基于BIM技術的全過程綠色建筑設計應用研究

施戈亮

摘??要：旨在探索建筑信息模型技術在綠色建筑設計中的應用，推進建設綠色施工。通過對BIM在整個流程中的運用進行了剖析，并對其在各個階段的實施進行了探討。在建筑設計中引入BIM可以提高設計效率，優化施工方案，實現設計全過程的集成，是實現建筑設計的重要手段。研究表明：BIM在全程綠色施工設計中的應用，對工程項目的整體品質有明顯的提升。在此基礎上，實現團隊協作與信息共享，對能耗、物料選擇及系統效能進行仿真優化，以達到更高的節能與環境保護目標。

關鍵詞：全過程設計?綠色建筑?BIM技術?建筑應用

中圖分類號：TU17;TU201.5

Research?on?the?Application?of?Whole-Process?Green?Building?Design?Based?on?BIM?Technology

SHI?Geliang

（Hubei?Industrial?Polytechnic，?Shiyan，?Hubei?Province，?442000?China）

Abstract：?The?paper?aims?to?explore?the?application?of?building?information?modeling?（BIM）?technology?in?green?building?design?to?promote?green?construction.?The?paper?analyzes?the?use?of?BIM?in?the?whole?process?and?discusses?its?implementation?in?various?stages.?The?introduction?of?BIM?to?building?design?can?improve?design?efficiency，?optimize?the?construction?plan?and?realize?the?integration?of?the?whole?process?of?design，?and?it?is?an?important?means?to?realize?building?design.?The?study?shows?that?the?application?of?BIM?in?the?design?of?whole-process?green?construction?has?significantly?improved?the?overall?quality?of?the?project，?and?that?on?this?basis，?it?realizes?teamwork?and?information?sharing，?and?simulates?and?optimizes?energy?consumption，?material?selection?and?system?efficiency，?so?as?to?achieve?higher?energy-saving?and?environmental?goals.

Key?Words：?Whole-process?design;?Green?building;?BIM?technology;?Construction?application

在“大數據”和“制造業轉型”的大環境下，“信息技術”“工程技術”相結合是建設行業發展的必然趨勢。促進我國建筑產業的技術創新，促進新型業態的發展，促進其服務方式的創新，促進建筑工程的設計與建造的集成，是我國建筑業尋求轉型與可持續發展的關鍵[1]。BIM技術以其參數化、模擬性和仿真性等特點，在建筑領域發揮著巨大的作用。

1???BIM技術與綠色建筑概述

1.1???BIM技術概述

BIM是一種基于計算機輔助設計（Computer?Aided?Design，?CAD）的多維度建模與數據融合，能夠將建筑的三維幾何尺寸、構件的材質、價格以及工程建設計劃等數據進行數字化傳輸。BIM技術以直觀的形式將建筑物的渲染圖和建筑物的三維造型進行了直觀的表示[2]。而BIM技術還具備面向對象的特征，可以對建設項目的設計、建設、運行等各個環節的人事調動、交流與決策產生直接的作用。BIM模式具有多種特征，可以通過自己的數據進行工程建設。

1.2??綠色建筑設計概述

“綠色建筑”指的是在全生命過程中，通過節能、環保和降低污染來實現節能減排；在此基礎上，提出了一種健康、適用和高效的居住環境，實現人類與環境的最大和諧共存。相較于傳統的建筑，綠色建筑以其節能降耗的特點更加契合可持續發展的思想。首先，要充分利用自然光和自然通風等自然條件；其次，“因地制宜”“就地取材”是實現可持續發展的基本思路。在目前的“雙碳”政策背景下，節省能量，使中國的綠色建筑更加適應其“低碳化”建設的整個生命周期。

2??基于BIM技術的綠色建筑設計優勢與方法

2.1??BIM技術的應用優勢

BIM是以工程信息的建立、系統的管理和信息的分享為基礎，以達到工程的整個壽命周期為目的。BIM在綠色施工的設計過程中的運用，既可以保證工程的工期，又可以對工程造價進行有效控制，還可以保證竣工后的工程質量。首先，BIM在綠色施工的應用中具有重要意義，其工作接口可視化，其3D信息可以為綠色施工評估提供海量仿真數據，而非單純的平面渲染功能。并能為非建筑業的業主和使用者提供清晰明了的施工方案，并能直觀地表現出建筑物的室內空間關系和各種管道布局[3]。其次，BIM為整個建筑工程的全過程進行數字化設計，從前期規劃到方案設計，再到深化設計，都能得到高效率的存儲。因此，在施工過程中，可以很容易地調出施工過程中的每一個環節的工程資料。

2.2??BIM技術在綠色建筑設計中的方法

與常規的施工工藝的重復進行相比，BIM能夠在項目實施的前期工作中，將項目的前期工作納入項目現場的研究中。總體平面布置的總體布局，通過對建筑物形體形態的聲環境、風環境進行分析；通過對室內燈光環境進行仿真和分析，為室內設計提供實時的信息，以提升室內空間規劃的精度和舒適度。在以后的施工過程中，還需要對建筑材料和管道綜合進行持續的深入研究，這需要多個專業的工程師一起參加，BIM平臺的協同作用可以讓問題得到實時反饋，并對模型的參數進行修改。改善工程品質與工作效能。BIM的完整性可以表現為對各行業和各體系的集成效應，展示了從設計到建設到運行到拆除的整個過程[4]。

3??綠色施工技術要點

3.1??綠色施工管理技術

綠色施工管理技術是在建筑施工過程中，以促進資源節約、環境保護和可持續發展為目標，采用新技術、新工藝和新材料，并且通過科學的管理手段，實現對施工活動中的環境影響、能源消耗、廢棄物排放等方面的有效控制。該技術強調減少對自然環境的破壞，提高資源利用效率，降低施工過程對生態環境造成的負面影響，從而實現建筑施工的可持續發展。

3.2??環境保護技術

目前，建筑工程對環境保護造成了3個主要問題：粉塵、噪聲、光污染。空氣中的顆粒物是最為重要的一種污染源，其中10μm以下的顆粒物可通過呼吸進入人體，對身體健康構成威脅，包括建筑塵、塵土、路面塵土等。建筑揚塵主要來源于堆放、清理等活動，由此引發了廣大群眾的抱怨和投訴。為了保護環境，在施工過程中應采取多種環境保護技術措施，例如：在土方施工階段使用灑水和覆蓋等方法，確保作業區域的肉眼可見粉塵等級不超過1.5?m。此外，在結構施工、安裝和裝修過程中，現場肉眼可見的粉塵高度應控制在0.5?m以下。

3.3?節材與材料資源利用技術

目前，我國建筑行業普遍采用的節材和物質資源綜合開發方法，主要是因為制度上的問題，缺乏相關的法律和制度，以及缺乏有效的管理措施，導致了建筑工程中大量的使用材料的隨意性和無意性。在住宅建設項目中，有2/3的建筑費用都是原材料，因此節約材料是最重要的。綠色建造是指當前國內建設項目產生的大量建筑廢棄物，既要減少，又要強化循環再利用。目前，在鋼筋砼建筑施工中，模板用量大約為30%～40%，約為總工期的50%。以往，在建筑企業的固定資本中，模板系統大約占據了1/3左右。隨著技術的進步，模板技術在建筑領域扮演著重要的角色。模板技術對項目的質量、成本和效益都具有深遠的影響，因此也成為建筑企業實現“綠色建造”的關鍵要素。

3.4?節水與水資源利用技術

節約用水是建設工程中一個不容忽視的問題。建設工程用水量很大，特別是在建設過程中，水泥用量占有很大比例。當前，全國每年生產超過20多億m3，水泥拌和用量約為185?kg，因此，混凝土養護用水按區域和季節不同，專家測算為攪拌用水的2～5倍[5]。據估計，目前水泥生產所需的水泥和維護費用在10億t左右，其中大部分使用的是自來水（工業用水量比家用水量大）。我國現有的水資源短缺高達60億t，而建設用水量又占據了相當大的比例，由此可見，節約用水是建設中不容忽略的問題。

3.5??節地與施工用地保護技術

節地和建設土地的防護技術雖然在設計階段要遠遠高于建設階段，但是這并不意味著在建設過程中就沒有工作可以進行，處理臨時設施和修建公路都是項目部對節地工作的強調。從節地工作的觀點出發，對于工地臨房、臨時圍墻、施工便道和硬地板，項目部要對工地臨房、臨時圍墻、施工便道和硬化地板等進行科學的安排，根據施工生產規模、員工人數、材料設備需要用計劃以及現場情況，對其進行嚴格的管理，從而提高土地利用效率，提高建筑的利用率[6]。

3.6??節能與能源利用技術

節能與能量使用技術是建筑工程必須遵循的一項重要內容。建筑工程的節能主要有兩個方面：一是減少能源消耗，二是增加能源利用率；利用這兩個方面可更新資源是未來發展的趨勢。BIM技術能夠對綠色施工生命周期中的碳排放量進行量化，這一點在深化設計中得到了充分體現，即對建材的選用。本項目擬采用BIM技術，將建筑材料和溫室氣體排放進行關聯，將建筑材料消耗與相應的碳排放系數乘以相應的碳排放系數，得到建材生產和運輸過程中的碳排放。通過對施工階段的仿真，并根據施工周期設置，給出了設備和物料的合理用量，從而得到該工藝的碳排放量。針對建設運行期的碳排放，根據運行中各環節的能耗與碳排放系數之間的對應聯系，對運行期間的碳排放進行初步估算。

4??基于BIM技術的全過程綠色建筑設計應用研究

4.1??提升綠色建筑標準，全生命周期改進

從全生命周期角度，本規程對涉及的工程項目各主要環節進行了細化和深入研究，主要內容主要有設計階段的施工圖審核、施工階段的竣工驗收、運行期間的檢查；為施工過程中的關鍵節點及施工作業的支撐，更好地保證施工品質。從功能需求方面，對現行的《綠色建筑》規范進行了改進，并將其擴展范圍從“節能”提升至“無源”的“超低化”，從“室內”向“室內”“向”“人體的生理和心理健康”發展；使建筑物的綠化效果得到進一步提高和充實。在適用對象方面，主要是以具體的綠色建筑及區域為對象，具體的綠色建筑的實際操作，甚至是具體的綠色建筑的具體實施范圍。例如：可以利用團體標準的流動與彈性加以規制，從而進一步豐富市場供給。

4.2??促進全產業鏈升級與生態圈融合

當前的標準主要集中在建筑設計、建造和運營等各個主要方面，針對建筑整個壽命周期中的建材產品生產，室內裝修，建筑改造；拆遷和再利用也得到了反映，而且會得到強化，例如：可以與《綠色建造》相配合，推動更多的綠色建筑材料的發展。

4.3?綠色建筑踐行綠色發展理念

對建筑主體而言，要逐步落實和落實綠色建筑工程建設、運營管理標準（規范）中的各種規定，并進而影響各學科專業的一般性和專用標準，使之適用于各種建筑。在施工過程中，環保設施與環保設施是該行業環保發展的硬體，當前已有環保衛生、環保循環；而在這個綠色的地方，則是代表著醫護人員的綠色。在未來，更多的行業會將綠色建筑作為其發展的前提。

5??結語

通過對BIM技術在全過程綠色建筑設計應用進行研究，認識到其在提高設計效率、優化設計方案、減少資源浪費等方面的重要作用。然而，BIM技術在綠色建筑設計中的應用還處于初級階段，需要進一步研究和探索。未來，應通過不斷的技術創新和應用實踐，推動BIM技術在綠色建筑設計中的深度融入，為實現建筑行業的可持續發展做出更大的貢獻。

參考文獻

[1] 郭文博，鄭小豐，鄒輝，等.綠色施工技術在長沙綠地星城光塔項目中的運用[J].建筑結構，2022，52（S1）：3000-3002.

[2] 彭書意.綠色住宅建筑理念下的住宅建筑施工技術探討[J].居舍，2023（5）：169-172.

[3] 曾帥瑋，易穎.綠色環保理念下的建筑施工技術研究[J].佛山陶瓷，2023，33（5）：52-54.

[4] 張雷.裝配式建筑施工技術在綠色環保中的應用[J].環境工程，2023，41（4）：294.

[5] 景俊寶.節能降耗理念下的綠色施工技術運用分析[J].房地產世界，2023（13）：151-153.

[6] 靳藝超.綠色施工理念下建筑工程節能施工技術探析[J].居業，2023（6）：13-15.