BIM技术对绿色建筑发展的作用研究

刘颖

摘 要：随着科技的进步，在建筑应用领域衍生出的新技术——BIM，而BIM技术是建筑生命全周期应用平台与绿色建筑的全寿命周期内的节能减排相契合。本文探讨BIM技术绿色建筑生命周过程的运用，分析不同阶段BIM对绿色建筑的作用，利用BIM的应用软件分析和评估建筑物理环境，以及BIM技术应用对绿色建筑带来的新的思路和解决方法。

关键词：建筑全生命周期 BIM技术 绿色建筑

1、绿色建筑

绿色建筑是近几年来随着环境污染、生态破坏、能源危机等问题的日益突出，而提出的新概念，指能够达到节能减排目的的建筑物，即建筑物能够在全寿命期内，最大限度的节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、舒适的生活空间，以实现人与自然、人与人、人与建筑、建筑与自然的和谐共生。绿色建筑并不是单纯地对建筑进行立体绿化，而是一种概念上的“绿色”，指建筑对环境无害，在不破坏原有生态平衡的条件下，充分利用自然资源，建造建筑，尽可能减少对合成材料的使用，充分利用自然条件，来实现节能环保。

2、BIM技术

BIM是Building Information Modeling的缩写，直译为建筑信息模型。它也可以理解为是一种基于数字化技术的新型“工作模式”，此模型包含了建筑物在项目周期中都有相关信息，不仅包含了建筑模型内部和外部空间结构的三维几何信息，还包含建筑构件材料属性、价格、进度、施工等非几何属性信息，同时还为建筑师、结构工程师、设备工程师、施工方、开发商以及最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”的基础数据。BIM存储项目全生命周期所有的物理属性和功能特性，不同专业的设计人员、施工人员以及运营维护人员可以通过BIM建筑信息模型进行日照、热工、建筑环境等分析，确保建筑达到绿色建筑的性能，同时利用这些信息对建筑物，乃至整个城市的管理和维护带来方便并减少不必要的财力和物力，提升质量，控制成本，整合社会有效资源实现可持续设计。

3、BIM技术与绿色建筑相互融合

BIM建筑信息模型不是一个简单的立体三维模型，它是一个信息的载体，正是这个载体为实现绿色建筑提供了一种全新的技术平台。同时BIM技术融合与绿色建筑设计其价值所体现的就是节能措施的选择和优化，这也是达到低碳零能耗的目标的重要条件。而BIM技术过程中所涉及的建筑全生命周期管理，又是绿色建筑设计的关注和影响的对象，将BIM和绿色建筑设计相结合形成绿色BIM的概念。

在实现绿色建筑过程中，BIM技术为绿色设计带来了如下作用：

（1）真实的BIM数据和丰富的构件信息给各种绿色建筑分析软件以强大的支持，确保结果的准确性。目前绝大多数BIM相关的软件都具备导出模型数据，即为各种分析软件专用的GBXML通用格式。 （2） BIM的某些特性（如参数化、构件库等）使建筑设计及后续流程针对上述分析的结果有非常及时和高效的反馈。（3） BIM的实施，可以将建筑各项物理信息分析显著提前，有助于建筑师在方案或概念设计阶段进行绿色建筑的相关决策。 （4）绿色建筑设计是一个跨阶段、跨学科的综合性设计过程，而BIM模型则正好满足此需求，能够实现单一数据平台上各专业的协调设计和数据集中。同时结合Navisworks等软件加入4D信息，使跨阶段的设计和管理完全参与到信息模型中。（5） BIM强大的能耗模拟功能，使建筑师与工程师可以在项目设计阶段通过模拟能耗数据并在此基础上进行充分对比，得到更加合理的项目设计方案，这对施工阶段资源的高效利用将产生十分重大的影响。

4、BIM技术在绿色建筑设计中的作用

4.1前期规划阶段

在前期规划阶段，首先要分析场地及周边环境条件。在项目规划之初就引入BIM技术，利用BIM技术对规划场地进行多项分析比较。首先将复杂的场地环境运用Revit软件制作成数据模型，然后通过ECOTECT软件对其进行风环境和太阳辐射分析模拟，以及周边建筑对地块的日照影响分析，通过分析得出精确、多样化的参数。建筑师及规划师通过参数进行比较得出合理的规划布局及建筑形体，这里所谓的合理的规划是指合理的建筑朝向、建筑高度、建筑组成、建筑数量、建筑形态及大小等，为方案设计阶段提供有力的依据。

4.2方案设计阶段

方案设计阶段采用BIM技术软件，边设计、边分析、边推敲、边优化模型，再进行一系列组织空间、功能布局、立面造型的确定，从而得出可持续发展和低耗能的建筑空间。

在方案设计过程中，边设计边建模型，利用建筑信息模型，导入BIM能量分析软件，提出满足可持续设计的指导意见。例如：对模型各个立面的日照进行分析，得出各立面的窗墙比建议值。对地块内风环境进一步模拟，分别分析不同高度的风速及风压等数据。在此基础上确定建筑空间和造型，有效避免了方案设计的重大变化。

4.3施工图设计阶段

在施工图设计阶段，进行模型详细深化设计，在此模型基础上，利用Ecotect， IES， Revit等节能分析软件。不同专业选择合适的节能措施，每项措施均由数据加载到BIM模型中模拟验证节能与空间舒适度。分析建筑天然采光、遮阳、自然通风、外围护结构体系的保温性能、气密度等，细部构造优化则防止结构外露及门、窗等处形成“冷热桥”。使得设计满足绿色建筑标准要求，运用Revit能量分析得出结果。同时对空调等暖通设备、照明设备等设施通过分析加以整合并深入优化，同时通过分析量化数据对于建筑可持续再生能源利用提供更好的依据。这时能在所完成的绿色建筑模型成果中得出每个图元的量化的数据表格，通过模型信息数据所提供的工程量清单，再结合构件的市场定额价，做出相对于传统较为准确的预算，从而减少不必要的资源让费。

4.4施工階段

在施工阶段，BIM主要应用有：

（1）可以将复杂工程可视化，利用BIM三维模型，导入Navisworks软件模拟各专业协同工作，检测各专业之间三维碰撞，及时发现调整设计，避免施工浪费，以降低风险；同时还能模拟施工进度，控制施工工期。 （2）通过BIM，得到最准确的工程基础数据，将工程基础数据分解到构件级、材料级，有效控制施工成本，清楚项目该花多少钱，实现全过程的造价管理。（3）通过BIM，可以轻松完成工程数据的共享和重复利用，做到真正意义上的施工现场—项目部—分公司—集团总部的从基层到高层信息共享。通过BIM技术在是施工阶段做到方便、安全、高效、节约能源、减少污染等符合绿色施工要求。

4.5运营和维护阶段

在建筑全生命周期中，运营维护阶段在整个阶段中占的时间最长，消耗的费用也是最高的，虽然运营维护阶段非常重要，但是在二维设计时期所能应用的数据与资源却是却很少。二维设计时期的工作流程中，设计、施工建造阶段的数据资料往往无法完整的保留到运营维护阶段。BIM技术出现，让建筑运维阶段有了新的技术支持，大大提高了管理效率。当BIM导入到运维之后，可以利用BIM模型对项目整体进行直观可视化的了解，模型中各个设施的空间关系，建筑物内设备的尺寸、型号、口径等等具体数据，也都可以从模型中完美展现出来，这些都可以作为运维的依据，并且合理、有效的应用在建筑设施维护与管理上。大大缩减了维护的成本和时间，同时为后期运营提供有效的数据，降低不必要的浪费。

5、结语

通BIM平台下的绿色建筑设计可谓积极影响与问题共存，但毋庸置疑，已成为建筑领域的主要发展趋势。而有效推动绿色建筑发展，实现节能减排目标，将是中国建设领域未来发展的重要任务。在此过程中，引入BIM并充分借鉴其在国外发展所积累的成熟经验，将起到至关重要的作用。

参考文献

[1]卢碗玫，王瑰.BIM技术在建筑全生命周期中的应用探索—天津市建筑设计研究院科研综合楼项目实残[J].建筑技艺，2014 （2）： 99-103.

[2]程斯茉.基于BIM技术的绿色建筑设计应用研究[D].湖南大学，2013.