BIM技术在绿色建筑设计中的应用

杨璞

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州贵阳 550081）

0 引言

随着我国建筑产业不断发展和进步，我国传统以实用性为主的建筑设计理念被更新，节能减排、绿色设计成为当前建筑设计的主流理念，并以此设计思路来优化建筑工程质量，发挥建筑改善生活的价值。BIM技术的运用有效地改善了建筑工程生产方式和格局，并通过科学的建筑数据验算和分析模式为建筑工程的绿色设计提供了巨大的便利，该工作实现了建筑工程的可视化模拟，有利于绿色设计性能的多项研究，可全面提升绿色建筑设计的效率和质量。

1 绿色设计和BIM技术运用背景

1.1 BIM技术的运用背景

BIM技术主要运用于构建建筑工程整体环境数据，相关单位要结合建筑工程的综合建设形式搭建数字化模型，并得到建筑工程各项生产信息。对比传统的设计方式，BIM技术具有以下三点优势：①可以将传统的二维设计转化为三维立体模式，这种方式具有极强的可视化特点，可梳理工程信息，实用性极强；②可以挖掘建筑工程数据的各项信息，可通过实时修改的方式保证工程项目和现实工程施工的一致性；③可以实现三维建模和力学分析、工程进度研究，有效推进工程建筑项目的整体质量提升。可见，建筑产业的发展和BIM技术息息相关，国家十分重视BIM技术的运用并积极出台多种政策，大力推进BIM技术在建筑设计的运用。

1.2 绿色建筑设计理念

在现代建筑工程的设计理念下，大部分设计人员偏重建筑功能性特点，忽略了建筑的节能和环保要求，这为绿色建筑推广带来了阻碍。通过借助BIM技术可实现建筑数据的快速验算和可视化模拟，从而提升绿色建筑设计的质量和可行性。

从建筑工程的绿色设计理念来说，绿色建筑设计理念源于环境友好型社会构想，建筑整体设计要求施工人员不断推进新技术和新材料的运用，通过提升资源的利用率，达到节约工程成本、全面降低建筑工程施工所导致的污染问题的目的，为人们创造宜居的生活环境。值得注意的是，节能环保是绿色建筑的关键点，工作人员需要严格遵行这一理念，严格遵循国家的规范标准和施工需求，保证建筑的建设质量。

2 BIM技术在绿色建筑工程的设计优势

绿色建筑设计需要考虑多方面因素，如成本控制、资源调度和环境影响等。传统的建筑设计注重建设成本和经济性，容易导致设计考虑不周全，无法将建筑工程项目的实用性价值发挥到最大。但是，BIM技术的运用可有效推进绿色建筑理念的实施，推动建筑设计走向现代化和节能化。

首先，BIM技术可以保证设计的协同性。绿色建筑设计具有高度的融合性，需要将技术措施运用于整个工程项目如土建、暖通、消防和安装工程等。BIM技术的综合建模可保证所有的工程项目分项设计融合在一起，实现综合设计，保证了多个分项目协同一致。

其次，BIM技术可兼顾多项绿色建筑设计功能。对绿色建筑性能分析的时候，专业的人员需要输入数据到分析软件中，对建筑外观、结构力学的设计可行性进行分析；传统的设计软件无法兼容多项分析功能，只能够针对外观进行渲染、结构力学等单项进行分类计算。若存在设计变更的时候，一切设计都需要从头再来，耽误了大量的设计时间。由于BIM模型储存了大量设计信息，不用人为的多次输入数据，只要把BIM调到智能分析模式，就可以计算得出与周围环境配套的设计结果，有效解决设计软件无法兼容多项设计功能的问题。

最后，BIM技术可实现全生命周期建模。该技术可以针对建筑工程项目的投资估算、施工图出图、现场施工以及竣工进行全过程监督管控，有效应对图纸变更、索赔等问题，实现建筑的全生命周期设计管理。

3 BIM技术在绿色建筑设计方面的运用

BIM是基于3D数字建模技术而构成的综合化建筑信息工程技术。借助数据模型，可以帮助建设单位、监理单位和设计单位对项目进行综合管理，让建筑物的各个工程构件转化为电子模型，最后实现电子数字化体系，组件之间也可以不断优化，以此来科学处理数据管理的联动管理，也能及时添加或者是减少构件，有效地提升了工程建设的管控质量，降低了处理成本。

3.1 节约土地资源，降低工程成本

土地资源规划是建筑工程设计的首要工作，相关工作人员在规划用地时候要做好科学管控，针对相关标准和建筑布局进行分析，做好日照、消防间距、道路规划，保证建筑设计的科学、合理；通过运用BIM技术，对建筑物进行模拟分析，计算不同楼层接受光照的时间和道路占地面积等，保证建筑的日照满足国家的标准和规范，保证建筑布局更加科学合理，最大限度提升容积率，保证土地利用率最大化。

3.2 做好环境分析，实现节能优化

BIM模型可以针对建筑周围的环境要素进行模拟，对多种室外环境进行分析。如对室外环境的噪声、热岛效应进行分析，为设计人员提供科学的参数以及图像参考。利用BIM技术可以给出有效的仿真技术依据，如冬季典型风速一般要求为低于5m/s，而风速较大的系数需要控制在2m/s以内，BIM技术可以直接模拟这两项参数，对这些参数进行分析，通过控制标准内容对建筑设计的进行优化。

3.3 分析围护结构，设置热工参数

BIM在绿色建筑设计中具有极强的仿真计算运用能力，设计时可以在围护墙体、屋面以及门窗等部位输入热工参数，通过节能分析计算得出的结果指导设计人员对整个BIM模型热工参数进行调整和优化。同时BIM模型也十分适用于供暖空调负荷的计算，通过计算和调整不同的热力材料的参数、材质、性能等，保证暖通热工指标符合国家的相关要求。

3.4 做好隔音设计，提供宜居环境

BIM模型包含大量的建筑构件，如墙体、门窗以及相关内容，设计人员可在绿色建筑设计的要求下研究各个构件的隔音效果，如可以在BIM模型中输入噪声等外部信息条件，结合《民用建筑隔声设计规范》等内容计算出隔声性能的相关参数，按照参数标准改进和调整内容，保证室内的噪音等级达到设计标准，减少噪声源等对室内环境的影响。

3.5 加强光线设计，做好温度控制

我国地域辽阔，不同区域存在明显的气候差异性，导致不同地方的建筑采光和遮阳设计有着不同的要求。一般南方地区十分注重湿度调节控制，对室外采光要求不高，主要采用遮阳的方式减少室内外的光照差异。北方地区的纬度偏高，对室内的采光有较高的要求，一般通过增加采光来保证室内的温度。设计人员需要对地区的差异性进行综合分析，运用BIM技术建模，直观地模拟出建成后的室内光线以及温湿度控制效果，通过科学设置室内的采光和遮阳参数来提升整个建筑对光能和热能资源的利用，改善室内的环境，提升建筑绿色设计的整体效益。

3.6 创新绿色生产，推进工程建设

从建筑工程的建设来看，一个项目会耗用大量的人、材、机，建设生产方案是否合理，会直接影响建筑工程的节能效果。为了达到绿色建筑设计的要求，设计人员可采用BIM技术从整体上研究建筑工程生产效益和建设质量，如针对碳排放量超标的建筑设计方案，采用针对性的分析改进方式，再如对建筑和周围绿化环境影响、城市建筑和市政工程、道路工程影响等方面进行分析，以此来提升整体建筑设计的节能效果。与此同时，可利用BIM技术建模，利用数字化进度分析的方式调节工程进度，节约工程建设的整体成本。通过BIM技术的综合利用，对工程生产的进度、资源调度方式重新调节，实现绿色工程建设的重要的价值和意义。

3.7 做好能源管控，实现优化设计

在实际的建筑工程设计中，设计人员可以在BIM软件中输入一些气候参数、水文信息资料，并结合数据模拟分析周围的环境对建筑的影响，进而设计出具有良好的吸热、排水功能的项目。此外，在室内设计中也可以利用BIM的优化配置方法进行内部的设计，借助建模分析的方法，探讨风系统、水文环境、采光等建筑室内的影响，并极大提升与水资源的利用率，做好环境分析和管理，最终保证绿色建筑的科学设计目标；一些设计人员结合风系统需求采用了毛细管、光导管等技术，既提升了建筑物室内的采光效果，也节约了大量的电力资源成本。

4 结语

综上所述，作为一种特殊工程生产辅助工具，BIM技术在我国的节能环保生产中发挥着重要的作用和价值，是推进建筑工程绿色设计的关键点。从现有的设计方式来看，通过BIM技术的运用，建筑工程规划设计中的光照、风速、室内热湿条件和噪声都能够得到有效的控制，保证绿色设计的质量，全面提升建筑设计的整体性，最终保证居住环境更加适宜，满足工程建设的整体经济效益。