基于BIM技术的绿色建筑节能设计措施应用研究

作者简介：张辰韵（1993.12-），女，侗族，贵州黔南人，硕士，研究方向：土木工程、结构工程。

摘 要：BIM技术，作为近年来建筑业的一项创新性建筑信息化技术，极大地改变了传统建筑设计中二维影像的表达方式。通过将多种影像信息整合为三维数字模型，BIM技术使得建筑工程的设计流程和设计结果更为直观，有效解决了建筑设计和施工中存在的隐蔽问题。在建设工程中应用BIM技术，将其与绿色建筑的环保设计理念、低能耗等概念相结合，不仅有助于提升绿色施工阶段的设计水平，还能使绿色建筑的设计成果与建设工程的经济效益相契合，为我国建设产业的发展奠定更为坚实的基础。

关键词：BIM技术；绿色建筑节能设计；应用

1 前言

在全球能源短缺问题日益严峻，环境保护意识持续增强的时代背景下，建筑节能设计已成为工程领域的研究重点。传统建筑设计在能耗、设计效率以及评价体系等方面普遍存在不足。然而，随着 BIM （Architecture Information Modeling， BIM）的应用，为我国建筑节能研究带来了新的发展机遇和挑战。信息工程信息模型（BIM）是一种新型的建筑节能设计手段。在数据管理、仿真分析等方面具有显著的优势。通过BIM技术，设计师可以更高效地处理大量数据，实现精准的能耗分析和优化设计。

2建筑节能分析BIM技术优势

建筑节能分析是一个综合性极强的过程，涵盖了多个学科领域和多个工作阶段。在这一背景下，BIM技术的出现为建筑领域内的多专业、跨阶段协同工作提供了有力支持，搭建了一个高效、便捷的工作平台。通过BIM技术，建筑师能够将建筑各专业的设计信息整合在一个统一的模型中，进而进行全面的建筑环境分析。这种整合性的分析方式不仅有助于建筑师更深入地了解建筑设计的影响，还能够为建筑设计的优化提供有力依据。此外，BIM软件还能够将模型数据转化为GBXML等特定格式，为建筑环境分析计算、绿色建筑评价等工作提供必要的数据支撑，从而推动建筑节能分析工作的深入开展。BIM技术模型构建信息指标如图1所示：

3建筑环境设计BIM关键技术

运用Ecotect、TRN SYs、DeST、EBCS、Tsun、Radiance、IES等工具，将Ecotect运用于既有建筑环境分析，核心功能涵盖：三维建筑建模与可视化、GPS地图集成、日光路径分析、舒适度与湿度图表呈现、风环境模拟、日照时长计算、室内光照环境分析等。这些工具与分析程序的无缝集成，能够进行专项环境评估、路径优化、人群疏散模拟以及安全预警等任务。

在建筑项目中，若涉及遮蔽层或设备层的设置，仅需构建其外部墙体模型。在建模过程中，因信息转换并非单向，故需进行一定的辅助处理。例如，Revit Architecture的模型若要在Ecotect Analysis中进行仿真，则需通过人机交互或导入DXF格式文件至Revit Architecture文件，以确保流程的顺畅进行。

4 BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用原则

随着我国经济的高速发展及城镇化的不断推进，建筑能源消耗也在不断增加，因此，建筑节能与绿色建筑

是大势所趋。建筑信息模型（BIM）是一种高效、先进的建筑设计与管理方法，是实现绿色建筑节能的关键。论文主要从三个方面论述了BIM技术在绿色建筑节能设计中的运用。

4.1因地制宜原则

因地制宜原则是指在绿色建筑节能设计中，根据建筑所在地的地理、气候、环境等特点，利用当地可再生能源和自然资源，不仅可以减少能源消耗，还能促进当地可持续发展。BIM技术作为现代建筑设计的重要工具，能够为设计师提供全方位的建筑环境数据，为制定节能方案提供有力支持。例如，在寒冷地区，BIM技术可以帮助优化建筑的保温性能，从而提高供暖设备的效率，降低能耗；而在炎热地区，通过BIM技术的合理布局，可以增加建筑的遮阳效果，减少太阳辐射，降低空调能耗。这样的设计方案既考虑了当地环境特色，又实现了节能减排的目标。

4.2规范性原则

规范性原则是绿色建筑节能设计的基石，它要求设计方案必须严格遵循国家和地方的相关法规、标准、规范，确保其可行性和实施性。BIM技术凭借其严谨的数据结构和强大的信息整合能力，能够将各种规范要求自然地融入建筑设计过程。这不仅使设计师在设计过程中能全面考虑节能、环保、舒适等多元因素，而且可以实时调整设计方案，确保其既满足规范要求，又能实现最佳的节能效果。这种技术不仅提高了设计的效率，也提升了建筑的整体性能和可持续性。

4.3操作性原则

操作性原则在绿色建筑节能设计中同样不可或缺，它强调设计方案必须具备实际可操作性和实用性，确保建筑在施工、运营和管理过程中能够顺利实现节能目标。BIM技术凭借其可视化、动态化、集成化的特点，能够将建筑设计、施工、运维等各个环节有机地结合在一起，从而提高各参与方的协同效率。例如，利用BIM模型的碰撞检测功能，实现了快速、准确地发现设计中存在的问题。这样，既可以提高工程的设计效率，又可以将节能思想从各个方面渗透到建筑的各个环节。同时，BIM技术还能提供精准的数据支持，帮助设计师做出更加科学、合理的决策，确保设计方案的有效实施。

5 BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用措施

5.1建立技术融合制度

随着BIM技术在建筑行业的广泛应用，我国大部分地区已经建立了完善的BIM设计体系，并成功应用于众多工程项目中。这不仅优化了设计审批流程，还加强了施工过程中的信息共享和协同工作。施工单位和建筑公司需要明确指导原则，借助BIM技术实现信息共享，并与各代理公司共同审查，确保施工过程中的各项操作符合规范要求。同时，根据项目需求，对施工过程进行持续监测和追踪，及时发现并纠正不符合规定的情况。通过3D-BIM参数化信息模型模拟施工方案和关键工序，能够提高工程设计的合理性和可行性。此外，利用MicroStation模块评估技术应用是否得当，确保各类设计与施工信息的准确无误，为项目的最终成功实施提供有力保障。

5.2绿色建筑采光中BIM技术的应用

在绿色建筑的节能设计中，BIM技术的运用为设计师提供了强大的工具和精准的数据支持。首先，在灯光设计方面，BIM技术可以帮助设计师更好地利用自然光，减少人工照明的需求。通过精确模拟和分析光线在建筑内的分布和折射，设计师可以优化窗户和天窗的设计，使自然光能够更充分地进入室内。此外，BIM技术还可以模拟不同天气条件下的光线情况，为设计师提供更全面的数据支持，使其能够根据实际情况调整设计方案，进一步提高建筑的采光效果和节能性能。

为进一步提升自然光的利用效率，科学地利用自然光，在绿色建筑的筹备阶段，设计者需对建筑内部的照明状况进行详细分析，以确定不同楼层、房间布局导致的光照不足或过度照明等问题。据此，对设计方案进行相应调整，并利用BIM技术模拟建筑内部的采光状况，为绿色建筑节能设计中的采光方案提供理论依据。

5.3建设过程动态监控

BIM技术通过高效筛选和保存有效数据，为建筑设计提供了精准的决策依据，确保了设计方案的合理性，进而提升了建筑工程的施工效率。这种技术在建筑领域的应用方式多样，其中“搭积木”方式可以实现各专业集成和碰撞检测，简化施工前的分析和模拟过程。在施工过程中，BIM模型的应用是不可或缺的。通过构建4D施工操作模型，可以对关键环节进行预仿真和应对，充分发挥现代信息化技术的优势。通过虚拟场景的展示，让相关人员亲身体验建设过程中的安全风险，为实际施工提供重要的参考依据。为了确保项目质量可控，将BIM技术与VR技术相结合，在安全风险应急演练中，通过视频监控对施工过程进行实时监管。一旦发现不合格之处，能够立即制止并进行整改，从而确保施工质量和安全。

5.4建筑日照分析中BIM技术的应用

在实施绿色建筑工程的过程中，为提升居住者的舒适度，必须从多方面防止阳光直接照射对人体造成的不适。例如，在设计阶段，设计人员应根据实际情况，将玻璃幕墙应用于建筑外墙，同时运用BIM技术，以降低建筑能耗和室内废气排放。鉴于各建筑物的位置和高度各异，其室外环境也有很大差别，因此，建筑内所受阳光辐射程度也有所不同。建筑室内的光照强度与室外光照强度密切相关，尤其在夏季，建筑室内需通过空调系统散热，导致建筑室内冷却系统的运行负荷增加。而在冬季，建筑室内光照减弱，需利用空调系统排出冷空气，将热量输送至室内，从而提高建筑室内供暖系统的运行效率。

通过对建筑物日照的分析，研究者发现，即便为同一建筑，在不同楼层所吸收的日照也有很大差别。这就要求绿色建筑的节能设计者充分运用BIM技术，合理调整建筑照明方案，以优化建筑在不同时段所吸收的日照。

5.5工程结构图纸绘制

采用BIM技术进行建筑结构图绘制，能够构建建筑项目的三维模型，为后续设计提供丰富数据支持。在可视化条件下，提升三维模型的立体感和层次感，针对模型细节进行优化调整，确保每个环节均达到预期效果，从而降低建设过程中的各类风险。在Revit平台上，将结构、机电模型等数据导入Navisworks，进行自主测试，并根据测试结果生成报告，识别建筑设计中的矛盾点，进一步进行优化和调整，确保项目遵循规定标准进行后续施工。

5.6太阳辐射分析中BIM技术的应用

在建筑项目实施过程中，太阳辐射对人们的生产和生活有着显著的影响，不同地区的绿色建筑所承受的太阳辐射存在明显的差异。通过运用建筑信息模型（BIM）技术，设计师们可以更加精准地评估太阳辐射对建筑的影响。遵循绿色节能理念，深入研究影响居民生产和生活效率的各种因素，并据此提出相应的解决方案。为了充分利用太阳能资源，设计师们会在建筑外部增设特定的太阳能收集装置，为低能耗设备提供稳定的电力保障。随着对绿色建筑节能设计的重视，越来越多的建筑师开始采用太阳能技术，利用太阳能实现夜间照明等应用，进一步推动绿色建筑的发展。

6结论

BIM技术的迅猛发展及其显著优势，为我国建筑节能设计的研究与实践提供了一种科学且高效的途径。在此基础上，以BIM为基础的建筑节能设计展现出交互性与协同性，从而大幅提升设计品质及效率。建筑节能设计是一项涵盖多学科、多专业领域的综合性工程，因此在节能设计时，还需充分考虑成本及环境适应性等因素。本文期望通过BIM技术的持续优化与更新，为我国建筑节能设计在系统兼容性、协同作业、整体设计等方面提供更为坚实的支持。

参考文献

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