基于BIM技术的绿色建筑设计探究

刘国华 孙莹超

1. 烟台市民用建筑设计有限公司 山东 烟台 264100；

2. 烟台市远州建筑设计有限公司 山东 烟台 265400

前言

早在20世纪60年代，美国著名建筑师索勒瑞就提出了“生态建筑”的理念。我国住房和城乡建设部也在2006年颁布了《绿色建筑评价标准》，为新时期绿色建筑的设计和建设提供了制度保障。绿色建筑与传统建筑相比，更加注重低耗、高效、经济、环保等方面的优化，因此在具体的设计和规划上也提出了更加严格的要求。建筑单位只有借助于BIM技术，掌握和贯彻绿色建筑设计理念，才能营造健康、舒适的居住环境。

1 BIM技术的特点

1.1 可视化

现阶段建筑结构和形状日益复杂，平面的设计图纸虽然也能够比较准确的表示出建筑的具体构造，但是无论是制作还是观察起来都具有一定的困难。借助于BIM技术，可以在计算机上展示出三维的立体图形，这样就方便现场施工人员更加直观的了解建筑各个部分的构造，提高了施工效率。此外，BIM可视化的特点，还能够节省施工中的材料用量，这对于降低生产成本、避免资源浪费也起到了积极效果，符合绿色建筑的施工理念[1]。

1.2 模拟性

利用BIM技术构建的三维空间建筑模型，可以方便技术人员进行各种模拟实验，例如通过进行楼道灯光的节能模拟，可以在后期施工过程中合理配置走廊灯的布局，既满足照明需求，又避免了电能浪费；进行日照模拟，合理确定楼间距，避免建筑相互遮挡，影响底层楼层的采光等。BIM技术模拟性的应用，提高了绿色建筑设计的科学性。

1.3 优化性

绿色建筑从最初的设计，到后期的施工、运营，都需要建筑单位不断进行优化管理。BIM技术的应用，可以实现项目方案的优化，例如根据建筑施工单位提供的一些数据，进行处理和分析，对投资回报、设计方案等做出最优选择，以便于管理人员参考。另外，BIM技术还能够实现对整个施工过程的跟踪监督，强化成本控制，维护建筑单位的核心利益。此外，像建筑内部的给排水管道的走向，线缆的敷设等，也可以根据BIM技术设计最佳的线路，节省材料用量，这也符合绿色建筑的根本理念。

2 BIM技术在绿色建筑设计中的应用

2.1 增减建筑与环境的适应性

绿色建筑施工时，应当考虑区域环境对后期建筑使用造成的影响，并且通过科学的设计提高建筑与本地区环境的适应性，从而给住户营造更加舒适的室内环境。尤其是对于一些高层建筑来说，由于其结构上的特殊性，在进行设计时需要考虑的技术要点也更多，BIM技术的应用可以减轻设计难度，以建筑采光设计为例：首先，BIM技术的优势在于可以利用计算机和网络实现对建筑相关信息的整理，并且根据建筑施工需求提供相应的参考信息。建筑单位需要将平面图、设计说明书等基本的文件交给设计部门，然后结合采光实验和光污染分析结果，将相关数据输入到计算机中，利用BIM软件模拟光照对建筑的影响，最后得出采光设计方案[2]。

2.2 提高能源利用效率

建筑使用过程中会消耗大量的能源，尤其是夏季的空调系统和冬季的采暖系统，消耗的能源占到了建筑总耗能的60%以上。因此，在建筑设计阶段，应当坚持“绿色节能”原则，在不影响建筑各项功能正常发挥的前提下，尽可能提高资源利用效率、降低能源的浪费。考虑到建筑施工是一个动态过程，因此可以引入BIM技术，实现动态设计。在BIM软件中，设计人员可以将建筑的相关信息录入到系统中，设计出包含建筑结构、功能、能耗系统在内的模型，然后模拟运行过程中产生的能耗。设计人员可以对建筑模型中耗能较多的部分进行优化设计，例如采用节能设备或是精简结构等，达到节能效果。此外，BIM技术中可以对建筑设计进行反复更改，可以从中挑选最优的节能方案。

2.3 提高建筑材料的利用效率

建筑材料的用量多、成本高，实现建筑材料的合理利用可以帮助建筑单位节省成本。一些建筑单位为了保证施工的顺利进行，常常多采购部分建筑材料，最后造成建材的剩余，如果将这些建筑材料直接丢弃，不仅污染了环境，而且也容易造成资源的浪费。通过使用BIM技术，建筑单位应提供可循环使用材料的汇总表和利用比例计算表，将上述参数输入到BIM软件的材料利用明细表模块，计算可循环使用材料的种类和重量，从而判断建筑设计是否达到设计的节能要求。

2.4 提高室内环境的质量

当阳光直射面的房间室内温度过热时需要进行遮阳设计，选择遮阳的材料与形式时要兼顾采光和通风的要求，模拟数据显示：西北面、北面和东北面一般适宜选择垂直方式进行遮阳，可降低20%的照度；北面和南面一般可以选择水平的方式遮阳，可降低40%的照度。遮阳材料通常为固定式，具有成本高、维修难的特点，因此遮阳材料要谨慎选择。也可以选择特种玻璃遮阳模式或者百叶窗遮阳模式，遮阳的目的不是阻断光线而是调节光线，使室内达到理想的采光要求。建筑方应提供施工图纸、遮阳设计说明书等材料，通过BIM系统对遮阳的效果进行模拟和分析，从而对遮阳的形式和材料进行选择与优化[3]。

3 结束语

现代人对房屋建筑的整体质量要求不断提高，除了质量安全外，节能效果、舒适程度等也成为衡量建筑好坏的重要参考标准。绿色建筑既符合当代人的续期，又节省能源资源，具有推广应用价值。在绿色建筑设计中，引入BIM技术可以减轻设计工作量，并且充分依托BIM的可视化、模拟性特点，保证了绿色建筑设计的全面性，这也为下一步进行建筑施工提供了参考。

[1] 陈岱林,谭喜峰.基于BIM技术的YJK结构设计软件在绿色建筑优化设计中的应用[C].第二届全国勘察设计行业科技创新大会.第二届全国勘察设计行业科技创新大会论文集.北京:中国勘察设计协会,2014:115-127.

[2] 曾旭东,赵昂.绿色建筑设计中的CAD技术--建筑设计中BIM技术与能耗分析相结合的应用研究[C].国际智能、绿色建筑与建筑节能大会.智能与绿色建筑文集2--第二届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会.北京:建设部、科技部、国家环境保护总局,2016,87-93.

[3] 李延钊,林超楠.基于BIM技术的绿色建筑设计方法——以南宁市城市规划展示馆为例[J].暖通空调,2012,42(10):50-53.