BIM技術在我國綠色建筑發展中的作用

熊 毅

(樂山師范學院經濟與管理學院，四川 樂山 614000)

1 背景

習近平同志于2005年8月在浙江湖州安吉考察時提出“綠水青山就是金山銀山”的科學論斷。2017年10月18日，習近平同志在十九大報告中指出，堅持人與自然和諧共生。必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策。

我國已于2010年成為世界上能源消耗最大的國家。2017年3月14日住房和城鄉建設部發布印發《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》的通知，要求全面推進建筑節能與綠色建筑，倡導綠色施工，完善建筑節能體系。雖然風電、光伏等可再生能源近些年來由于政府的大力支持得到了比較顯著的快速發展，社會總體對天然氣的消耗量也有所增加，但是，煤炭在我國的一次能源結構中仍然占據主導地位[1]。

建設項目在項目實施環節和正式使用環節都會消耗大量的能源。由于建筑的設計使用壽命通常都在50年左右，使得建筑在正式使用環節對能源的需求總量非常大。如果能在建筑的設計階段注重設計研究建筑物在投入使用后的能耗水平，通過合理優化設計方案，控制建筑物能源消耗總量，對我國能源供給緊張的緩解將具有極大的意義。

但同時，以降低能源的消耗水平為目標，而犧牲人們居住的舒適性，這樣的能源結構優化也是不可取的。讓人們在建筑物內舒適的生活和工作是建筑物首要滿足的功能，只有當人們真正開始使用建筑的時候，建筑節能的社會意義才能真正的發揮出來。綠色建筑的理念便由此出現。綠色建筑就是一種在建筑的建設和使用過程中，對土地、水、能量等需求不高，不會對自然造成很大的環境壓力的建筑，并且可以保證居住者對建筑舒適度的要求。

2004年9月建設部設立了“全國綠色建筑創新獎”使得我國推廣綠色建筑進入了實質性階段[2]。但是過去十幾年建筑設計領域對于綠色建筑的理念的落實情況沒有明顯的進步。通過調查了解，缺乏可行的技術支持導致推行效果不佳是制約綠色建筑理念應用推廣的最大障礙。

此外，為了配合讓綠色建筑理念真正的被應用在實際的項目建設中，除國家主管部門出臺相關國家標準體系之外，全國多數的地方政府也發布了有關綠色建筑推廣的政策指導性或強制性文件。在項目的建設前期階段，在招投標時引入綠色建筑分析的要求作為參考性或強制性要求或者對實行綠色建筑的建設單位進行一定的補貼。

2 BIM技術

目前，BIM技術在建筑領域的設計及項目估算中使用的越來越多，說明BIM技術在行業內的認可度逐漸被提高。但是對于通過使用BIM技術來落實綠色建筑的設計理念的情況還不是特別多，主要原因是建設單位對于BIM技術在綠色建筑方面的應用沒有充分的認識，并且對建設項目使用維護成本不敏感。

事實上，一個綠色建筑不僅具有能源消耗水平低并且具有居住舒適的特點，這就需要對建筑的能耗、暖通、熱環境、通風、日照采光、聲環境做出全面的分析。BIM技術具有比較明顯的模擬運算的優勢，可以方便的對建筑物能耗等相關指標進行快速的模擬，并以可視化的方式進行表達，降低了使用綠色建筑的使用門檻，讓設計單位的設計方案更加符合國家對建筑能耗水平的要求，同時幫助建設單位直觀的看到建筑方案在能耗方面的情況，促進建設單位注重能耗水平的降低，實現建設項目后期的低成本運行維護，見圖1。

BIM技術能夠幫助實現綠色建筑的途徑：

1)建筑節能設計。

通過采用自定義對象技術或者通過BIM技術的其他建模軟件導出的方式建立建筑三維的熱工模型，以《民用建筑熱工設計規范》中的相關指標為熱工計算依據，按照國家和地方相關建筑節能設計技術標準，對建筑物的相應的指標進行評判[3]。

2)能耗計算。

通過一系列熱工設置，自動根據設計建筑生成比對建筑，并計算兩者的全年耗冷耗熱量、供暖、空調和照明的電耗，最后計算出節能率。支持風機盤管系統用戶端的能耗計算。

3)暖通負荷。

利用設計方案的電子圖紙或者已經建立好的BIM模型，提取

圍護結構數據，使負荷計算變得簡單高效，同時可以與主流節能軟件BECS進行無縫結合，共享數據模型，從而使工程成果利用率最大化。此外，此功能還可以模擬計算房間或建筑整體全年的全時段負荷需求，并可按部分負荷運行時數進行統計劃分，為建設單位合理采購相關暖通設備提供幫助。

4)熱環境分析。

隨著城市規模的越來越大，城市高層建筑越來越密集，城市居住的熱環境也就逐漸突出出來，城市的“熱島效應”日益突出。根據相關城市環境數據的統計結果，某些城市的熱島強度高達4 ℃左右。極端的“熱島效應”不僅嚴重影響人們的健康，而且建筑物因空調制冷產生更多的能耗，從而進一步加劇“熱島效應”，形成一個惡性循環。

熱環境分析就可以提供軟件建模包括建筑和場地、綠化等建模，或者直接在日照分析軟件建立的室外模型上進一步布置，最終得到建筑設計方案的相關平均迎風面積比、平均熱島強度、活動場地遮陽覆蓋率等指標的計算結果。

5)日照分析。

通過對已建立好的建筑模型進行相關的日照分析，可以獲得建筑及其周圍場地的輻照分析結果，并且也能分析玻璃幕墻反射光對道路上駕駛員行車距離的影響長度幫助城市規劃部門進一步合理規劃行車線路或者確定道路的綠化方案。同時，利用三維渲染技術，結合建筑物的地理位置和時間設置，模擬建筑場景中太陽的陰影投影。

6)建筑聲環境分析。

隨著我國城市的發展，城市道路交通系統不斷擴展，由交通工具產生的噪聲污染問題逐漸突出，嚴重的噪聲干擾會影響人們正常的工作和生活。因此，建筑周圍噪聲的控制被納入《綠色建筑評價標準》。在建筑模型建立之后，通過建筑聲環境分析可以很容易的了解到建筑周圍的噪聲對于建筑物的影響，設計單位可以及時合理地修改建筑方案，使人們在建筑物中生活和工作時，最低限度地受到噪聲的影響。

3 結語

在國家對于能源消耗結構的優化調整和加強環境保護的背景下，以及人們對居住環境舒適度的不斷追求和對建筑運行維護成本逐漸重視，綠色建筑的理念正在被建設單位和設計單位所接受并真正運用于實際工程。通過BIM技術的支持，建筑能耗和周圍環境影響分析的精確性，這將會使綠色建筑理念進一步推廣起到積極的作用。同樣，隨著綠色建筑理念的不斷傳播，BIM技術的更多的價值將被真正的挖掘出來，從而也擴寬了BIM技術的應用范圍。