试论基于BIM技术的绿色建筑设计

贾昇

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司）

1 引言

随着我国建筑行业的不断发展，人们对城市智能化、绿色化提出越来越高的要求，有效推动了BIM技术的广泛运用。在我国建筑行业中，绿色建筑是未来主要发展方向与现代化建筑的核心构成。在绿色建筑设计中通过运用BIM技术，能够将设计思路中存在的缺陷、问题及时找出来，能够对绿色建筑中包含的资源信息进行有效整合，有助于绿色建筑设计变得更加有效，保证绿色建筑建设的顺利开展。因此，在进行绿色建筑设计过程中，一定要广泛运用BIM技术，这样才能够将绿色建筑的作用、功能充分发挥出来，才能够为人民创造一个安全、舒适的居住环境。

2 BIM技术的定义与特点

BIM技术，就是指在进行绿色建筑施工过程中，通过有效整合有关资料信息，对绿色建筑仿真化模型进行构建，同时通过模型中充分表现出工程的全部信息资源，以向绿色建筑设计提供相关的数据支撑的一种技术。另外，BIM技术能够充分体现出建筑工程具备的全部特征，进而通过对实际情况进行有效结合，绿色建筑设计人员能够有效调整与优化有关设计数据，以有效完善绿色建筑的设计方案。通过利用B1M技术，能够进行三维建模设计，同时能够对设计方案、施工、监理、造价等有关信息进行描述与分析，在建筑的全生命周期中，能够便捷、重复使用以上信息，这些信息具有非常高的可靠性与完整性。在进行绿色建筑设计过程中，通过运用B1M技术，有助于生产效率、工作效率的提高，有助于设计成本的降低，提高正确率，同时还能够创造出更多的商业机会，获取更多的收益。

针对BIM技术，具有多种特点，如可视化、协调性、仿真性等。BIM技术运用于绿色建筑设计中，主要体现在以下几大方面。

①在绿色建筑设计中运用BIM技术，能够实现传统CAD二维平面设计向三维立体设计的转变，促使建筑结构变得更加立体、形象，同时针对设计方案中存在的问题，通过利用BIM技术，能够帮助设计人员对其进行深入发现，以提高绿色建筑的设计质量，有效避免出现施工返工、施工偏差等不良现象。

②通过运用BIM技术，能够构建分布式模型，进而施工单位或者设计单位能够设计出合理的绿色建筑工程内各种类型的模型，然后通过运用BIM技术，能够有效整合所有模型，以促使设计人员工作量的减少，绿色建筑设计效率的提高。

3 BIM技术的具体优势

3.1 能够及时进行绿色建筑设计反馈

在绿色建筑各大设计环节中，无论何时，均能够结合B1M技术进行分析，对绿色设计进行及时分析，同时及时反馈模拟评估结果。另外，在运用BIM系统进行可持续分析过程中，有关分析人员一定要具有极高的专业素质与专业能力，这样才能够有效分析建筑数据信息与建筑物理信息。但是，因为B1M技术自身的特点，如可持续分析、易于掌握、操作简单等，所以只要进行精炼的数据分析，便可以对不同设计策略进行快速评选，同时促使设计工作效率的提高。

3.2 有助于提高不同专业设计人员设计工作的协调性

全部建筑信息无法通过传统的绘图技术表现出来，无法对建筑工程的整体及进度进行准确分析与判断。但是通过构建B1M建筑信息模型，能够将各种建筑信息完全表达出来。通过运用BIM技术，能够有效协调不同专业，包括机电专业、结构专业、建筑专业等，将其协调至同一个协同合作的模型内，有助于不同专业人员设计信息的交流与传递，有效避免出现施工与设计之间碰撞问题，同时有助于绿色建筑设计质量与设计效率的提高。

3.3 实现绿色建筑设计方案的可视化

通过构建BIM模型，能够将绿色建筑设计效果充分展现出来，与此同时，还能够对构件参数进行注释、分析绿色建筑、进行建筑结构计算等，有助于设计人员设计思维的创新与拓展。另外，在进行绿色建筑设计过程中，只要设计人员对其进行任何改动，BIM模型均能够对其建筑设计整体及其有关部分进行自动变更，有助于设计人员设计效率的提高。例如，针对一扇窗的位置，在选用传统CAD设计方法来对其进行改动时，在对平面设计图内本扇窗位置进行改动以后，还需要对本扇窗其他有关设计图纸进行改动。但是在B1M建筑信息模型中，通过运用信息共享平台，便能够对全部预支有关的信息进行自动改动。

4 案例分析

4.1 工程概述

某一个博物馆工程，共5层，其中，地上3层（局部5层）、地下2层，建筑总高度为70m，总建筑面积为158 000㎡（见图1）。在本博物馆1层中，包括观众服务用房、公共服务空间、非遗展示区、临时展厅、中央大厅等。在本博物馆2层中，包括公共服务空间、观众互动体验空间、5D影院、专题展厅、陈列展厅等。在本博物馆3层中，包括互动体验室、观众休息厅、未成年人活动室、专题展厅等。在本博物馆局部4层中，包括文物库房、科技保护中心用房、多功能厅、专题展厅等。在本博物馆局部5层中，包括信息资料中心室、综合业务办公用房、科技保护用房等。在本博物馆工程中通过使用BIM技术，能够对设计质量、设计效果起到有效提高作用。

图1 博物馆项目

4.2 在博物馆工程设计中对BIM技术的具体运用

4.2.1 提高对环保材料利用率

在进行绿色建筑设计过程中，一定要对建筑环保材料的重要性给予高度重视，在实际设计过程中，应尽量选用可再生材料或者环保型建筑材料。与此同时，在保证绿色建筑环保无污染、设计质量的前提下，设计人员还应尽量提高环保材料的利用率，使其在总材料中，环保材料用量比重高于10%。另外，为能够严格管理控制环保材料的损耗，在构建BIM模型过程中，设计人员应对环保材料的样式、尺寸大小提前进行设计建模，同时专业环保材料生产商技术人员应提前介入建模过程，对于需要进行校正、修改的地方，设计单位应要求材料生产商进行标准化设计，然后在BIM模型内汇总全部的三维模型，然后进行综合测试，确保安装过程中不会出现碰撞现象，尺寸大小不会出现误差现象，然后单独提前将这部分的环保材料发送给生产商进行定制，然后安装所有的预制材料。通过以上操作过程，能够有效解决多种现场施工问题，如施工现场粉尘污染问题、重复拆除问题、施工作业交叉问题、施工工期延误问题等。作为设计人员，应先对环保材料汇总表、环保材料利用比重计算表格等进行收集，然后在BIM软件中输入以上信息，以科学评估、判断绿色建筑是否满足节能要求。

4.2.2 提高对能源的利用率

在绿色建筑设计中，朝向与建设布局是非常重要的，假如绿色建筑的建设布局、朝向是合理的，能够有效确保冬季的保暖、夏季的通风，同时绿色建筑围护结构的热工性能能够满足设计要求。在运用BIM技术过程中，设计人员一定要收集相关的数据参考值，以计算绿色建筑能源的消耗。设计人员可以选择类似建筑为参照物，保证计算值与参考值处于一样的环境中，并以此为依据，合理计算建筑能源消耗。假如和参照建筑物的能源消耗量相比，绿色建筑设计计算消耗量比较高，则应调整绿色建筑设计参数，直至参照建筑物的能源消耗量高于绿色建筑设计计算消耗量。在以上过程中，通过运用BIM技术，能够有效提高计算的速度，同时保证计算的准确性。另外，通过运用BIM技术，能够有效布设雨水收集系统；在实际设计过程中，设计人员应对建筑工程的各种信息进行全面采集，包括排水系统信息、绿化信息、道路信息、地形地貌信息等，然后合理设计雨水收集系统，以实现绿色建筑能源消耗的降低。

4.2.3 提高对建筑与周围环境之间的适应性

针对建筑与周围环境，二者之间存在着非常紧密的关系。通过利用BIM技术，能够有效模拟、协调、分析室外景观照射灯能否向空中直接照射、建筑幕墙选用高反射度的装饰外墙还是玻璃幕墙。针对建设单位提供的各种专项报告，包括建筑立面图、建筑效果图、建筑平面图等，第三方应进行光污染分析、采光试验，然后编制相应的分析报告。将获取的试验数据与分析数据输入BIM软件内以后，应模拟建筑日照，形成建筑物采光影响报告，并以此为依据，对其建筑设计方案进行改进与完善。根据国家技术标准及规范要求，建筑物周边人行区域风速为5m/s。在确定以上情况时，在对BIM技术进行运用时，一定要提供大量的数据信息支撑。因此在进行建筑设计之前，需要对相关资料进行收集，如建筑效果图、设计平面图、设计说明等，同时设计单位应要求第三方单位进行采光试验、检测光污染情况，然后汇总全部信息，向BIM软件中输入以上信息，然后设计人员通过利用BIM技术来深入分析有关问题。此外，为保证绿色建筑室内外的空气流通情况、风速等满足设计要求，通过运用BIM技术，设计人员应高效模拟与分析绿色建筑室内通风环境与室外通风环境。在模拟与分析室内外通风环境时，建设单位应提供相应的数据资料，如风向环境试验报告、常年风速情况、建设平面图等，然后在BIM软件内输入以上数据，以有效模拟室内外的通风环境，对绿色建筑的实际通风效果进行明确，保证绿色建筑的通风效果满足建设需求。

4.2.4 室内环境的质量

通过运用BIM技术，能够有效模拟以下各种室内环境，帮助设计人员对设计参数进行合理调整，有效优化与改善设计方案。

1）自然通风环境

通过利用BIM技术，有效模拟建筑室内的通风环境，然后根据工程的实际建设需求，对建筑室内布局、位置、通风孔尺寸大小等进行有效调整，以改善室内通风环境，促使建筑室内环境变得更加舒适。

2）自然采光

通过利用BIM技术，科学模拟与分析对建筑室内的采光情况，然后以我国绿色建筑设计标准为主要依据，合理调整建筑室内的采光程度。另外，在调整建筑室内采光程度过程中，为有效提高自然光采集效果，可以合理调整建筑布局，有效改变建筑的围护结构。

3）热环境

通过在BIM技术软件中输入有关的项目数据，科学模拟建筑工程，包括水系建筑、草地建筑、道路建筑等，然后根据工程项目所在地的实际天气情况数据，对设计参数进行合理设置，以深入分析绿色建筑热岛强度。一旦热岛强度偏高，应根据工程的实际情况，选用有效措施，对热岛效应进行降低，如建筑单体设计、加强绿化设计等。

5 结语

综上所述，在绿色建筑设计中运用BIM技术，能够获取非常明显的效果，因此一定要对BIM技术的运用进行不断强化与积极推广，以实现建筑工程能耗的降低，保证我国绿色建筑的可持续发展。