基于BIM技術(shù)的綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

周盼 馮世成

北京構(gòu)力科技有限公司上海分公司 上海 200023

近些年來(lái)，在可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入下，綠色建筑被越來(lái)越多的人所認(rèn)可。它主要是基于認(rèn)識(shí)自然、尊重自然和順應(yīng)自然的前提下，用于解決排污多、建筑業(yè)能耗大等問(wèn)題的新型建筑理念[1]。不過(guò)，由于綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度高、需要滿足自然通風(fēng)和采用自然光等要求，使現(xiàn)有的技術(shù)手段無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)。BIM技術(shù)作為一種三維信息化數(shù)據(jù)的集合，在綠色建筑的設(shè)計(jì)中可以有效解決相關(guān)的問(wèn)題，對(duì)綠色建筑的發(fā)展具有重要意義。

1 BIM概念的簡(jiǎn)述

BIM（Building Information Modeling）的全稱(chēng)是“建筑信息模型”。BIM是基于三維數(shù)字技術(shù)，建立建筑模型，利用數(shù)字化形式表達(dá)某些物理特性和實(shí)際應(yīng)用功能。通過(guò)BIM技術(shù)建立起的仿真模型，可以在設(shè)計(jì)或施工過(guò)程中實(shí)時(shí)地更新數(shù)據(jù)信息，這些信息可以在相關(guān)客戶端被訪問(wèn)。除此之外，其他一些涉及相關(guān)的信息也可以從建立的模型中獲取。借助于BIM技術(shù)，使用者可以在設(shè)計(jì)階段導(dǎo)入自己的數(shù)據(jù)模型相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)應(yīng)用軟件的分析，可以及時(shí)調(diào)整方案出現(xiàn)的問(wèn)題，減少出現(xiàn)人財(cái)物等資源的浪費(fèi)，可以充分體現(xiàn)BIM在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的價(jià)值

所謂的綠色建筑指的是在建筑物壽命期限內(nèi)，除了節(jié)約能源，還可以達(dá)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)目的的建筑。通過(guò)實(shí)踐表明，將BIM技術(shù)運(yùn)用于綠色建筑中，可以有效規(guī)避建筑污染，為人們提供舒適的生活環(huán)境，推動(dòng)人與自然和諧穩(wěn)步向前發(fā)展。在將BIM技術(shù)科學(xué)運(yùn)用于綠色建筑設(shè)計(jì)中，可以大大提高利用自然效率，減少建筑合成用量的使用。在將BIM技術(shù)運(yùn)用于綠色建筑設(shè)計(jì)中，可以讓人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有著基本了解，為后續(xù)施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在我國(guó)綠色建筑規(guī)模日益擴(kuò)大化中，綠色建筑設(shè)計(jì)水平難以加強(qiáng)[2]。為了可以順利進(jìn)行這項(xiàng)工作，有關(guān)人員需要事先做好考察，優(yōu)化和整合之前的設(shè)計(jì)方案，在強(qiáng)化綠色建筑設(shè)計(jì)水平下，避免出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境污染情況，確?？梢栽诰G色建筑設(shè)計(jì)中更好的應(yīng)用BIM技術(shù)。

3 基于BIM技術(shù)的綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 高效利用各種建筑材料

在將BIM技術(shù)科學(xué)利用綠色建筑設(shè)計(jì)中，確保了設(shè)計(jì)過(guò)程的能協(xié)調(diào)化、模擬化以及可視化，能協(xié)調(diào)各大專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，可確?？梢愿咝Ю媒ㄖこ讨懈鞔笫┕げ牧?，避免施工能源過(guò)度消耗。對(duì)于綠色建筑施工人員而言，盡可能利用可以循環(huán)使用的材料，并結(jié)合施工進(jìn)度，有效調(diào)整施工材料，確?？梢赃_(dá)到綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需求，防止過(guò)度消耗能源。在這一工程中，由于綠色建筑規(guī)模大，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中難免會(huì)無(wú)從下手，而將BIM技術(shù)應(yīng)用中，可以對(duì)綠色建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)深入的、多方面的了解，確保建筑工程中所使用的材料更加環(huán)保與節(jié)能，切實(shí)減少綠色施工為周?chē)h(huán)境帶來(lái)的影響[3]。

3.2 對(duì)建筑物日照情況的模擬分析

建筑物中使用的玻璃幕墻主要是為了阻擋太陽(yáng)光的輻射，而當(dāng)前綠色建筑的設(shè)計(jì)主要是為了降低建筑物能耗，減少溫室氣體的排放量，同時(shí)還要保證建筑物自身起到保溫隔熱的作用。因此，在對(duì)建筑物進(jìn)行初期設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要分析建筑物的太陽(yáng)輻射惡化日照情況，以達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。例如，在模擬分析過(guò)程中，通過(guò)建立三維數(shù)字模型，利用Ecotect軟件對(duì)不同時(shí)間段太陽(yáng)輻射到建筑物表面的情況進(jìn)行精確化分析，并將收集到的信息作為設(shè)計(jì)和規(guī)劃建筑物朝向、形體和建筑材料使用的依據(jù)[4]。

3.3 對(duì)建筑物室內(nèi)采光情況的模擬

利用BIM技術(shù)可以對(duì)建筑物的室內(nèi)采光情況進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化具體的設(shè)計(jì)方案，對(duì)建筑的不同形狀進(jìn)行三維仿真模擬和計(jì)算，從不同建筑類(lèi)型的室內(nèi)采光和照明情況優(yōu)化建筑的能耗，同時(shí)分析不同方案的設(shè)計(jì)結(jié)果，根據(jù)不同方案的能耗情況和室內(nèi)的采光效果對(duì)建筑的整體布局和材料進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，進(jìn)而改善室內(nèi)自然采光效果，調(diào)整室內(nèi)的整體布局[5]。利用BIM技術(shù)中的軟件模擬建筑物室內(nèi)和室外的通風(fēng)情況，進(jìn)而幫助設(shè)計(jì)人員按照綠色建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，在BIM技術(shù)的應(yīng)用中，利用Archi-CAD技術(shù)可以匯總玻璃洞口的類(lèi)型和尺寸等數(shù)據(jù)，在模擬中觀察建筑能耗的變化情況，從而選擇合適的玻璃材料。

3.4 對(duì)建筑室外環(huán)境的模擬

建筑的設(shè)計(jì)和建設(shè)需要根據(jù)周?chē)沫h(huán)境情況確定建設(shè)的方位，同時(shí)要做好對(duì)建筑的規(guī)劃和景觀綠化的布置等，通過(guò)了解建筑物的周邊環(huán)境，分析風(fēng)向分布和滯風(fēng)情況，從而提高居民生活的環(huán)境質(zhì)量。例如，針對(duì)該種情況的設(shè)計(jì)，需要應(yīng)用到流體力學(xué)電腦模擬分析，了解建筑物周?chē)娘L(fēng)壓差，分析建筑物周?chē)淖匀煌L(fēng)情況。BIM技術(shù)可以對(duì)建筑物的室外環(huán)境進(jìn)行模擬，在設(shè)計(jì)階段通過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息優(yōu)化建筑物的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)建造綠色建筑的目標(biāo)[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，BIM技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)得到越來(lái)越多的重視，在綠色節(jié)能方面得到了廣泛的應(yīng)用，符合建筑行業(yè)向著環(huán)保、健康趨勢(shì)發(fā)展的目標(biāo)。然而該技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中仍存在缺點(diǎn)，等待我們?nèi)ミM(jìn)一步完善。因此，我們要不斷的將理論聯(lián)系實(shí)踐，去更好地探索BIM技術(shù)。