建筑節(jié)能設計中BIM 技術(shù)的應用策略

孟凡進

（河南省城鄉(xiāng)建筑設計院有限公司，河南 鄭州 450000）

引言

當前BIM 技術(shù)已經(jīng)廣泛融入建筑設計與施工管理環(huán)節(jié)，科學運用BIM 信息技術(shù)可以為建筑設計優(yōu)化提供建議。同時，由于BIM 有能耗預測功能，采用BIM 技術(shù)平臺可以為建筑模型的節(jié)能方案運用提供能耗分析參考，進而為建筑節(jié)能設計提供助力。結(jié)合實際案例進行BIM 建筑節(jié)能優(yōu)化設計能夠為讀者更好地展示BIM 的運用價值，并為同仁優(yōu)化設計節(jié)能效果提供思路。

一、BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)為建筑信息模型，主要是將三維數(shù)字技術(shù)作為基礎，針對建筑項目中的信息數(shù)據(jù)展開集成處理，運用數(shù)字化形式將建筑實體與建筑功能體現(xiàn)出來，信息模型的完善性能夠?qū)こ探ㄔO中多個時期的資源與數(shù)據(jù)連接在一起，將建筑中涉及到對象運用準確、清晰形式描述出來，并且將其運用于項目施工與項目管理中。BIM 的運用能夠使異構(gòu)工程以及分布式工程在數(shù)據(jù)信息方面形成高度統(tǒng)一性，有利于試下數(shù)據(jù)共享，項目處于生命周期中可以將數(shù)據(jù)信息輸入，并嚴格管理輸入信息，并且BIM信息模型也體現(xiàn)出了較強完整性、一致性以及關(guān)聯(lián)性。

二、建筑節(jié)能設計中BIM 技術(shù)的應用策略

（一）設計前期

首先，能源的節(jié)能利用。能源是否能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約利用是對綠色建筑進行評價時的重要標準，也是促進BIM 不斷發(fā)展的重要途徑。在設計前期，可以運用BIM 模型對室外太陽的整體輻射強度、分布等進行分析，促進太陽能整體設計方案的不斷優(yōu)化，進而實現(xiàn)對太陽能資源的最大化利用。同時也能對室內(nèi)自然采光進行分析，運用自然采光的方式將人工照明中產(chǎn)生的能源消耗降低。其次，材料的節(jié)能利用。就當前社會發(fā)展現(xiàn)狀來講，公共建筑在功能需求上有所增加，部分施工設計在方案上的不合理性比較明顯，在此情況下，會引發(fā)機電管網(wǎng)錯亂的問題。BIM 技術(shù)的運用，能夠發(fā)揮管網(wǎng)檢測功能，進而使工程師遇到的難題得到比較有效的解決。最后，對室內(nèi)環(huán)境和結(jié)構(gòu)熱工性能進行分析。在進行綠色建筑設計中，設計將BIM 的建筑模型中賦予外圍結(jié)構(gòu)與熱功能參數(shù)，然后使用軟件將參數(shù)計算出來，并且結(jié)合國家制定的相關(guān)標準，保證其和國家制定的標準相符。如果建筑不能達到相關(guān)標準，則需對其做出進一步的判斷，同時計算建筑能量消耗。

（二）實現(xiàn)高精度的設計

與一般的建筑形式相比，綠色建筑對于工程管理工作的開展來說，有著較高的管理要求，大多數(shù)綠色建筑工程都使用了非常多的預制構(gòu)件，因此要想對這些預制構(gòu)件進行拼裝時不出現(xiàn)任何誤差，一定要在設計階段做好碰撞檢查工作。在此過程中，如果僅僅利用傳統(tǒng)的碰撞檢查方法進行試驗，其工程量巨大。而如果能夠靈活運用BIM 技術(shù)，就可以通過對各種參數(shù)模型的充分利用，來對各個系統(tǒng)進行交互碰撞檢查，這樣就能在一定程度上大幅提升整個設計工作的精度。

（三）施工階段具體應用

BIM 技術(shù)在綠色建筑裝飾設計施工階段的有效應用可以實現(xiàn)工程裝飾施工相關(guān)數(shù)據(jù)的全面收集，并借助可視化模型準確計算得到工程明細及總量，為更快速、更優(yōu)質(zhì)的設計施工方案與造價預測提供有效依據(jù)。同時，借助BIM 模型能夠快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)變更之后的各施工環(huán)節(jié)施工方案的有效調(diào)整，進而節(jié)約大量人工、材料變更成本。傳統(tǒng)的裝飾施工采用的是人工核算、測算數(shù)據(jù)分析的模式，這不但會消耗大量的人力、物力，而且極易發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤、遺漏等問題。而借助BIM 技術(shù)則能實現(xiàn)對這一問題的有效解決。除此之外，利用BIM 技術(shù)建模對工程數(shù)據(jù)進行匯總，作業(yè)人員能夠全方位掌握施工進度，同時結(jié)合施工推進情況來實時跟蹤與調(diào)整數(shù)據(jù)，從而將實際作業(yè)進度準確地呈現(xiàn)出來，通過準確反映實時施工推進情況，對施工方案數(shù)據(jù)等進行及時跟蹤調(diào)整，避免不必要的施工浪費與施工滯后。而且在綠色建筑裝飾設計中運用BIM 技術(shù)能夠自動生成調(diào)整數(shù)據(jù)和綠色材料臺賬與明細賬，以便于業(yè)主和設計人員能夠根據(jù)BIM 綠色材料清單來對比設計方案中的工期、成本和同類型工程的相關(guān)情況，從而為綠色建筑裝飾設計以及施工階段進程的推進制定合理的決策。

（四）材料節(jié)能利用

BIM 當中的系統(tǒng)設計十分智能，能夠?qū)⑴鲎驳貥俗詣诱页觯⑵錁俗⒊鰜恚谶@種情況下，能夠避免出現(xiàn)管網(wǎng)出現(xiàn)錯、碰、漏的問題，進而實現(xiàn)材料的節(jié)約。碰撞問題，不止管線，也存在于建筑之間、建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與管線、機電設備之間等等。BIM 技術(shù)在運用時，能夠?qū)ㄖ亩鄻有浴碗s性進行細致分析，因此設計師可以使用信息技術(shù)展開構(gòu)思，然后運用三維模型進行系統(tǒng)分析，三維模型的使用，能夠為工程提供經(jīng)濟性設計、預算成本方面的信息，也能根據(jù)綠色建筑的整體評價標準對建筑材料的進行詳細分析。傳統(tǒng)模式中，很難將數(shù)據(jù)精確地計算出來，但是基于BIM技術(shù)的功能的強大，能夠?qū)⒐こ讨械牟牧闲枨罅俊⑴浔取⒛芊駶M足建筑要求等詳細分析出來，進入保證建筑設計在無污染的狀態(tài)下進行。在此過程中，能夠被循環(huán)運用的材料應高于整體材料的百分之十。

（五）優(yōu)化能源利用

在綠色建筑項目管理工作開展過程中，不管是設計階段還是施工階段，都要遵循綠色、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念，實現(xiàn)對資源的科學利用以及對生態(tài)環(huán)境的有效保護，因此對于施工現(xiàn)場的資源利用情況要給予足夠的重視。相關(guān)工作人員要對實際的工程施工狀況有著全面了解和掌握，對各施工工序中一些不必要的能源消耗進行合理管控，在減少浪費的同時提高資源利用率。對于BIM 技術(shù)的深入應用來說，能在能源的節(jié)約利用方面發(fā)揮非常積極的作用。充分結(jié)合施工現(xiàn)場情況，通過建立三維模型來對各項工程參數(shù)進行優(yōu)化，同時能對相關(guān)的節(jié)能設計標準進行最嚴格的審查，結(jié)合各種情況綜合選擇最節(jié)能的施工方法。

（六）優(yōu)化建筑室內(nèi)環(huán)境設計效果

BIM 信息平臺具有其他設計軟件無可比擬的模擬分析能力，利用BIM 技術(shù)平臺可以對建筑設計的室內(nèi)環(huán)境進行全面模擬，為建筑節(jié)能設計優(yōu)化提供直觀依據(jù)。在運用BIM 平臺時，建筑節(jié)能設計人員可以利用如下技術(shù)模塊進行室內(nèi)環(huán)境模擬。一是室內(nèi)通風環(huán)境模擬。通過BIM 技術(shù)可以對室內(nèi)自然風的氣流運行情況進行直觀展示，設計中結(jié)合建筑模型的使用情況進行通風口位置及尺寸的優(yōu)化設計能夠更好地提升室內(nèi)通風效果。二是進行自然光照模擬分析。通過BIM 平臺的運用設計人員可以對建筑采光需求以及建筑日照情況進行模擬分析，進而對設計方案的節(jié)能效果進行了解。另外，建筑周圍水體以及降水情況也能夠為建筑綠化設計提供參數(shù)，通過方案模擬來分析綠色植物種植及養(yǎng)護的造價、建筑降溫效果等信息，進而為建筑綠化設計的節(jié)能優(yōu)化提供依據(jù)。

（七）在驗收過程中的具體應用

在綠色建筑裝飾工程驗收方面，BIM 技術(shù)模型能夠為驗收提供相關(guān)的標準，以及相關(guān)的驗收參考數(shù)據(jù)。尤其是可以為驗收工作提供全面的信息管理平臺，各項設計、施工投入等明細臺賬都能在平臺上予以反映，為相關(guān)設計、施工質(zhì)量問題提供驗證依據(jù)。并且能夠通過設計模型與施工模型、竣工模型之間的直觀比較，直觀體現(xiàn)綠色建筑裝飾工程竣工程度，提高工程驗收成效。

三、應用模式

就 BIM 技術(shù)應用模式來講，可以加強對建筑模型的運用，借此幫助建筑師進行優(yōu)化設計。BIM 模型在使用中，能夠?qū)⒃O計方案轉(zhuǎn)化為三維圖案的形式，在此情況下，更便于分析與觀察，同時能夠促進專業(yè)整體溝通效率的提高，將設計可能出現(xiàn)的疏漏、錯誤大大減少，進而使項目建設成本得到有效控制。如管線碰撞問題，建筑之間、建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與管線、機電設備之間問題等。通過對 BIM 技術(shù)的運用，能夠使管線問題得到比較有效的解決，實現(xiàn)對管線走向的精確定位，并且解決建筑之間、建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與管線、機電設備之間的問題。同時在設計過程中，可以對設計進行預覽，進而保證其達到最優(yōu)。

結(jié)語

總之，就當前社會發(fā)展現(xiàn)狀來講，越來越倡導綠色節(jié)能，BIM 技術(shù)的運用，能夠從科技層面使綠色建筑設計當中存在的問題得到有效解決，促進環(huán)境和建筑之間的平衡，促進資源整體利用率的提高，使室內(nèi)環(huán)境整體質(zhì)量得到提升，實現(xiàn)建筑成本的降低，進而使綠色建筑在發(fā)展過程中獲得更好效果。因此在進行綠色建筑設計過程中，應加強對BIM 的運用。