BIM技術在綠色公共建筑設計中的應用研究

李冰瑤 程瓏

【摘要】隨著經濟、社會發展水平不斷進步，公共建筑的設計標準也隨著提升，綠色建筑理念的提出，對綠色公共建筑的設計要求也越來越高，BIM技術是建筑信息模型技術的代表，其應用水平的高低同建筑使用年限息息相關，核心理念在于使用科學、準確的信息數據判定建筑工程性能的優劣。在綠色公共建筑設計領域中，BIM技術的應用體現出其明顯的輔助設計特點，為綠色公共建筑設計提供了有力的數字化支持。

【關鍵詞】BIM技術;綠色公共建筑;設計應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.155

節能、減排的可持續發展理念目前已經深入各領域，特別是在建筑領域，發展綠色建筑更是貫徹落實能源與資源可持續發展戰略的重要舉措。在綠色公共建筑的設計中，BIM（建筑信息模型）技術在建筑設計中的運用，解決了其中所涉及的跨學科、綜合性及全過程設計

難題。具體表現在借助工程建筑信息模型，在真實環境下模擬建筑的日照、朝向、遮陽等，從而評估出能量消耗、環境噪聲等影響因素，確保公共建筑從設計初期便將節能、環保、低碳的綠色概念貫穿建筑建設全程。

1、綠色建筑概述

1.1綠色建筑的基本定義

隨著我國建筑行業迅速發展，市場規模也不斷擴大，但建筑單位面積資源消耗總量較高，給經濟、社會帶來快速發展的同時也消耗了巨大的資源，產生一定的環境污染。因此，建筑行業不斷尋求更為積極的和諧發展理念，綠色建筑應運而生。綠色建筑是在建筑規劃、選址、設計、施工、運營、維護過程中最大限度節約資源、降低污染、保護環境的一種新型方式，同時，為人民群眾提供舒適、綠色、健康的生活空間，實現建筑與環境的和諧共處.

1.2綠色公共建筑設計的主要原則

綠色公共建筑設計會涉及建筑、結構、機電等多個專業，必須由相關人員組成專業設計團隊。傳統模式下相關設計標準等信息的交流、溝通存在一定難度，且各專業對交互信息的處理要求各不相同，需要對綠色公共建筑設計要求進行深入、系統的研究，簡單來說，綠色公共建筑設計的主要原則包括以下幾個方面：

1）和諧性：公共建筑設計必須考慮與周邊自然環境、建筑環境的和諧共生，建筑的拆除與建設都不能擾動或消耗周邊環境，需要采取有效措施將這些影響降至最低，保證促進建筑與環境的和諧發展。

2）經濟性：綠色公共建筑建設、運營、維護期間的復雜度較高，在反映社會發展及科學技術水平的同時，要注意選擇適宜、經濟的技術和材料，保持地域特點的同時發展綠色建筑。

3）節能性：為滿足綠色建筑設計要求，公共建筑建設必須與各類資源的節約標準相聯系，通過對其進行規劃，提升資源利用效率，充分利用可再生資源，設計過程中符合氣候特征及區域環境自然規律，確保建筑保溫、通風效果。

4）舒適性：建筑舒適性的要求一直與資源消耗存在矛盾，特別是在公共建筑建造、使用、維護過程中，經常需要處理舒適性與其他理念的矛盾，建筑要在滿足人們舒適要求的前提下進行合理設計，利用各類材料的蓄熱、隔熱性能，提升建筑保溫、隔熱效果。

2、BIM技術應用于綠色建筑設計工作的優勢

2.1以建筑信息模型為基礎進行協同工作

BIM技術的應用可以推動多個設計專業間的協同，設計人員在本地對同一個建筑信息模型進行設計，不同的設計內容可以同步到同一個模型當中，不同設計人員間能夠借助對方設計元素進行交叉設計，進而實現成員間的數據、設計共享，減少后續設計調整問題，提升協調工作效益。

2.2可視化及參數化設計

BIM技術生成的建筑信息模型由軟件根據綠色公共建筑設計生成，在設計全過程中可以形成精準的立體視圖，相關設計人員能夠在設計期間隨時對模型參數進行調整，以便實現對模型結構、參數的改善。

2.3建筑全生命周期提供信息管理服務

建筑信息模型當中集成了綠色公共建筑不同階段、不同專業的所有工作信息，通過整合將其融合到同一個信息模型當中，各類信息形成關聯，既能夠避免傳統設計過程中信息丟失問題，也能夠避免專業割裂造成的資源浪費，所形成的工作信息可以為建筑全生命周期提供必要的信息管理服務。

3、BIM技術在綠色公共建筑設計中的具體應用

3.1節約能源利用

節能和能源利用，是評價綠色建筑設計的關鍵內容。在能耗分析軟件中，導入由BIM技術創建的建筑三維可視化模型，再結合公共建筑對節能技術提出的標準要求，與建筑物當地所處的氣象數據綜合分析，可實現對公共建筑物的可視化模擬，借助模擬所得的相關數據，

設定建筑物有關參數，從而在實際建設中進一步優化、調整公共建筑的方案結構，實現節能初衷。同時，使用BIM模型，還能分析公共建筑物室外太陽輻射，得到太陽輻射強度及分布特點，從而支持公共建筑物太陽能設備方案的設計與優化。

3.2節約材料資源

在綠色建筑評價標準中，對公共建筑物設計中使用的建筑材料及使用比例都有明確規定：建筑現場500 km之內建筑材料重量，為建筑材料總重量的60%;可再生循環材料的應用重量，為建筑材料總重量的10%。傳統技術難以快速又精準地計算出實際數值，尤其是在那些復雜公共建筑設計項目中更是難以實現。BIM數據信息功能強大且具備材料統計性能，無論對于何種材料，都可準確又快速地計算出使用量，從而合理指導建筑工程使用材料配置，滿足綠色建筑評價設計標準條件。BIM技術另外將建筑、結構、水、電等各個環節的設計內容都聯系起來，又新增了碰撞檢查功能，所以在初期設計時，便可有效解決各種可能存在的異常問題，避免了材料資源浪費，有效節省了材料資源。

3.3節約水資源

借助BIM技術所創建的三維信息模型，綜合建筑物所處地環境的暴雨強度系數、暴雨強度計算公式，可以創建出完整的數據庫，成為公共建筑物設計中雨水采集計算的有力支持。之后再結合實際建筑工程項目所處地貌、材質，明確徑流系數的影響關聯，再綜合聯合建筑項目、道路及綠地面積，計算集雨量，實現公共建筑項目設計方案的最優調整。

3.4室內環境

室內環境是公共建筑物建設的重要內容，室內環境質量的高低直接決定著能否為使用者提供健康、舒適、合適的使用空間，這也是綠色建筑設計所強調的功能性要求。應用BIM技術，能夠在室內環境設計時，進行室內環境的信息模擬，涉及的內容有風環境、光環境、可視度等。

3.5運營與維護

當公共建筑物投入實際使用以后，此時的能耗、成本亦是綠色建筑設計的重要內容。在運營和維護階段，也要繼續貫徹可持續性的綠色建筑理念，當建筑物還未實際付諸應用時，便開始基于BIM技術進行前期的測試、調試，之后再制定行之有效的維護方案，保證其在實際運用之后能盡量減少能耗與維護成本。不僅如此，BIM智慧運行維護功能，還能夠對突發性事件做出響應，確保持續落實對公共建筑物的有序管理。

結語：

綜上所述，BIM技術在綠色公共建筑設計中的應用，符合現代社會以綠色、環保、節能為宗旨的可持續發展工程項目建設。基于BIM技術實際具備的可視化、協調性、模擬性、可出圖性等特點，能夠從根本上實現公共建筑物的綠色環保性能，相信該技術的運用，也必然會使建筑行業得以更優、更快地發展。