BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究

张金

（大同市二院建筑设计研究有限责任公司，山西 大同 037000）

0 引言

从目前看来，严重的环境污染和能源损耗等问题对自然环境及人类发展均产生了较大的影响，全球范围内各个国家开始重视环境的保护，多数国家将保护环境作为发展的基础条件，以此来构建出绿色、环保的生态环境。而在我国各领域之中，建筑行业为改善当前环境，开始发展能够达到节能减排目的的建筑物，并将BIM技术应用其中，利用BIM技术能够对建筑的各种信息进行分析及整合，为绿色建筑的设计提供帮助，进而推动我国建筑行业绿色建筑设计的良好发展。

1 BIM技术的概述

BIM技术作为一种在工程设计、建造和管理中应用的数据化工具，能够将建筑的数据化和信息化模型进行整合，在项目的设计、运行、维护等一系列过程中进行共享和传递，让工程技术人员能够正确理解建筑的各种信息，然后根据建筑信息进行应对，可以为参与建筑工程的各方主体提供协同工作基础，能够在提供生产效率的同时进一步缩短工期，进而为工程项目节省不必要的成本支出[1]。BIM技术能够创建出虚拟状态的建筑工程三维模型，使用数字化技术为建筑工程三维模型提供真实性较高的建筑工程信息库，信息库中包括建筑物构件的各种信息以及非构件对象的信息。除此之外，BIM技术的应用范围较广，不但可以应用在建筑工程的设计工作中，还能够在建筑工程建设的全过程中应用，对于建筑工程的设计和建设能够起到重要作用。

2 BIM技术在绿色建筑设计中的具体应用

2.1 建筑规划的设计

建筑规划设计也就是对于建筑群的规划，在对土地资源进行规划时，可以通过自身对于绿色建筑规划的了解生成土地资源规划后的平面图纸。除此之外，利用BIM技术还可以为社会人民群众公共服务系统的完善进行充分保障，确保建筑群能够为人民群众的交通出行、就医等多方面提供便利服务。在使用BIM技术需要在规划时需要将周围的社会服务部门加入规划方案，然后利用BIM技术强大的计算能力分析出当前规划是否存在缺陷，从而保证绿色建筑设计的合理性。

2.2 建筑水文地质管理

在进行绿色建筑的设计时，水文地质作为影响建筑物质量的重要因素之一，需要全面分析建筑地点的水文地质，以免建筑物受到水文地质的影响。如果建筑物受到水文地质的影响，就会导致绿色建筑资源出现过度浪费的情况，不符合当前绿色环保的理念[2]。在对水文地质进行管理时，应当全面分析以往的水文地质数据，在系统中输入分析后的重要数据，然后整合进行计算，制定出合理的工程地基计划，以便应对各种因素形成的风险。

2.3 建筑和自然环境的设计

在进行绿色建筑的设计时，应当将自然生态环境作为设计核心条件，设计出相对自然的绿色建筑。但在传统建筑的设计过程中，无法将自然的生态环境融入其中，而使用BIM技术能够合理规划出建筑的形状、方位及布局，还可以将气候环境和建筑所形成热岛效应加入设计过程中，使建筑能够呈现出自然和谐的环境，实现自然降热系统的形成。

2.4 建筑形状和内部设计

从目前看来，绿色建筑的设计需要充满创意，建筑只有具有创意才能够给人良好的第一印象，使绿色建筑能够成为城市的标志性建筑。在对建筑形状和内部进行设计时，可以使用计算机设备来收集附近建筑的形状信息，然后在系统中输入建筑形状信息，BIM程序就会全面分析建筑形状，进而生成特殊的形状设计计划，能够使建筑形状呈现出独一无二的效果。如今，我国建筑行业发展迅速，对于人才的从业要求越来越高，在竞争激烈的情况下，是否具有造型创意能够直接决定人才的从业竞争处境，但是，由于BIM技术的不断普及，使建筑设计人员对于建筑造型创意具有了充足的设计思路。在建筑进行招标时，特殊的建筑造型能够在一定程度上提高中标概率，是多数建筑企业采用BIM技术的主要原因之一。

2.5 能源利用设计

在以往的设计过程中，通常会使用计算机辅助设计进行各类图纸的设计工作，并且在能源设计中也可以提供一定帮助，这种计算机辅助设计大多用于建筑物的门窗以及承重构件等部分，但却不能对建筑排水系统和通风系统设计以及能源利用进行科学、合理的设计。从实际情况能够看出，使用BIM技术能够实现对能源的设计，尤其是风能源和光能源的利用，利用BIM技术能够在系统中输入获取的数据信息，然后生成虚拟模型，根据绿色建筑选择适当的能源转化计划。

2.5.1 排水系统的设计

采用BIM技术能够对排水系统进行设计，模拟出高层水压，使高层的居民住户的水流量能够得到充分保障，确保高层居民住户的日常生活不会受到影响。在选择排水系统的材料时，BIM技术能够提供丰富的排水材料信息，使设计人员能够将最为恰当的材料应用到排水系统之中。除此之外，在对排水系统的管道进行规划时，使用BIM技术能够掌握排水系统设计方案中的不足之处，然后进行合理的修改，以此来保证高层居民住户的正常用水。不仅如此，在安装排水的附属设施时，利用BIM技术可以对安装过程进行模拟，以免安装过程中出现冲突情况。在使用BIM技术进行安装时，能够通过3D模型的构建生成排水附属设施的安装流程表，充分保证安装的规范性和标准性。

2.5.2 采光设计

如今，社会人民群众的生活质量正在不断提升，与此同时，人民群众对于居住环境提出了更高的要求。建筑窗户的材质和大小关系到采光状况，以往在对建筑设计采光时，使用的软件或程序不能表现出房间内的光线层次及光线的逼真效果。而利用BIM技术能够将窗户材质、窗户大小以及房间布局等信息进行充分获取，然后根据要求将各种信息组织起来，构成协调完成的画面，设计人员就可以通过BIM技术来对画面中的虚拟光源进行调节，对房间内的采光情况进行充分了解。除此之外，灯具光线设计也是采光设计中的重要组成部分，在此阶段，设计人员通常会将效果图提供给业主，多数设计人员会根据自身的设计经验来进行效果图的数据输入，但是，这种方式往往会与实际情况产生较大出入，并不能呈现出较好的效果。采用BIM技术进行设计时，能够通过自身收集的数据信息进行制图，从而呈现出非常逼真的效果图。

2.5.3 暖通设计

在传统的设计中，暖通设计通常不具备立体性，如果是专业能力不足的工作人员就会很难了解其中的细节，一旦在理解错误的情况下进行设计，就会严重影响后续的安装工作。在对空调系统进行设计时应用BIM技术的优势主要体现在以下几点：①利用BIM技术能够在系统中输入空调系统的数据信息，然后构建出立体的三维模型，能够让施工人员轻易了解施工内容和施工要求；②因空调系统的设计和安装相对隐蔽，利用BIM技术能够标注出其中的重要内容，保证空调系统安装顺序的规范性，以免出现返修情况[3]；③设计人员对于BIM技术有较大的需求，使用BIM技术能够对设计方案进行不断优化，生成更加科学的设计方案，使用BIM技术还可以找寻出设计方案中的缺陷和不足，然后对其进行修改，进一步完善设计方案；④将BIM技术应用在冷热源设计中，能够提醒设计人员及时了解工程地点的天气环境，针对工程地点的天气环境进行冷热源的设计。

2.5.4 外墙保温设计

如今，绿色建筑的外墙保温主要采用外墙保温砖和挤塑板两种方式，需要在全面计算后来保证材料的充分利用。除此之外，外墙保温砖模式对墙体的承载能力具有较高要求，导致传统的设计方式无法实施该模式。将BIM技术应用到外墙保温设计中，能够使外墙保温形成保温层和外层，可以为锚件的合理配置提供帮助，对墙面砖的稳定性进行充分保障。

2.6 施工环节的设计

2.6.1 施工环境

在对绿色建筑进行设计时，应当对各方因素进行充分考虑，达到节约资源、减少污染、保护环境的目的。设计人员利用BIM技术能够通过全面的信息库制定出完善的施工计划，比如，设计人员使用BIM技术创建出立体的三维模型，然后分析影响正常施工的各方因素，进而设计出防护方案，以免施工环境受到严重影响。

2.6.2 施工过程

在设计绿色建筑的过程中，施工阶段是相对薄弱的部分，应当对工程的施工进行充分考虑。BIM技术所提供丰富的数据信息能够帮助设计人员完成施工阶段的设计工作，还可以对施工人员制定出完善的管理体系，达到信息共享的目的。除此之外，在进行施工时，应当全面计算材料的利用率，以免出现建筑材料过度浪费的情况，减少不必要的成本支出。不仅如此，还要根据施工图进行人力资源的计算，然后进行合理配置，使人力资源能够在合理的岗位上发挥出自身的价值和作用。为保证施工过程的安全，需要演示个别的隐蔽工程，从而了解隐蔽工程中的要点，能够帮助管理人员对施工质量进行把控，而且通过BIM技术创建出的安全管理模型能够为安全管理体系的构建打下基础，以便对施工现场进行更加规范的管理。

3 结语

综上所述，通过BIM技术能够创建出立体的三维模拟模型，能够帮助设计人员找寻出绿色建筑设计计划中的缺陷和不足，从而进行完善和优化。由此可见，在绿色建筑设计中应用BIM技术可以对建筑的布局和施工环节进行充分管控，为设计人员的绿色建筑设计工作提供帮助，保证绿色建筑设计的科学性及合理性，进而推动我国绿色建筑良好的发展脚步。