BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究

王岳鋒

摘要：隨著現(xiàn)代社會和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國內(nèi)建筑行業(yè)的進(jìn)步也非常巨大，建筑行業(yè)在獲得巨大市場空間的同時，也面臨著資源消耗巨大，建筑垃圾過多，環(huán)境污染加劇的問題。而綠色建筑物設(shè)計的理念可以使建筑物在設(shè)計、施工和使用的全生命周期中減少資源的消耗，也減少建筑垃圾的產(chǎn)生，同時也能減少環(huán)境的污染。尤其是BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，將會使綠色建筑的設(shè)計效果和應(yīng)用能力大大提升，也能更好地發(fā)揮生保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。因此，文章重點(diǎn)對綠色建筑的設(shè)計過程中BIM技術(shù)的價值和應(yīng)用特征進(jìn)行分析，為綠色建筑物的創(chuàng)新工作提供參考，提升BIM技術(shù)的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;建筑設(shè)計;BIM技術(shù)

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM建筑信息模型技術(shù)，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，它具有以下幾個特點(diǎn)：

1.1完備性

BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要對施工項目所具有的三維特性和詳細(xì)的施工數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行分析和處理工作，使得物體的結(jié)構(gòu)、材料、特性等方面都能在數(shù)據(jù)的指導(dǎo)之下進(jìn)行分析和應(yīng)用，從而在施工中對于施工的工序、過程、水平、材料質(zhì)量等以及后續(xù)的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析與控制。

1.2相關(guān)性

BIM系統(tǒng)的應(yīng)用中，對于所有的研究和應(yīng)用的對象都能夠被識別出來，在各個對象之間的聯(lián)系上也進(jìn)行了密切的分析。通過BIM系統(tǒng)將模型內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行歸納和研究分析，并將研究結(jié)果以圖形或文檔的形式輸出。在BIM系統(tǒng)中，某一對象發(fā)生了相應(yīng)的改變，則與該對象相關(guān)的所有對象也會隨之改變，以保證BIM系統(tǒng)的完整性和全面性。

1.3一致性

施工項目的不同階段，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息都具有連續(xù)性的特點(diǎn)，只要在初始工程時進(jìn)行了數(shù)據(jù)的輸入，就可以在后續(xù)實現(xiàn)自動的轉(zhuǎn)換和分析工作，對象可在各個階段進(jìn)行簡單的調(diào)整或擴(kuò)展，無需重復(fù)構(gòu)造對象，避免了數(shù)據(jù)信息不對等的問題。

2 BIM在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用價值

“綠色建筑”是指在建筑物的生命周期中，不僅能節(jié)約能源，而且能達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。實例表明，在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用BIM技術(shù)能有效地避免建筑污染，為人們創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境，促進(jìn)人與自然的和諧穩(wěn)定發(fā)展。將BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計中，可大大提高利用自然的效率，使人們對建筑構(gòu)造有一個大概的了解，為以后的施工奠定基礎(chǔ)。由于我國綠色建筑的規(guī)模越來越大，綠色建筑的設(shè)計水平難以提高。為了能順利開展這項工作，要求有關(guān)人員提前進(jìn)行調(diào)查研究，完善和歸納前期的設(shè)計方案，在綠色建筑設(shè)計質(zhì)量不斷提高的情況下，防止出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境污染問題，確保綠色建筑設(shè)計中能有效運(yùn)用BIM技術(shù)。

3.BIM在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用

3.1在綠色建筑設(shè)計前期階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

在綠色建筑方案設(shè)計過程中，需要設(shè)計人員對建筑所在區(qū)域的地形、地貌特征進(jìn)行綜合評價，對日照、通風(fēng)等進(jìn)行綜合研究，使得節(jié)能方案的設(shè)計更加符合實際的建筑物需求，綠色建筑物的施工設(shè)計工作都集中在平面設(shè)計方面。由于設(shè)計措施涉及的工作量很大，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以從多角度的建模進(jìn)行分析，提升設(shè)計工作的準(zhǔn)確性和有效性，從而有效縮短設(shè)計周期。

3.2綠色建筑方案設(shè)計階段的BIM技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前，建筑工程的類型日趨復(fù)雜化，所以在對建筑物進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要進(jìn)行全方位的思考和分析，保證建筑物形式、功能與環(huán)境的適應(yīng)性。而BIM的參數(shù)化和模塊化技術(shù)，能在設(shè)計過程中更好的幫助建筑師完成優(yōu)美的建筑形體以及科學(xué)的建筑構(gòu)造的設(shè)計任務(wù)。

BIM技術(shù)的參數(shù)化軟件設(shè)計功能，能將參數(shù)化的應(yīng)用效果和精準(zhǔn)程度大大提升，準(zhǔn)確地描述建筑工程形態(tài)，并可快速地完成建模，還可對已建模型中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改和完善。同時，BIM系統(tǒng)在進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化時，還可自動將一些未改變的參數(shù)保持在原有狀態(tài)，從而保證綜合系統(tǒng)具有更好的協(xié)調(diào)性。因此，BIM技術(shù)能夠有效地增強(qiáng)綜合設(shè)計的效果。此外，BIM系統(tǒng)中還包含了可視功能模塊，利用可視化設(shè)計手段，可以從差異化的角度來分析設(shè)計方案，對于各個部件的觀察和分析可以更加立體和直觀，使得相關(guān)工作的進(jìn)展和設(shè)計工作更加便利。設(shè)計中可以從第三方的角度對建筑物進(jìn)行整體性的觀察和分析，提升了建筑整體的設(shè)計效果和有效性。

3.3 BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑環(huán)境分析

BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計過程中的應(yīng)用需要特別注意以下兩個方面：第一，有效研究建筑物內(nèi)的自然光線，根據(jù)綠色建筑的自然采光要求，采用BIM技術(shù)時，要有針對性地改進(jìn)相應(yīng)的設(shè)計方案;第二，運(yùn)用BIM技術(shù)時，要根據(jù)綠色建筑模型的運(yùn)行情況，有針對性地對建筑內(nèi)部風(fēng)口大小和所在區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，以保證建筑內(nèi)空氣的暢通和流通。同時，在建筑內(nèi)進(jìn)行模型建設(shè)時，設(shè)計者要采用BIM技術(shù)，選擇合理的設(shè)計參數(shù)，全面完善綠色建筑的布局。

3.4建筑朝向

世界上的不同地區(qū)的環(huán)境是不相同的，應(yīng)該在外部對建筑物的地理、人文等環(huán)境進(jìn)行分析，在保證建筑物功能的同時，使得建筑的使用效果和舒適度有所提升。

合理、科學(xué)地確定建筑朝向，可以優(yōu)化室內(nèi)光源分布，使室內(nèi)環(huán)境更適宜居住。通過科學(xué)的設(shè)計，使建筑室內(nèi)在夏季高溫時，能有效地減少太陽直射時間;在冬季低溫時，又讓光源能夠提高室內(nèi)溫度。這就需要在設(shè)計的過程中，利用BIM技術(shù)對于建筑本身的溫度、通風(fēng)等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計工作，降低在溫度方面的設(shè)計和投資，從而在總能耗的角度進(jìn)行節(jié)能控制。這也是節(jié)約和控制資源的一種重要的方法和手段。

3.5建筑熱工

建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型決定建筑物的節(jié)能效果。利用BIM結(jié)Ecotect分析工具，從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行深入分析，從而將建筑物的能效進(jìn)行定量控制。根據(jù)分析結(jié)果，輸入信息建立建筑的虛擬模型。當(dāng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用高性能的保溫材料時，通過對建筑的虛擬模型進(jìn)行熱工模擬，發(fā)現(xiàn)11：00以前由于光源的直接照射，室內(nèi)溫度明顯偏高。在11：00之后的室外溫度正在逐步上升，而室內(nèi)的溫度呈現(xiàn)了相對平穩(wěn)的變化趨勢，隔熱的效果十分突出。室內(nèi)外的溫差在一天的高溫期內(nèi)差別不大，這也充分體現(xiàn)了保溫的作用與效果。

在全年的溫度變化過程中，需要在溫度變化和季節(jié)變化中做好規(guī)律的分析，從而進(jìn)行更符合功能需求的外墻保溫設(shè)計，做好材料的選擇等。對于室內(nèi)的溫度進(jìn)行設(shè)計，還需要考慮到房間所在的環(huán)境溫度條件和房間內(nèi)部的冷熱承載能力，這都與綠色建筑設(shè)計密切相關(guān)。在具體工程設(shè)計的時候，應(yīng)該利用BIM技術(shù)，對建筑物所在的地理位置、外部的環(huán)境因素、人為因素等進(jìn)行綜合性的判斷工作，模擬建筑的熱工性能，指導(dǎo)綠色建筑設(shè)計。

3.6建筑照明

在綠色建筑設(shè)計中，照明設(shè)計也是十分關(guān)鍵的一項。照明在人們的生活中發(fā)揮了不可替代的作用，適中的光源可以為人們在夜晚提供照明服務(wù)。一些光源還可以起到減輕人們壓力、調(diào)節(jié)生活、保護(hù)眼睛的作用。生活照明的主要方式分為自然照明和人工照明。設(shè)計中最關(guān)鍵的是需要通過設(shè)計建筑的位置、朝向、窗戶等方面的設(shè)計改善自然照明不足的情況，合理將自然光源引入室內(nèi)，改善照明的問題，盡可能減少人為照明的使用，節(jié)約資源。建筑物的設(shè)計初期，應(yīng)該收集建筑物周邊的基礎(chǔ)資料，通過BIM結(jié)合Ecotect等軟件，對建筑物的采光進(jìn)行模擬分析，當(dāng)建筑物室內(nèi)的自然光線照明不足的情況，就需要通過調(diào)整建筑物的朝向、優(yōu)化建筑物的窗戶設(shè)計，從而引入光線的直射，增強(qiáng)房間的照明。同時也需要根據(jù)模擬結(jié)果，對一些強(qiáng)光導(dǎo)致的不適現(xiàn)象，從設(shè)計角度進(jìn)行避免，增加建筑使用的舒適性。

4結(jié)論

綜上所述，綠色建筑的設(shè)計過程中可以充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢。借助BIM技術(shù)建立建筑的全過程模型信息，進(jìn)行節(jié)能分析，設(shè)計人員可以從建筑的朝向、熱工性能、照明等方面進(jìn)行合理地設(shè)計優(yōu)化，從而提高建筑的綠色節(jié)能能效。目前，綠色建筑已經(jīng)成為建筑行業(yè)的重要發(fā)展趨勢，需要在設(shè)計過程中進(jìn)行關(guān)于綠色技術(shù)和綠色方案的專項部署，將BIM技術(shù)充分應(yīng)用到其中，保證各個階段的工作目標(biāo)得以實現(xiàn)，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

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