BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用分析

周利

【摘 ?要】在節(jié)能減排的背景下，設(shè)計人員可在綠色建筑設(shè)計中對BIM技術(shù)進行合理運用。本文從BIM技術(shù)的優(yōu)越性分析入手，闡述了基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計應(yīng)用對策，最后通過工程實例，對BIM技術(shù)的應(yīng)用效果進行驗證。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);綠色建筑;設(shè)計

1BIM 技術(shù)概述

1.1BIM 技術(shù)內(nèi)涵

BIM技術(shù)即建筑信息模型，是一項在2002 年由 Autodesk 公司率先提出的一項新型數(shù)據(jù)模型技術(shù)，由于該技術(shù)的科學(xué)性，目前已經(jīng)得到了全世界范圍的廣泛認同。通俗來講，BIM 技術(shù)是指在建筑、水利、市政、暖通、橋梁等工程項目中通過數(shù)字化的模型技術(shù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐的一項新型技術(shù)，該技術(shù)的使用可以更好地為工程的設(shè)計和施工以及最后的運營階段服務(wù)。在整個過程中，設(shè)計團隊、施工單位、運營單位以及業(yè)主等各方人員被統(tǒng)一于一個大的三維模型數(shù)據(jù)信息庫中，各方人員可以整合在一個系統(tǒng)之中。在BIM技術(shù)的有效應(yīng)用之下，各項工程可以提高效率、控制資源的消耗同時降低成本，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1.2BIM技術(shù)的優(yōu)越性

1.2.1有助于數(shù)據(jù)共享和協(xié)同作業(yè)

建筑項目規(guī)模較大，在建設(shè)過程中會涉及到諸多方面的數(shù)據(jù)信息，如果信息無法共享，將會對工程建設(shè)造成一定的影響。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以信息作為載體，為建設(shè)單位與設(shè)計單位搭建起一個便于溝通聯(lián)系的平臺，在該平臺上所有的信息均能夠?qū)崿F(xiàn)共享，從而為協(xié)同作業(yè)的實現(xiàn)提供了支撐。

1.2.2有助于設(shè)計方案的優(yōu)化

BIM技術(shù)除了能夠模擬設(shè)計出建筑模型之外，還能對建筑的各種性能進行模擬，由此使得一些無法在現(xiàn)實中體現(xiàn)的效果，可以在模型中顯現(xiàn)。比如，在設(shè)計階段，可以運用BIM技術(shù)進行建模，對建筑的能耗情況、采光通風(fēng)效果進行模擬，設(shè)計人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可對設(shè)計方案進行優(yōu)化改進，避免了方案的反復(fù)修改，大幅度提升了工作效率，設(shè)計質(zhì)量也隨之提高。

2基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計應(yīng)用對策

近年來，我國的建筑業(yè)在城市化進程不斷加快的推動下，獲得了長足發(fā)展，各類建筑工程項目大幅度增多，雖然這在一定程度上緩解了城市居民的居住壓力，但隨之而來的是能源和資源的過度消耗，以及對自然生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。在這一背景下，綠色建筑的概念被提出[1]。建設(shè)部發(fā)布的《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》對綠色建筑進行了如下定義：建筑全生命周期內(nèi)，節(jié)約資源消耗、減輕污染，與自然生態(tài)環(huán)境和諧共存的建筑。與普通建筑相比，綠色建筑在設(shè)計方面需要考慮的因素更多。因此，可在綠色建筑設(shè)計中，對BIM技術(shù)進行合理運用。

2.1在前期設(shè)計中的應(yīng)用策略

綠色建筑的前期設(shè)計與普通建筑存在一定的差別，設(shè)計時，需要充分考慮工程所在地的氣候條件及場地環(huán)境，鑒于此，設(shè)計人員可在該階段，對BIM技術(shù)進行應(yīng)用，具體如下：（1）分析氣候條件。設(shè)計人員在綠色建筑前期設(shè)計階段，可利用BIM技術(shù)，對工程所在地的氣象數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化，使其變?yōu)榭蛇M行直觀觀察的圖像信息。（2）分析場地。設(shè)計人員還可在建筑場地設(shè)計中對BIM技術(shù)進行應(yīng)用，通過場地建模，對場地進行分析。通常情況下，大部分建筑工程的場地平整度都比較差，所以場地分析時，高程與坡度是關(guān)鍵內(nèi)容。利用BIM模型，設(shè)計人員能夠在較短的時間內(nèi)，完成對場地高程、坡度以及朝向的分析，從而為場地的規(guī)劃布局提供依據(jù)。（3）道路設(shè)計。在一些地形相對比較復(fù)雜的建筑項目中，道路設(shè)計非常重要，除了要保證暢通性之外，還要滿足消防要求，同時，還應(yīng)當(dāng)與工程場地的標(biāo)高進行有效銜接。對此設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)生成道路曲面，借助動態(tài)更新的功能，對道路的橫縱斷面及平面進行協(xié)調(diào)設(shè)計[2]。

2.2在初步設(shè)計階段的應(yīng)用對策

該階段是綠色建筑設(shè)計的重要部分，需要考慮的因素相對較多，如建筑空間優(yōu)化、節(jié)能等等，為使設(shè)計過程變得更加簡單，設(shè)計人員可在如下幾個方面對BIM技術(shù)進行運用：（1）模擬通風(fēng)效果。設(shè)計人員可運用BIM技術(shù)對自然通風(fēng)環(huán)境進行模擬，從風(fēng)環(huán)境中對風(fēng)壓數(shù)據(jù)進行提取，輸入到BIM模型當(dāng)中，由此可確保項目達到《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》的要求。（2）光環(huán)境分析。室內(nèi)采光是建筑設(shè)計中比較重要的內(nèi)容之一，良好的采光能夠帶給人們舒適的居住體驗，并且還能降低照明設(shè)備的能耗。設(shè)計人員可以通過BIM技術(shù)進行光環(huán)境分析，對自然光照進行模擬，據(jù)此對室內(nèi)房間的進深進行優(yōu)化設(shè)計。工程實踐表明，房間進深的幅度越小，采光效果就越高。

3應(yīng)用實例

某項目位于重慶市××區(qū)內(nèi)，是一座綜合體建筑，總建筑面積約為22.48萬m2，按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。重慶市地處亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫較高，春季風(fēng)大，秋冬季節(jié)風(fēng)小，雨量充沛，年均日照相對較少。在綠色建筑設(shè)計中，需要對氣候條件等因素進行充分考慮，從而確保設(shè)計的合理性。在本項目的設(shè)計中，設(shè)計人員對BIM技術(shù)進行了運用，具體體現(xiàn)在如下幾個方面：

3.1項目場地設(shè)計

通過BIM技術(shù)對該項目的場地高程及坡度進行分析，為場地選址提供指導(dǎo)依據(jù)，由此可實現(xiàn)如下目標(biāo)：減少項目建設(shè)過程中土方開挖總量、降低能耗、減輕對周圍自然生態(tài)環(huán)境的破壞[3]。結(jié)合BIM技術(shù)，按照工程所在地的主導(dǎo)風(fēng)向，對風(fēng)環(huán)境進行分析，得出如下模擬結(jié)果：在場地的西北側(cè)，可以種植一些綠籬，這樣能夠使冬季的供熱能耗隨之減少;在場地的南向，可以種植一些體量較大的喬木，由此能夠?qū)ο募緯r的陽光輻射進行削弱，可以降低空調(diào)能耗。

3.2建筑朝向設(shè)計

在建筑朝向設(shè)計中，通過BIM技術(shù)對項目所在地的氣象數(shù)據(jù)進行分析，進而得出最佳朝向為160°～200°，可按照該角度對建筑朝向進行設(shè)計。同時，為對室內(nèi)采光進行優(yōu)化，將氣象數(shù)據(jù)輸入到BIM模型當(dāng)中，對項目的采光環(huán)境進行可視化模擬，并與電氣設(shè)計專業(yè)進行溝通，按照模擬結(jié)果，選擇節(jié)能型的照明設(shè)備，對光照強度進行補充，在滿足室內(nèi)照明要求的前提下，達到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

3.3建筑形體設(shè)計

在建筑形體設(shè)計中，利用BIM技術(shù)進行模擬，對建筑的整體輪廓進行優(yōu)化，以此來增加外部的氣流速度，從而使外部空氣能夠與室內(nèi)空氣形成對流，提高通風(fēng)效果。通過對建筑形體的優(yōu)化設(shè)計，使風(fēng)速得到進一步提升[4]。同時，設(shè)計人員借助BIM技術(shù)對室內(nèi)空間進行了深化設(shè)計，引入邊庭結(jié)構(gòu)，并在邊庭上加開天窗，由此除了能夠增強采光效果之外，還能使自然通風(fēng)條件得到優(yōu)化。在該項目中，設(shè)計人員通過對BIM技術(shù)的合理運用，使建筑達到了節(jié)能降耗的目標(biāo)。同時，還大幅度提升了設(shè)計效率。由此可見，BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中具有良好的推廣使用價值。

結(jié)束語

綜上所述，國內(nèi)的綠色建筑工程項目呈現(xiàn)出不斷增多的態(tài)勢，此類建筑現(xiàn)已成為一種主流的發(fā)展趨勢。與普通建筑相比，綠色建筑設(shè)計的復(fù)雜程度更高。為此，設(shè)計人員可在綠色建筑設(shè)計中，對BIM技術(shù)進行合理運用，在提高設(shè)計效率和質(zhì)量的同時，使綠色建筑發(fā)揮出節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、環(huán)保的優(yōu)勢，這對于推動我國建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]趙嬋媛.試析BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（19）：167-168+171.

[2]魏立峰.BIM技術(shù)在綠色建筑中的設(shè)計應(yīng)用及案例分析[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2018，10（02）：60-64.

[3]李新臻，鄭威，石亞杰，陳峰，陳家遠.BIM技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用研究[J].項目管理技術(shù)，2017，15（06）：71-76.

[4]哈維·伯恩斯坦，斯蒂芬·瓊斯，米歇爾·羅素.綠色BIM如何助力綠色設(shè)計和建造[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2015，7（02）：20-36.