑设计各阶段中的应用

3.1 BIM技术在绿色建筑设计前期阶段应用

绿色建筑在方案设计阶段应充分利用项目所在区域地形、地貌特征，并结合日照、通风等加以综合分析。在设计工作的前期阶段，以往通常采用二维平面软件进行设计，对于空间结构比较复杂的建筑，往往会出现工作量繁多，缺少对方案空间想象和性能技术的整体把控能力的现象。BIM技术一定程度上解决了以上的问题，同时结合建筑布局、建筑所在场地信息分析数据，通过利用BIM技术开展日照模拟以及通风模拟工作，确保所设计的建筑朝向、建筑间距以及布局更为合理。并且在方案初步阶段，通过实际模拟与对比，分析不同方案之间的能耗情况，优化方案，实现节能与环保，从而达到符合绿色建筑的要求。

3.2 BIM技术在绿色建筑方案设计阶段的应用

如今，越来越多的现代化造型建筑，建筑的结构也变得复杂化。在对这些建筑进行设计的过程中，除了应考虑建筑形体的美观性，还应要求建筑在合理与实用的基础上具有更好的节能效果。对于这种情况，便要求通过利用BIM技术的参数化以及模块化设计功能，从而完成建模及设计工作。BIM系统中包含有可视化功能模块，通过应用可视化设计，能站在不同的视角对设计进行多角度地现场模拟观察，更利于方案的调整与优化，使整个设计工作更为便捷。

3.3 BIM技术在绿色建筑深化设计阶段的应用

在建筑进行深化设计时，不仅要求建筑有合理的功能布局，确保建筑空间的使用达到最优化，同时还应尽量减少微环境对建筑所造成的不利影响，尽可能全面地对通风、日照、保温、噪声、能耗等各性能指标进行分析，实现对自然能源的充分利用。

BIM系统能够对项目进行模拟建设分析，对于建筑的通风、采光、日照、围护结构的热工性能、隔声以及室内环境等相关参数，结合当地气候条件及地形地貌特征，模拟并提供建筑的最佳方案，同时对建筑实际建造及使用时所遇到的问题加以检查、分析，评估建筑的各项指标并形成数据库，从而对所发现的问题制定进一步加以优化调节措施，确保方案达到最优化，节约建筑资源，从而满足绿色建筑的各项标准要求。

3.4 BIM技术在施工图绘制阶段的应用

建筑的施工图设计在整个建筑的实际施工中起到至关重要的作用。为此，确保其设计的可行性尤为关键。在施工图设计阶段，各专业可通过BIM 软件平台协同工作，建立各个专业间互享的数据平台，实现各专业间无缝对接，避免了设备管线碰撞问题。不仅提高图纸质量及可行性，同时提高了设计效率。

结论

绿色建筑将是今后建筑的主要设计趋势，同时BIM技术也是未来建筑设计时所应用的重要系统与平台，绿色建筑及BIM技术均重视建筑的全生命周期设计，在绿色建筑设计过程中，要确保信息的完整以及准确性，在节约建材的同时，有效改善了室内、外环境，达到实现节约能耗以及环保的要求。这不仅有利于设计者提出更高质量要求的建筑，同时还推动了国家对于实现建筑的可持续发展。

参考文献

[1]刘迎.BIM技术应用于绿色建筑设计的研究[J].科技风，2018（6）：94～95.

[2]汪海滨.基于BIM技术下绿色建筑设计的应用分析[J].江西建材，2018（4）：49～50.

[3]陈正军，绿色建筑设计中BIM技术应用[J] 技术分析2018年10月（中）.79～80.

（作者单位：北京国科天创建筑设计院有限责任公司）