基于BIM技術的高層建筑綠色節能設計研究

文/李炳林 山東濱州城建集團公司 山東濱州 256600

近年來，環保形勢日益嚴峻，在施工過程中，高層建筑企業也紛紛開始重視起節能項目，希望通過節能項目的推進來促進企業的進一步發展。根據數據顯示，當前，我國大部分高層建筑都屬于高耗能項目，對能源的消耗是非常大的。因此，要想實現低耗能，在高層建筑設計時就要將環境、高層建筑師、設計方案等問題考慮進去，而最關鍵的因素就要數設計師了。這主要是因為，設計師決定著整個高層建筑工程的設計和規劃，基本上所有的環節都由設計師來決定。在設計過程中，不同的高層建筑位置和結構，就會對高層建筑的采暖、光照水平等產生重要的影響。因此，在高層建筑節能設計中合理的運用BIM技術是非常有必要的。

1、BIM 技術

所謂的 BIM 技術，其實是建筑信息模型BIM，即通過對建筑工程項目涉及到的各類相關信息以及數據的研究，將研究結果作為基礎進行建筑模型的建立，其次通過這些模型統一模擬出建筑物未來的真實形狀、體驗以及運行狀態。在美國國內，BIM 技術的概念被分成了三個部分，首先，BIM 是一項建筑工程從物理特性到其功能特性、使用感受的數據化表達;其次 BIM 是一種可以達到共享的知識信息以及資源系統，它可以通過這些信息以及資源的分析，為整個建筑工程從產生到滅亡的所有決策提供確切的依據;第三，在建筑工程項目的不同階段，負責不同工作以及階段的部門可以從 BIM 當中插入、引出更新以及更改信息，進而為自身與其他部門的工作進行相互的協調以及合作。

2、現階段BIM高層建筑節能設計狀況

現階段，我國在高層建筑節能設計工作中，仍然存在著較大的不足，不能實現環境以及資源的合理利用，或者利用效率較低，充分程度不足。導致了資源和能源的極大浪費。我國現階段的能源仍然處于一個相對匱乏的狀況，所以，必須做好能源的合理利用。很多能源設計方案往往不能滿足設計標準的要求，或者與實際狀況不相符，無法滿足能源節約目標，設計人員需要應用先進化的設計方法，學習高效率的高層建筑節能設計技術，將其應用于我國的能源優化工作當中，對高層建筑物進行合理、全面的節能評價，然后再采取有效的節能手段進行處理。現階段高層建筑設計的側重點是美觀性以及功能性，但是卻沒有注重到節能方面的功能性要求。沒有做好綠色環保方面的管控，沒有注意到經濟方面的要求。應該在高層建筑設計的最初階段就開始節能性設計，選擇最合理的方案，實現理想的節能效果，實現人力資源和物力資源的極大節約。

3、BIM技術對高層建筑節能設計的優勢

①BIM技術實現了數據的數字化，它通過技術分析，將原本實在的高層建筑參數統化成模擬的信息，并對其進行處理。②BIM技術可以使高層建筑工程更加信息化、智能化和科技化，是一項非常現代化的技術。不同于傳統建筑分析方法，通過BIM技術，技術人員不僅可以錄入、更新、修改、檢驗模型數據，還能有針對性的改進、優化該項目的各個環節，使高層建筑方案呈現出最佳效果，滿足各方需求。③BIM技術實現了更大范圍內的信息共享。設計人員使用BIM技術，所有的數據和信息都是公開透明的，資源達到高度共享，所以，各個環節也可以有效連接在一起。

4、基于BIM技術的高層建筑綠色節能設計的優化

4.1 增強高層建筑與環境的適應性

在設計工程時，高層建筑與環境的關系非常緊密，兩者既相互聯系，又不可分割。高層建筑方會對高層建筑的總平面圖、效果圖、設計說明、立體圖等專項報告提出具體要求，而作為第三方，設計人員則要在試驗采光和分析光污染的基礎上，進而詳細、細致的編寫出分析報告。完成報告編寫后，將相關信息和試驗數據輸入到BIM技術軟件中，就可以得出日照模擬生成高層建筑物采光影響報告，根據報告結果對設計內容進行優化，這是非常科學和合理的方式。在我國，法律規定，高層建筑物周邊的人行風速應該控制在5m/s，為了檢驗高層建筑是否合格，我們也可以通過BIM軟件來對高層建筑物室內外的通風環境進行模擬和分析，要特別注意的是，要想進行模擬實驗，就必須要提高高層建筑平面圖，同時還要保證室內空氣流通和合理的人行區風速。

4.2 支持綠色高層建筑

由于設計是參數化的，所以可以很好的支持高層建筑環境分析的開展，提供準確的數據以及資料支持。通過對BIM軟件的合理使用，建立了一個全面、準確的信息模型，實現了高層建筑內部結構信息、資料以及數據的合理應用和共享，實現了信息處理模式的合理轉換，可以通過利用不同的節能數據以及資料，來對高層建筑的能源消耗狀況進行準確的判斷，進而得到準確的能源消耗結果，為對高層建筑進行綜合性、準確、高效的評價提供依據和保障。

4.3 高室內環境的質量

如今社會的快速發展，人們生活水平不斷提高，對于環境要求越來越高。在建筑物的室內環境能夠將人們的健康指數進行充分反映。通常情況下，室內外界的環境質量會受到很多因素的影響，包括室內溫濕度、入室新風量、有害氣體的產生與排出、室內氣流與室外風速和室內物品對空氣的釋放型污染等，使用BIM技術軟件模型能夠有效的進行照明、日照等方面的分析，從而能夠更好的確保室內環境的質量。在進行綠色建筑設計的時候會比較注重自然通風情況，其能夠進一步縮短空調設備的運行時間，同時也能夠達到節能控制的目的，因此在實際應用中需要充分的掌握建筑物的地理位置以及風向，并可向的進行設計。

總結：

作為一種新興的信息技術，BIM的使用范圍非常廣泛，目前已經應用到了世界各國的高層建筑領域，也起到高層建筑節能的效果，大幅降少了建造過程中的能源浪費。事實表明，在高層建筑設計中應用BIM技術，不僅能夠節約時間，還能降低高層建筑成本，這也充分體現了BIM技術的優越性。如今，越來越多的設計者開始使用BIM技術，也使得高層建筑朝著綠色節能的方向在發展。

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