基于BIM技术的全过程绿色建筑设计应用研究

施戈亮

摘  要：旨在探索建筑信息模型技术在绿色建筑设计中的应用，推进建设绿色施工。通过对BIM在整个流程中的运用进行了剖析，并对其在各个阶段的实施进行了探讨。在建筑设计中引入BIM可以提高设计效率，优化施工方案，实现设计全过程的集成，是实现建筑设计的重要手段。研究表明：BIM在全程绿色施工设计中的应用，对工程项目的整体品质有明显的提升。在此基础上，实现团队协作与信息共享，对能耗、物料选择及系统效能进行仿真优化，以达到更高的节能与环境保护目标。

关键词：全过程设计 绿色建筑 BIM技术 建筑应用

中图分类号：TU17;TU201.5

Research on the Application of Whole-Process Green Building Design Based on BIM Technology

SHI Geliang

（Hubei Industrial Polytechnic， Shiyan， Hubei Province， 442000 China）

Abstract： The paper aims to explore the application of building information modeling （BIM） technology in green building design to promote green construction. The paper analyzes the use of BIM in the whole process and discusses its implementation in various stages. The introduction of BIM to building design can improve design efficiency， optimize the construction plan and realize the integration of the whole process of design， and it is an important means to realize building design. The study shows that the application of BIM in the design of whole-process green construction has significantly improved the overall quality of the project， and that on this basis， it realizes teamwork and information sharing， and simulates and optimizes energy consumption， material selection and system efficiency， so as to achieve higher energy-saving and environmental goals.

Key Words： Whole-process design; Green building; BIM technology; Construction application

在“大数据”和“制造业转型”的大环境下，“信息技术”“工程技术”相结合是建设行业发展的必然趋势。促进我国建筑产业的技术创新，促进新型业态的发展，促进其服务方式的创新，促进建筑工程的设计与建造的集成，是我国建筑业寻求转型与可持续发展的关键[1]。BIM技术以其参数化、模拟性和仿真性等特点，在建筑领域发挥着巨大的作用。

1   BIM技术与绿色建筑概述

1.1   BIM技术概述

BIM是一种基于计算机辅助设计（Computer Aided Design， CAD）的多维度建模与数据融合，能够将建筑的三维几何尺寸、构件的材质、价格以及工程建设计划等数据进行数字化传输。BIM技术以直观的形式将建筑物的渲染图和建筑物的三维造型进行了直观的表示[2]。而BIM技术还具备面向对象的特征，可以对建设项目的设计、建设、运行等各个环节的人事调动、交流与决策产生直接的作用。BIM模式具有多种特征，可以通过自己的数据进行工程建设。

1.2  绿色建筑设计概述

“绿色建筑”指的是在全生命过程中，通过节能、环保和降低污染来实现节能减排；在此基础上，提出了一种健康、适用和高效的居住环境，实现人类与环境的最大和谐共存。相较于传统的建筑，绿色建筑以其节能降耗的特点更加契合可持续发展的思想。首先，要充分利用自然光和自然通风等自然条件；其次，“因地制宜”“就地取材”是实现可持续发展的基本思路。在目前的“双碳”政策背景下，节省能量，使中国的绿色建筑更加适应其“低碳化”建设的整个生命周期。

2  基于BIM技术的绿色建筑设计优势与方法

2.1  BIM技术的应用优势

BIM是以工程信息的建立、系统的管理和信息的分享为基础，以达到工程的整个寿命周期为目的。BIM在绿色施工的设计过程中的运用，既可以保证工程的工期，又可以对工程造价进行有效控制，还可以保证竣工后的工程质量。首先，BIM在绿色施工的应用中具有重要意义，其工作接口可视化，其3D信息可以为绿色施工评估提供海量仿真数据，而非单纯的平面渲染功能。并能为非建筑业的业主和使用者提供清晰明了的施工方案，并能直观地表现出建筑物的室内空间关系和各种管道布局[3]。其次，BIM为整个建筑工程的全过程进行数字化设计，从前期规划到方案设计，再到深化设计，都能得到高效率的存储。因此，在施工过程中，可以很容易地调出施工过程中的每一个环节的工程资料。

2.2  BIM技术在绿色建筑设计中的方法

与常规的施工工艺的重复进行相比，BIM能够在项目实施的前期工作中，将项目的前期工作纳入项目现场的研究中。总体平面布置的总体布局，通过对建筑物形体形态的声环境、风环境进行分析；通过对室内灯光环境进行仿真和分析，为室内设计提供实时的信息，以提升室内空间规划的精度和舒适度。在以后的施工过程中，还需要对建筑材料和管道综合进行持续的深入研究，这需要多个专业的工程师一起参加，BIM平台的协同作用可以让问题得到实时反馈，并对模型的参数进行修改。改善工程品质与工作效能。BIM的完整性可以表现为对各行业和各体系的集成效应，展示了从设计到建设到运行到拆除的整个过程[4]。

3  绿色施工技术要点

3.1  绿色施工管理技术

绿色施工管理技术是在建筑施工过程中，以促进资源节约、环境保护和可持续发展为目标，采用新技术、新工艺和新材料，并且通过科学的管理手段，实现对施工活动中的环境影响、能源消耗、废弃物排放等方面的有效控制。该技术强调减少对自然环境的破坏，提高资源利用效率，降低施工过程对生态环境造成的负面影响，从而实现建筑施工的可持续发展。

3.2  环境保护技术

目前，建筑工程对环境保护造成了3个主要问题：粉尘、噪声、光污染。空气中的颗粒物是最为重要的一种污染源，其中10μm以下的颗粒物可通过呼吸进入人体，对身体健康构成威胁，包括建筑尘、尘土、路面尘土等。建筑扬尘主要来源于堆放、清理等活动，由此引发了广大群众的抱怨和投诉。为了保护环境，在施工过程中应采取多种环境保护技术措施，例如：在土方施工阶段使用洒水和覆盖等方法，确保作业区域的肉眼可见粉尘等级不超过1.5 m。此外，在结构施工、安装和装修过程中，现场肉眼可见的粉尘高度应控制在0.5 m以下。

3.3 节材与材料资源利用技术

目前，我国建筑行业普遍采用的节材和物质资源综合开发方法，主要是因为制度上的问题，缺乏相关的法律和制度，以及缺乏有效的管理措施，导致了建筑工程中大量的使用材料的随意性和无意性。在住宅建设项目中，有2/3的建筑费用都是原材料，因此节约材料是最重要的。绿色建造是指当前国内建设项目产生的大量建筑废弃物，既要减少，又要强化循环再利用。目前，在钢筋砼建筑施工中，模板用量大约为30%～40%，约为总工期的50%。以往，在建筑企业的固定资本中，模板系统大约占据了1/3左右。随着技术的进步，模板技术在建筑领域扮演着重要的角色。模板技术对项目的质量、成本和效益都具有深远的影响，因此也成为建筑企业实现“绿色建造”的关键要素。

3.4 节水与水资源利用技术

节约用水是建设工程中一个不容忽视的问题。建设工程用水量很大，特别是在建设过程中，水泥用量占有很大比例。当前，全国每年生产超过20多亿m3，水泥拌和用量约为185 kg，因此，混凝土养护用水按区域和季节不同，专家测算为搅拌用水的2～5倍[5]。据估计，目前水泥生产所需的水泥和维护费用在10亿t左右，其中大部分使用的是自来水（工业用水量比家用水量大）。我国现有的水资源短缺高达60亿t，而建设用水量又占据了相当大的比例，由此可见，节约用水是建设中不容忽略的问题。

3.5  节地与施工用地保护技术

节地和建设土地的防护技术虽然在设计阶段要远远高于建设阶段，但是这并不意味着在建设过程中就没有工作可以进行，处理临时设施和修建公路都是项目部对节地工作的强调。从节地工作的观点出发，对于工地临房、临时围墙、施工便道和硬地板，项目部要对工地临房、临时围墙、施工便道和硬化地板等进行科学的安排，根据施工生产规模、员工人数、材料设备需要用计划以及现场情况，对其进行严格的管理，从而提高土地利用效率，提高建筑的利用率[6]。

3.6  节能与能源利用技术

节能与能量使用技术是建筑工程必须遵循的一项重要内容。建筑工程的节能主要有两个方面：一是减少能源消耗，二是增加能源利用率；利用这两个方面可更新资源是未来发展的趋势。BIM技术能够对绿色施工生命周期中的碳排放量进行量化，这一点在深化设计中得到了充分体现，即对建材的选用。本项目拟采用BIM技术，将建筑材料和温室气体排放进行关联，将建筑材料消耗与相应的碳排放系数乘以相应的碳排放系数，得到建材生产和运输过程中的碳排放。通过对施工阶段的仿真，并根据施工周期设置，给出了设备和物料的合理用量，从而得到该工艺的碳排放量。针对建设运行期的碳排放，根据运行中各环节的能耗与碳排放系数之间的对应联系，对运行期间的碳排放进行初步估算。

4  基于BIM技术的全过程绿色建筑设计应用研究

4.1  提升绿色建筑标准，全生命周期改进

从全生命周期角度，本规程对涉及的工程项目各主要环节进行了细化和深入研究，主要内容主要有设计阶段的施工图审核、施工阶段的竣工验收、运行期间的检查；为施工过程中的关键节点及施工作业的支撑，更好地保证施工品质。从功能需求方面，对现行的《绿色建筑》规范进行了改进，并将其扩展范围从“节能”提升至“无源”的“超低化”，从“室内”向“室内”“向”“人体的生理和心理健康”发展；使建筑物的绿化效果得到进一步提高和充实。在适用对象方面，主要是以具体的绿色建筑及区域为对象，具体的绿色建筑的实际操作，甚至是具体的绿色建筑的具体实施范围。例如：可以利用团体标准的流动与弹性加以规制，从而进一步丰富市场供给。

4.2  促进全产业链升级与生态圈融合

当前的标准主要集中在建筑设计、建造和运营等各个主要方面，针对建筑整个寿命周期中的建材产品生产，室内装修，建筑改造；拆迁和再利用也得到了反映，而且会得到强化，例如：可以与《绿色建造》相配合，推动更多的绿色建筑材料的发展。

4.3 绿色建筑践行绿色发展理念

对建筑主体而言，要逐步落实和落实绿色建筑工程建设、运营管理标准（规范）中的各种规定，并进而影响各学科专业的一般性和专用标准，使之适用于各种建筑。在施工过程中，环保设施与环保设施是该行业环保发展的硬体，当前已有环保卫生、环保循环；而在这个绿色的地方，则是代表着医护人员的绿色。在未来，更多的行业会将绿色建筑作为其发展的前提。

5  结语

通过对BIM技术在全过程绿色建筑设计应用进行研究，认识到其在提高设计效率、优化设计方案、减少资源浪费等方面的重要作用。然而，BIM技术在绿色建筑设计中的应用还处于初级阶段，需要进一步研究和探索。未来，应通过不断的技术创新和应用实践，推动BIM技术在绿色建筑设计中的深度融入，为实现建筑行业的可持续发展做出更大的贡献。

参考文献

[1] 郭文博，郑小丰，邹辉，等.绿色施工技术在长沙绿地星城光塔项目中的运用[J].建筑结构，2022，52（S1）：3000-3002.

[2] 彭书意.绿色住宅建筑理念下的住宅建筑施工技术探讨[J].居舍，2023（5）：169-172.

[3] 曾帅玮，易颖.绿色环保理念下的建筑施工技术研究[J].佛山陶瓷，2023，33（5）：52-54.

[4] 张雷.装配式建筑施工技术在绿色环保中的应用[J].环境工程，2023，41（4）：294.

[5] 景俊宝.节能降耗理念下的绿色施工技术运用分析[J].房地产世界，2023（13）：151-153.

[6] 靳艺超.绿色施工理念下建筑工程节能施工技术探析[J].居业，2023（6）：13-15.