綠色建筑節能設計中BIM技術應用探討

張永軍

濟南市人防建筑設計研究院有限責任公司 山東濟南 250000

BIM是信息模型開發的一項主要技術，這些模型在世界各地被廣泛使用，立體數字技術是最重要的組成部分，同時，對相關設計信息進行了高質量的模擬和分析，以了解各施工細節，及時優化和改進部分施工進程和方案。BIM技術能以數字表示形式模擬建筑物的整體信息內容，從而提供有效的統計和質量分析，以獲取真實意義上的有效信息，這樣就可以合理創建3D模型，以幫助有效施工。

1 BIM技術概述

當前，綠色建筑的開發人員可以通過在項目過程中使用BIM技術系統地創建模型并根據實際技術條件搜索建筑參數來指導建筑施工。在設計過程中使用BIM技術，可以更加科學有效地掌握建筑物內部和外部結構設計，從而有效節約能源和降低成本[1]。

2 國內綠色建筑節能設計存在的問題

①由于綠色建筑一體化的研究范圍相對較大，內容較豐富，因此目前的研究是相對籠統的討論，研究并不深，只是對特定應用程序有一些研究。②數量是抽象的，而不是標簽，并且反映了當前和未來需求的要素。由于該問題至關重要，因此在參數設計方法中老算法不再適用。參數設計目前專注于算法的研究，以及考慮參數設計的特定應用。③BIM技術總體上仍是一項新技術，處于快速發展的初期。BIM技術和綠色建筑設計等新概念和工程技術在理論和技術（甚至在技術應用）方面仍具有發展的空間。

3 BIM技術在綠色建筑節能設計中的應用

以某住宅建筑為例，包含地面8層和地下1層，總建筑面積5600㎡，其處于我國南方沿海地區，氣候條件夏季炎熱冬季溫暖。在運用BIM技術對建筑進行節能設計時，應該先對建筑所處的環境進行分析，確定好最佳的建筑朝向，并且結合全年最低溫和最高溫，就不同季節室內溫度變化情況進行模擬分析，依照模擬分析做好綠色建筑的節能設計工作[2]。

3.1 明確建筑朝向

建筑朝向設計是綠色建筑節能設計的一個關鍵內容，科學的朝向能夠實現對于室內光照和溫度的合理調節，在夏季炎熱時可以避免室內因為光照時間過長出現高溫，冬季寒冷時也可以保證充足的光照，有助于提高室內溫度。從節能設計的角度，當建筑本身具備一定的溫度調節能力時，其在使用過程中就可以有效減少采暖和保溫等方面的投入，達到良好的節能效果。在該工程中，可以利用BIM軟件對建筑所處區域的環境進行分析，將環境參數導入到系統中，系統可以自動計算出建筑的最佳朝向。而在其他建筑設計中，技術人員可以對照上述內容，對環境參數進行收集，為建筑朝向的合理設計提供良好保障。

3.2 建筑熱工設計

在建筑熱工設計中，外墻結構的性能是關鍵所在，在該工程中，考慮區域本身氣候特點，需要提高外墻的保溫隔熱性能。具體來講，一是可以選擇輕質保溫材料如聚苯乙烯板、聚苯顆粒保溫砂漿等，減少填充材料數量，降低荷載，同時提高外墻隔熱性能；二是可以采用雙層中空玻璃來降低窗戶的熱導率，在成本允許的情況下，可以使用性能更加優越的雙層中空Low-E玻璃；三是應該在建筑屋頂設置相應的保溫系統，配合綠化建設來降低屋頂導熱率，確保建筑在夏季炎熱天氣依然可以保持相對較低的室內溫度；四是可以通過設置遮陽板的方式，進一步提升隔熱效果，比較常用的遮陽板包括全擋板、水平+垂直綜合遮陽板等；五是可以通過在建筑外墻下種植爬藤植物如爬山虎等，借助植物本身的覆蓋作用和蒸騰作用，實現對于室溫的有效控制[3]。

3.3 建筑采光設計

建筑采光包括了自然光和人工光兩種方式，綠色建筑節能設計中，應該盡量對自然光進行開發利用，這樣才能更好的體現建筑節能特點，推動建筑的綠色發展。而為了保證自然光源的利用效果，在對建筑進行設計的過程中，可以利用BIM技術，構建相應的建筑仿真模型，就建筑的采光性進行分析，確定好最佳的采光設計，實現對于自然光源的合理利用。

3.4 關注動態設計

借助BIM技術，可以從整體上實現對建筑設計的動態把控。而在仿真施工環節，需要就整個流程中的數據信息進行收集和整理，然后運用BIM技術實施討論，就可能存在缺陷的區域進行優化。運用之前設計完成的建筑方案以及相關數據信息進行建筑的規劃設計，可以更好的探討原材料的使用情況，避免出現材料浪費的問題。建筑設計施工中，工作人員可以利用BIM技術，構建起相應的動態控制模型，持續跟進施工進度，以此來實現對施工材料和施工方法的優化調整，同時也需要將實際消耗的物資與設計方案進行對比，及時就需要調整的信息進行反饋[4]。

3.5 優化能源利用

在綠色建筑節能設計中，應該以BIM技術為依托，對能源利用進行優化，以此來保證節能效果，減少建筑使用過程中的污染排放。以太陽能的利用為例，建筑設計人員需要先借助BIM軟件，做好太陽輻射情況分析，然后結合實際情況，制定出切實可行的太陽能利用策略。在該工程中，建筑所處區域全年太陽能輻射多，可以在建筑屋頂設置相應的太陽能光伏板，對太陽能進行收集，將其轉化為電能，為建筑中的小功率用電設備如照明設施等提供電能支持，也可以利用太陽能完成熱水供應。這個過程中，無論是供電系統還是供水系統的設計，都可以借助BIM軟件直觀的展示出來，并且對其中可能存在的問題進行調整和優化，以清潔能源替代不可再生能源，達到良好的節能效果[5]。

4 結語

總而言之，將BIM技術引用到綠色建筑節能設計中，能夠在提升設計可靠性的同時，實現良好的節能效果。