基于BIM技术的绿色建筑节能设计应用研究
2021-04-03许巍吕俊杰
许巍 吕俊杰
中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 贵州 贵阳 550000
前言
BIM技术是信息化发展的重要成果，是信息技术与建筑学、工程学和土木工程科学的融合。BIM技术形成的建筑信息模型为建筑业发展提供了新的技术条件，该技术在全球范围内受到广泛认可。当前，我国建筑行业倡导绿色建筑设计，BIM技术融合了建筑信息的设计、施工、运行、指导以及建筑全寿命周期管理。应用BIM技术实现了建筑施工的协同操作，有效提高了工作效率，降低了成本，节省了资源，实现了建筑行业绿色可持续发展战略。
1 BIM技术的核心内容
BIM技术是建筑信息模型（Bilding Information Modeling）的简称，主要运用建筑学、工程学和土木工程的综合性信息技术。BIM技术以三维图形为主，运用物件导向对建筑设计实施电脑设计。BIM技术在发展的过程中实现了信息技术的集成，从建筑设计施工运行到建筑全寿命周期管理，BIM技术构建了三维模型信息数据库，在进行多方面协同工作中有效节约了成本，实现了建筑行业的可持续发展。BIM系统运用虚拟的建筑工程三维模型，采用数字化技术为模型提供完整的工程信息库，这些信息库描述了几何信息、专业属性和状态信息，提高了工程信息的集成化程度。BIM技术进行数字化设计数据库是动态变化的，在应用过程中不断更新、丰富和充实，为建筑工程施工提供了新的基础。例如BIM具有模拟性，能够模拟出建筑物的模型，还可以在真实的世界中对设计进行模拟实验。例如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等，根据施工组织的要求确定合理的方案。BIM方案中的5D模型是现代建筑绿色设计中至关重要的技术，能够对后期运营阶段提供必要的资料[1]。
2 BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用
2.1 优化建筑工程的整体设计
BIM技术具有优化性，在整个设计施工运营的过程中，能够实施技术的不断优化，对于信息复杂程度高的项目，能够实现信息整合。充分运用物理信息和规则信息的能力，处理好现代建筑设计复杂程度较高的问题，对复杂项目进行优化。例如BIM技术可以绘制构件加工的图纸，进行可视化展示，有利于工程表达更加详细。绿色建筑设计的主要目标是节能降耗，应用BIM技术应用过程中可以从优化设计目标进行工作，BIM技术可以对建筑朝向进行结构性考察。在结构和建筑朝向整改优化设计过程中选择最佳朝向。例如有效实施室内温度持续保温，有效采用取暖材料进行设计等。BIM技术在节能优化设计中运用3D技术解决了建筑物的整体结构设计，提升了节能设计的整体水平。BIM技术具有协调性。在建筑行业发展中，不管是施工单位还是设计单位，协调配合工作至关重要，实施过程中一旦遇到问题，各方面就会要求快速提供解决办法，做出相应的补救措施。在设计时如果专业性沟通不到位，出现了各部门之间的碰撞，例如施工图纸与实际执行之间的差异等，运用BIM技术能够解决此处的阻碍，从整体上提高效率[2]。
2.2 在室内采光和热湿设计上的应用
运用BIM技术对室内采光设计进行整体分析具有重要价值。BIM技术可以同多种软件融合，明确采光位置是否合理。例如对窗户设计的位置进行选定，根据阳光反射原理，运用照明效果好的平均值进行设计，采光方式上实施较好的采光设计。特别是现代化建筑往往紧密连接，建筑设计中人工采光方式没有达到要求，而运用BIM技术设计师能够对照明效果进行科学的布置，建筑物的整体采光达到最大化，符合人体的生理结构，有利于现代人更好地进行营销。BIM技术可以做好热湿环境控制。我国气候各地差异较大，人们对采光和遮阳度需求有很大的差异，应用BIM技术可以根据室内天然采光的效果和热环境做好相应设计，有利于室内外采光系数保持稳定性能，设计质量效果符合现代建筑的要求。
2.3 在室外环境设计和节能方面的应用
BIM技术提供的是物理和功能性的数字表达，在共享资源的前提下进行全方位的协同设计，在不同阶段可以插入提取不同的信息，能够实现信息的动态性管理。BIM信息具有可视化特点。建筑行业发展过程中经常是在图纸上表达，建筑从业人员能够自行想象，而BIM提供了可视化的思路，人们能够将线条形成三维立体图形展示建筑设计，达到建筑效果可视化操作，例如各种构件的大小、位置、颜色都具有互动性和反馈性，各个构件之间形成了可视化的效果，有利于效果图生成和报表生成。在绿色建筑设计中传统的计算方法很难的获得科学的结果，运用BIM技术可以为建筑提供立体设计图和建筑效果图。BIM技术在正确分析以后，能够做出总平面及详细说明分析，对所有数据程序进行调整，有效分析得出建筑施工中的资源应用，有利于从根本上解决节省资源，达到绿色建设的目的。现代化建筑施工设计中项目策划运行和维护过程中需要对各方面的信息实施高效的理解和应对，那么运用BIM技术就可以从多方面运用共享的知识资源构建起施工建设的绿色应用。例如在室外设计中，在BIM技术系统中插入、提取、更新和修改信息更加便捷，在建筑施工的不同阶段，不同利益相关方能够各司其职协同运作，建筑施工呈现出可视化、协调性、模拟性、优化性的发展状态。BIM技术广泛应用于建筑环境设计，在全球市场发展中拥有良好的前景[3]。
3 结束语
BIM技术是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，运用数字化技术为模型提供完整的建筑工程信息，在当前建筑绿色设计发展过程中，运用BIM技术能够实现信息的专属性设计。建筑工程信息集成化程度逐渐提高，有利于实现工程信息交换和共享平台建设，BIM技术在设计中实现了全寿命周期管理和数字化设计以及动态变化，能够为绿色建筑设计提供丰富充实的内容，为绿色建筑施工提供协同工作的平台。
