建筑节能设计中BIM 技术的应用策略

孟凡进

（河南省城乡建筑设计院有限公司，河南 郑州 450000）

引言

当前BIM 技术已经广泛融入建筑设计与施工管理环节，科学运用BIM 信息技术可以为建筑设计优化提供建议。同时，由于BIM 有能耗预测功能，采用BIM 技术平台可以为建筑模型的节能方案运用提供能耗分析参考，进而为建筑节能设计提供助力。结合实际案例进行BIM 建筑节能优化设计能够为读者更好地展示BIM 的运用价值，并为同仁优化设计节能效果提供思路。

一、BIM 技术概述

BIM 技术为建筑信息模型，主要是将三维数字技术作为基础，针对建筑项目中的信息数据展开集成处理，运用数字化形式将建筑实体与建筑功能体现出来，信息模型的完善性能够对工程建设中多个时期的资源与数据连接在一起，将建筑中涉及到对象运用准确、清晰形式描述出来，并且将其运用于项目施工与项目管理中。BIM 的运用能够使异构工程以及分布式工程在数据信息方面形成高度统一性，有利于试下数据共享，项目处于生命周期中可以将数据信息输入，并严格管理输入信息，并且BIM信息模型也体现出了较强完整性、一致性以及关联性。

二、建筑节能设计中BIM 技术的应用策略

（一）设计前期

首先，能源的节能利用。能源是否能够实现节约利用是对绿色建筑进行评价时的重要标准，也是促进BIM 不断发展的重要途径。在设计前期，可以运用BIM 模型对室外太阳的整体辐射强度、分布等进行分析，促进太阳能整体设计方案的不断优化，进而实现对太阳能资源的最大化利用。同时也能对室内自然采光进行分析，运用自然采光的方式将人工照明中产生的能源消耗降低。其次，材料的节能利用。就当前社会发展现状来讲，公共建筑在功能需求上有所增加，部分施工设计在方案上的不合理性比较明显，在此情况下，会引发机电管网错乱的问题。BIM 技术的运用，能够发挥管网检测功能，进而使工程师遇到的难题得到比较有效的解决。最后，对室内环境和结构热工性能进行分析。在进行绿色建筑设计中，设计将BIM 的建筑模型中赋予外围结构与热功能参数，然后使用软件将参数计算出来，并且结合国家制定的相关标准，保证其和国家制定的标准相符。如果建筑不能达到相关标准，则需对其做出进一步的判断，同时计算建筑能量消耗。

（二）实现高精度的设计

与一般的建筑形式相比，绿色建筑对于工程管理工作的开展来说，有着较高的管理要求，大多数绿色建筑工程都使用了非常多的预制构件，因此要想对这些预制构件进行拼装时不出现任何误差，一定要在设计阶段做好碰撞检查工作。在此过程中，如果仅仅利用传统的碰撞检查方法进行试验，其工程量巨大。而如果能够灵活运用BIM 技术，就可以通过对各种参数模型的充分利用，来对各个系统进行交互碰撞检查，这样就能在一定程度上大幅提升整个设计工作的精度。

（三）施工阶段具体应用

BIM 技术在绿色建筑装饰设计施工阶段的有效应用可以实现工程装饰施工相关数据的全面收集，并借助可视化模型准确计算得到工程明细及总量，为更快速、更优质的设计施工方案与造价预测提供有效依据。同时，借助BIM 模型能够快速实现数据变更之后的各施工环节施工方案的有效调整，进而节约大量人工、材料变更成本。传统的装饰施工采用的是人工核算、测算数据分析的模式，这不但会消耗大量的人力、物力，而且极易发生数据错误、遗漏等问题。而借助BIM 技术则能实现对这一问题的有效解决。除此之外，利用BIM 技术建模对工程数据进行汇总，作业人员能够全方位掌握施工进度，同时结合施工推进情况来实时跟踪与调整数据，从而将实际作业进度准确地呈现出来，通过准确反映实时施工推进情况，对施工方案数据等进行及时跟踪调整，避免不必要的施工浪费与施工滞后。而且在绿色建筑装饰设计中运用BIM 技术能够自动生成调整数据和绿色材料台账与明细账，以便于业主和设计人员能够根据BIM 绿色材料清单来对比设计方案中的工期、成本和同类型工程的相关情况，从而为绿色建筑装饰设计以及施工阶段进程的推进制定合理的决策。

（四）材料节能利用

BIM 当中的系统设计十分智能，能够将碰撞地标自动找出，并将其标注出来，在这种情况下，能够避免出现管网出现错、碰、漏的问题，进而实现材料的节约。碰撞问题，不止管线，也存在于建筑之间、建筑与结构、结构与管线、机电设备之间等等。BIM 技术在运用时，能够对建筑的多样性、复杂性进行细致分析，因此设计师可以使用信息技术展开构思，然后运用三维模型进行系统分析，三维模型的使用，能够为工程提供经济性设计、预算成本方面的信息，也能根据绿色建筑的整体评价标准对建筑材料的进行详细分析。传统模式中，很难将数据精确地计算出来，但是基于BIM技术的功能的强大，能够将工程中的材料需求量、配比、能否满足建筑要求等详细分析出来，进入保证建筑设计在无污染的状态下进行。在此过程中，能够被循环运用的材料应高于整体材料的百分之十。

（五）优化能源利用

在绿色建筑项目管理工作开展过程中，不管是设计阶段还是施工阶段，都要遵循绿色、节能、环保的发展理念，实现对资源的科学利用以及对生态环境的有效保护，因此对于施工现场的资源利用情况要给予足够的重视。相关工作人员要对实际的工程施工状况有着全面了解和掌握，对各施工工序中一些不必要的能源消耗进行合理管控，在减少浪费的同时提高资源利用率。对于BIM 技术的深入应用来说，能在能源的节约利用方面发挥非常积极的作用。充分结合施工现场情况，通过建立三维模型来对各项工程参数进行优化，同时能对相关的节能设计标准进行最严格的审查，结合各种情况综合选择最节能的施工方法。

（六）优化建筑室内环境设计效果

BIM 信息平台具有其他设计软件无可比拟的模拟分析能力，利用BIM 技术平台可以对建筑设计的室内环境进行全面模拟，为建筑节能设计优化提供直观依据。在运用BIM 平台时，建筑节能设计人员可以利用如下技术模块进行室内环境模拟。一是室内通风环境模拟。通过BIM 技术可以对室内自然风的气流运行情况进行直观展示，设计中结合建筑模型的使用情况进行通风口位置及尺寸的优化设计能够更好地提升室内通风效果。二是进行自然光照模拟分析。通过BIM 平台的运用设计人员可以对建筑采光需求以及建筑日照情况进行模拟分析，进而对设计方案的节能效果进行了解。另外，建筑周围水体以及降水情况也能够为建筑绿化设计提供参数，通过方案模拟来分析绿色植物种植及养护的造价、建筑降温效果等信息，进而为建筑绿化设计的节能优化提供依据。

（七）在验收过程中的具体应用

在绿色建筑装饰工程验收方面，BIM 技术模型能够为验收提供相关的标准，以及相关的验收参考数据。尤其是可以为验收工作提供全面的信息管理平台，各项设计、施工投入等明细台账都能在平台上予以反映，为相关设计、施工质量问题提供验证依据。并且能够通过设计模型与施工模型、竣工模型之间的直观比较，直观体现绿色建筑装饰工程竣工程度，提高工程验收成效。

三、应用模式

就 BIM 技术应用模式来讲，可以加强对建筑模型的运用，借此帮助建筑师进行优化设计。BIM 模型在使用中，能够将设计方案转化为三维图案的形式，在此情况下，更便于分析与观察，同时能够促进专业整体沟通效率的提高，将设计可能出现的疏漏、错误大大减少，进而使项目建设成本得到有效控制。如管线碰撞问题，建筑之间、建筑与结构、结构与管线、机电设备之间问题等。通过对 BIM 技术的运用，能够使管线问题得到比较有效的解决，实现对管线走向的精确定位，并且解决建筑之间、建筑与结构、结构与管线、机电设备之间的问题。同时在设计过程中，可以对设计进行预览，进而保证其达到最优。

结语

总之，就当前社会发展现状来讲，越来越倡导绿色节能，BIM 技术的运用，能够从科技层面使绿色建筑设计当中存在的问题得到有效解决，促进环境和建筑之间的平衡，促进资源整体利用率的提高，使室内环境整体质量得到提升，实现建筑成本的降低，进而使绿色建筑在发展过程中获得更好效果。因此在进行绿色建筑设计过程中，应加强对BIM 的运用。