BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究

李冰瑶 程珑

【摘要】随着经济、社会发展水平不断进步，公共建筑的设计标准也随着提升，绿色建筑理念的提出，对绿色公共建筑的设计要求也越来越高，BIM技术是建筑信息模型技术的代表，其应用水平的高低同建筑使用年限息息相关，核心理念在于使用科学、准确的信息数据判定建筑工程性能的优劣。在绿色公共建筑设计领域中，BIM技术的应用体现出其明显的辅助设计特点，为绿色公共建筑设计提供了有力的数字化支持。

【关键词】BIM技术;绿色公共建筑;设计应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.155

节能、减排的可持续发展理念目前已经深入各领域，特别是在建筑领域，发展绿色建筑更是贯彻落实能源与资源可持续发展战略的重要举措。在绿色公共建筑的设计中，BIM（建筑信息模型）技术在建筑设计中的运用，解决了其中所涉及的跨学科、综合性及全过程设计

难题。具体表现在借助工程建筑信息模型，在真实环境下模拟建筑的日照、朝向、遮阳等，从而评估出能量消耗、环境噪声等影响因素，确保公共建筑从设计初期便将节能、环保、低碳的绿色概念贯穿建筑建设全程。

1、绿色建筑概述

1.1绿色建筑的基本定义

随着我国建筑行业迅速发展，市场规模也不断扩大，但建筑单位面积资源消耗总量较高，给经济、社会带来快速发展的同时也消耗了巨大的资源，产生一定的环境污染。因此，建筑行业不断寻求更为积极的和谐发展理念，绿色建筑应运而生。绿色建筑是在建筑规划、选址、设计、施工、运营、维护过程中最大限度节约资源、降低污染、保护环境的一种新型方式，同时，为人民群众提供舒适、绿色、健康的生活空间，实现建筑与环境的和谐共处.

1.2绿色公共建筑设计的主要原则

绿色公共建筑设计会涉及建筑、结构、机电等多个专业，必须由相关人员组成专业设计团队。传统模式下相关设计标准等信息的交流、沟通存在一定难度，且各专业对交互信息的处理要求各不相同，需要对绿色公共建筑设计要求进行深入、系统的研究，简单来说，绿色公共建筑设计的主要原则包括以下几个方面：

1）和谐性：公共建筑设计必须考虑与周边自然环境、建筑环境的和谐共生，建筑的拆除与建设都不能扰动或消耗周边环境，需要采取有效措施将这些影响降至最低，保证促进建筑与环境的和谐发展。

2）经济性：绿色公共建筑建设、运营、维护期间的复杂度较高，在反映社会发展及科学技术水平的同时，要注意选择适宜、经济的技术和材料，保持地域特点的同时发展绿色建筑。

3）节能性：为满足绿色建筑设计要求，公共建筑建设必须与各类资源的节约标准相联系，通过对其进行规划，提升资源利用效率，充分利用可再生资源，设计过程中符合气候特征及区域环境自然规律，确保建筑保温、通风效果。

4）舒适性：建筑舒适性的要求一直与资源消耗存在矛盾，特别是在公共建筑建造、使用、维护过程中，经常需要处理舒适性与其他理念的矛盾，建筑要在满足人们舒适要求的前提下进行合理设计，利用各类材料的蓄热、隔热性能，提升建筑保温、隔热效果。

2、BIM技术应用于绿色建筑设计工作的优势

2.1以建筑信息模型为基础进行协同工作

BIM技术的应用可以推动多个设计专业间的协同，设计人员在本地对同一个建筑信息模型进行设计，不同的设计内容可以同步到同一个模型当中，不同设计人员间能够借助对方设计元素进行交叉设计，进而实现成员间的数据、设计共享，减少后续设计调整问题，提升协调工作效益。

2.2可视化及参数化设计

BIM技术生成的建筑信息模型由软件根据绿色公共建筑设计生成，在设计全过程中可以形成精准的立体视图，相关设计人员能够在设计期间随时对模型参数进行调整，以便实现对模型结构、参数的改善。

2.3建筑全生命周期提供信息管理服务

建筑信息模型当中集成了绿色公共建筑不同阶段、不同专业的所有工作信息，通过整合将其融合到同一个信息模型当中，各类信息形成关联，既能够避免传统设计过程中信息丢失问题，也能够避免专业割裂造成的资源浪费，所形成的工作信息可以为建筑全生命周期提供必要的信息管理服务。

3、BIM技术在绿色公共建筑设计中的具体应用

3.1节约能源利用

节能和能源利用，是评价绿色建筑设计的关键内容。在能耗分析软件中，导入由BIM技术创建的建筑三维可视化模型，再结合公共建筑对节能技术提出的标准要求，與建筑物当地所处的气象数据综合分析，可实现对公共建筑物的可视化模拟，借助模拟所得的相关数据，

设定建筑物有关参数，从而在实际建设中进一步优化、调整公共建筑的方案结构，实现节能初衷。同时，使用BIM模型，还能分析公共建筑物室外太阳辐射，得到太阳辐射强度及分布特点，从而支持公共建筑物太阳能设备方案的设计与优化。

3.2节约材料资源

在绿色建筑评价标准中，对公共建筑物设计中使用的建筑材料及使用比例都有明确规定：建筑现场500 km之内建筑材料重量，为建筑材料总重量的60%;可再生循环材料的应用重量，为建筑材料总重量的10%。传统技术难以快速又精准地计算出实际数值，尤其是在那些复杂公共建筑设计项目中更是难以实现。BIM数据信息功能强大且具备材料统计性能，无论对于何种材料，都可准确又快速地计算出使用量，从而合理指导建筑工程使用材料配置，满足绿色建筑评价设计标准条件。BIM技术另外将建筑、结构、水、电等各个环节的设计内容都联系起来，又新增了碰撞检查功能，所以在初期设计时，便可有效解决各种可能存在的异常问题，避免了材料资源浪费，有效节省了材料资源。

3.3节约水资源

借助BIM技术所创建的三维信息模型，综合建筑物所处地环境的暴雨强度系数、暴雨强度计算公式，可以创建出完整的数据库，成为公共建筑物设计中雨水采集计算的有力支持。之后再结合实际建筑工程项目所处地貌、材质，明确径流系数的影响关联，再综合联合建筑项目、道路及绿地面积，计算集雨量，实现公共建筑项目设计方案的最优调整。

3.4室内环境

室内环境是公共建筑物建设的重要内容，室内环境质量的高低直接决定着能否为使用者提供健康、舒适、合适的使用空间，这也是绿色建筑设计所强调的功能性要求。应用BIM技术，能够在室内环境设计时，进行室内环境的信息模拟，涉及的内容有风环境、光环境、可视度等。

3.5运营与维护

当公共建筑物投入实际使用以后，此时的能耗、成本亦是绿色建筑设计的重要内容。在运营和维护阶段，也要继续贯彻可持续性的绿色建筑理念，当建筑物还未实际付诸应用时，便开始基于BIM技术进行前期的测试、调试，之后再制定行之有效的维护方案，保证其在实际运用之后能尽量减少能耗与维护成本。不仅如此，BIM智慧运行维护功能，还能够对突发性事件做出响应，确保持续落实对公共建筑物的有序管理。

结语：

综上所述，BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用，符合现代社会以绿色、环保、节能为宗旨的可持续发展工程项目建设。基于BIM技术实际具备的可视化、协调性、模拟性、可出图性等特点，能够从根本上实现公共建筑物的绿色环保性能，相信该技术的运用，也必然会使建筑行业得以更优、更快地发展。