BIM技术在绿色住宅建筑设计中的应用研究

【摘要】绿色环保是住宅建筑设计的方向，绿色住宅建筑在建筑市场中占有一定的比重，现阶段绿色住宅建筑施工中比较注重设计工作，绿色住宅建筑设计中采用了BIM技术，BIM技术有助于实现住宅建筑的绿色化和环保化，同时降低绿色建筑的工程成本，保障绿色住宅建筑设计的准确性及规范性。本文主要探讨BIM技术在绿色住宅建筑设计中的相关应用。

【关键词】BIM技术;绿色;住宅建筑

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.041

经济全球化的发展下，建筑工程的发展速度越来越快，建筑施工的过程中产生了大量的污染，如粉尘污染、造成污染、光污染等，严重破坏了周围的生活环境。建筑行业中比较注重绿色住宅建筑，为了实现绿色住宅建筑的优势，设计中采用了BIM技术，BIM技术可以参与绿色住宅建筑项目的全周期工作，其在设计阶段更是有着不可替代的优势。

1、BIM技术与绿色住宅建筑

绿色住宅建筑主要是围绕居民、环境、资源展开的综合设计项目，绿色住宅建筑为居民提供了健康的生活环境，为了实现住宅建筑的绿色化及环保化，住宅建筑设计中引入了BIM技术，BIM技术能够把居民、环境、资源这三项元素融合起来，评价绿色住宅建筑的设计方案[1]。绿色住宅建筑设计中BIM技术参与了整合设计、分解设计等，实现了设计方案的参数化，提高绿色住宅建筑的设计效率，最主要的是保障绿色住宅建筑的规范性。

2、BIM技术在绿色住宅建筑中的设计

BIM技术在绿色住宅建筑中的设计要确保最终的设计方案符合評价标准和规范，比较多个设计方案并选出最优的设计方案[2]。BIM技术利用模拟、评价以及比较的方法确定最终的设计方案，BIM模型中不断的分析绿色住宅建筑中的图形、数据，调整住宅数据，BIM技术分析中涉及到很多软件，这些都需要计算机软件参与，在多个软件基础上BIM技术围绕绿色住宅建筑构建三维模型，BIM建模后具备规范的软件接口，由软件接口接入具备调整功能的模型，以免模型不符合绿色住宅建筑的实际情况，即使BIM模型中有不符合绿色住宅建筑的模块也可以立即调整。本文重点分析了BIM技术在绿色住宅建筑设计中的几个典型软件，如下：

2.1 Revit软件

BIM系统中Revit软件为使用较广泛的一类软件，围绕绿色住宅建筑构建3D模型，Revit软件能够综合绿色住宅建筑项目中的设计工作、施工工作以及运营，维护绿色住宅建筑的设计方案[3]。Revit在BIM软件中提供了运行程序，其可保障设计信息的精确性，同时规范构建设计参数，Revit为绿色住宅建筑提供了导入和导出的条件，设计人员可以导出绿色住宅建筑设计所需的信息。

2.2斯维尔软件

斯维尔软件在BIM技术中用于完成2D和3D模型的相关转换，BIM软件构建模型时先要绘制出平面图，如绿色住宅建筑的轴线、轮廓线，以2D平面图为基础再构建3D模型图，快速的设计出绿色住宅建筑的模型图，提高设计效率。斯维尔软件中所有的数据都要为绿色住宅建筑的真实数据，这样才能保障BIM操作的规范性。

2.3 Ecotect软件

Ecotect软件实现了BIM在绿色住宅建筑的可视化设计和可持续性设计，设计人员利用Ecotect软件检查设计图纸，Ecotect软件中能够给出不同的假设元素，这样才能缩短Ecotect软件设计绿色住宅建筑的时间。

3、BIM技术在绿色住宅建筑中的应用

BIM技术在绿色住宅建筑设计中得到了充分的应用，住宅建筑设计时从绿色环保的角度出发引入BIM技术，具体的应用表现如下：

3.1 BIM技术在绿色住宅建筑标准评价中的应用

绿色住宅建筑标准评价中BIM技术有着重要的作用，绿色住宅建筑设计中采用《绿色建筑标准验证》，BIM软件中与绿色住宅建筑标准有诸多结合点，BIM软件为绿色住宅建筑设计提供了设计理论，BIM技术能够评价绿色住宅建筑的环保价值及绿色程度，同时也为绿色住宅建筑提供大量的设计依据。

BIM技术参与了绿色住宅建筑的规划设计，列举绿色住宅建筑设计中BIM技术的应用表现，如：（1）BIM技术优化绿色住宅建筑的选址，要求选址符合城乡规划、文物保护区等建设要求，做到土地的节约化和集约化[4];（2）BIM技术参与绿色住宅建筑的照明设计，预防照明中发生光污染;（3）BIM模型中优化设计方案，合理规划绿色住宅建筑的停车场、绿化带等，绿色住宅建筑周围的地貌、地形都不受建筑影响，保持原有的自然水域和绿色植被。

3.2 BIM技术在绿色住宅建筑设计中的应用表现

本文从绿色住宅建筑的几点设计内容上分析BIM技术的应用，实现绿色住宅建筑的优质化设计。

3.2.1能源利用与节能设计

绿色住宅建筑要做到节能降耗，就要注重能源的利用与节能设计，绿色住宅建筑围护结构的热工性能指标要比国家现行使用的设计标准好，BIM软件模型中设计绿色住宅建筑的围护结构，评价围护的热工性能，评分总值是10分，BIM软件中评价绿色住宅建筑设计的围护结构，热工性能指标比国家规定指标高5%，评分5分，高10%，评分10分，BIM软件评估绿色住宅建筑的暖通空调，计算暖通空调全年运行负荷，降低负荷的幅度降低5%，评分5分，降低幅度10%，评分10分，设计单位利用BIM评价绿色住宅建筑暖通空调设计的图纸，确定绿色住宅建筑具备节能的条件[5]。BIM软件编制绿色住宅建筑的外部围护时还要合理选择围护的材料，优先选择具有保温隔热效果的外围护材料。

3.2.2室外环境与节地设计

绿色住宅建筑室内和室外都要有良好的通风环境，室外需要有足够的空间让居民活动，室内要做到空间的南北通透，这样才能节约用地，同时还能节约绿色住宅建筑的运营能耗。绿色住宅建筑室外环境及节地设计中，BIM技术起到关键的作用，BIM技术会在室外环境与节地设计中打分，评价绿色住宅建筑室外环境与节地设计方案的可行性。冬季绿色住宅建筑处于典型风速及风向状态下，根据规则完成评分并累计评分[6]。绿色住宅建筑周围的人行区域，风速<5m/s，室外的风速放大系数<2，评分2分，绿色住宅建筑中迎风位置的第一排建筑以外，所有建筑迎风面和背风面表面产生的风压总和<5Pa，评分1分。季节交替、夏季环境中典型风速、风向下，BIM模型根据规则给出评分，绿色住宅建筑人活动的区域中没有旋涡、无风区，评分为2分，绿色住宅建筑有50%以上可开启的窗户，室内外表面的风压差>0.5Pa，评分为1分。绿色住宅建筑设计中，设计单位提供规范的图纸，第三方提供BIM模型获取的室外通风模拟报告，包括冬季、夏季的模拟风向、风速的报告。风向和风速模拟数据是绿色建筑设计时的理论依据，BIM软件能够准确的模拟绿色住宅建筑所在环境的风向和风速，满足绿色住宅建筑的设计需求。

3.2.3水资源与节水设计

绿色住宅建筑中水资源的利用以及节水设计是很重要的工作，住宅建筑中居民比较多，用水量很大，绿色住宅建筑项目中运用BIM软件规划水资源及节水设计。BIM软件设计中评价绿色住宅建筑的管网，要求管网不能有破损、渗漏的问题，BIM软件总评分为7分，根据评价规则评分并累计。BIM节水评价中，评价绿色住宅给排水系统中的设备、阀门、管材等，所有设施达到耐久性、耐腐蚀标准评分1分，室内室外给排水管道规划时设计了保护管网的措施，具备这项措施评分1分，绿色住宅建筑中安装的是分级计量水表，水表符合水平衡测试标准，住宅建筑运营过程中检测管网漏洞，提供整改报告，评分5分，BIM软件中为绿色住宅建筑提供设计的施工图纸，同时配合Revit软件实行绿色住宅建筑的优化设计，Revit軟件可编辑所有的信息，便于评估设计方案及施工技术，完善绿色住宅建筑的设计方案。

3.2.4材料资源与节材设计

绿色住宅建筑材料资源方面注重节材设计，此类设计要实现材料的循环利用，充分挖掘材料可循环使用的价值，避免造成材料浪费以及环境污染。绿色住宅建筑设计时要求可循环利用材料在总材料中的占比不低于10%，BIM软件评估时就要评估可循环利用材料的占比，BIM软件评估绿色住宅建筑的所有施工材料，提供使用材料的证明和要求，给出的设计报告中要体现出每项材料的特殊性，BIM帮助设计单位提供施工图纸，还要提供管材、管件清单以及造价，以明细表的方式统计所有的设计材料，以便选用绿色环保的设计材料。

3.2.5室内环境的质量控制

BIM技术参与绿色住宅建筑室内环境的设计工作，目的是控制室内环境的质量。绿色住宅建筑室内环境设计中，所有房间功能的采光系数都要符合《建筑采光设计标准》中的规定，提高室内环境质量水平。BIM软件中评价绿色住宅建筑室内环境时，总评分为8分，住宅建筑中的卧式、起居室窗户与地面的面积比值达到1/7，评分6分，比值达到1/6，评分8分，BIM软件中给出设计单位的设计图纸、检测报告以及施工图纸。BIM软件中Ecotect分析室内环境采光，采光报告是绿色住宅建筑室内环境设计的依据。

结语：

BIM技术改变了绿色住宅建筑传统的设计方法，BIM技术更加注重绿色住宅建筑的评估，在投入施工之前给出评估结果，提前改正不符合绿色指标的设计内容。BIM技术在绿色住宅建筑中有着积极的作用，缓解了绿色住宅建筑的设计压力，绿色住宅建筑案例中也体现出BIM技术设计的优势和价值。

参考文献：

[1]林懿.BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[J].科技创新与应用，2020（24）：172-173.

[2]张世焱.BIM技术在绿色住宅建筑设计中的应用研究[D].安徽建筑大学，2018.

[3]李爽.BIM技术在绿色住宅建筑设计中的应用研究[D].河北工业大学，2016.

[4]邹琛.上海绿色住宅建筑设计策略研究[D].上海交通大学，2012.

[5]李玉娟.BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[D].重庆大学，2008.

[6]孙佳媚，张玉坤.绿色建筑技术在村镇住宅建设中的探索与应用——中德合作设计绿色住宅示范工程方案介绍[J].华中建筑，2016（09）：25-28.

作者简介：

梅文婷，女，重庆，1982年8月生，本科，土木工程，高级工程师。