BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計的研究

馬毅飛 索飛

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，建筑行業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)正在大規(guī)模開展，建筑業(yè)給人間帶來舒適的空間的同時消耗了大量的資源和環(huán)境污染，據(jù)統(tǒng)計，建筑活動消耗的資源占總資源的42%，建筑活動過程產(chǎn)生的垃圾占總垃圾的43%。傳統(tǒng)建筑設(shè)計缺少綠色環(huán)保理念，20世紀60年代，設(shè)計師保羅·索勒瑞首次提出生態(tài)建筑理念，2006年我國的建筑業(yè)綠色化進入新階段，綠色建筑是一項復(fù)雜的工程，對設(shè)計師和設(shè)計方法要求高，這一需求正是BIM能夠迎合的，運用BIM技術(shù)可以讓綠色建筑設(shè)計更加科學(xué)和高效，推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);綠色建筑;設(shè)計

一、應(yīng)用背景

（一）綠色建筑發(fā)展背景

近些年來，我國的綠色建筑設(shè)計正在大幅度增長，國家出臺了很多相關(guān)政策，2013年出臺的《綠色建筑行動方案》使綠色建筑開始步入新階段，2015年全國有3979項綠色建筑項目，總面積超過4億m2，從數(shù)據(jù)可以看出，我國的綠色建筑已經(jīng)取得階段性成果，2015年10月26日修改的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》，再一次強調(diào)了“綠色”的重要性，意味著未來國家對綠色建筑將不斷發(fā)展的決心和必要性。

（二）BIM技術(shù)應(yīng)用背景

BIM全稱BuildingInformationModeling，中文翻譯為建筑信息模型，BIM作為一種新技術(shù)理念，以各種信息數(shù)據(jù)作為依據(jù)基礎(chǔ)，建立多種數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)之間存在關(guān)聯(lián)，模擬性強，簡化工作量等優(yōu)點，目前，BIM技術(shù)已經(jīng)成為建筑行業(yè)發(fā)展不可缺少的一部分，作為一種為建筑類項目提供解決問題的平臺。

二、綠色建筑設(shè)計利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢

BIM技術(shù)的優(yōu)點是具有優(yōu)化、繪圖、協(xié)調(diào)、仿真和可視化五大特性。這五種高品質(zhì)的特性促使BIM技術(shù)在2002以后的建筑業(yè)中得到應(yīng)用。它在十年內(nèi)被應(yīng)用到世界各地，并得到業(yè)界和社會的充分承認，因此被稱為建筑業(yè)的一支重要力量。BIM技術(shù)已經(jīng)過美國、英國等發(fā)達國家多年的發(fā)展并已逐漸應(yīng)用，其發(fā)展水平已達到相當先進的水平，已成為一個非常強大的力量，推動新的工業(yè)建設(shè)的發(fā)展。在發(fā)展中存在許多軟件廠商積極推廣BIM技術(shù)的應(yīng)用。建筑施工企業(yè)與建筑行業(yè)協(xié)會的設(shè)計研究已經(jīng)逐漸把BIM擺在了前沿，并成立了工作室以及開發(fā)團隊，促進BIM技術(shù)的發(fā)展。當前BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，給人們的生活和工作帶來了更多的便利。通過仿真建筑信息模型，即BIM技術(shù)，可以給人們帶來直觀的建筑真實空間模型和狀態(tài)，基于此可以人為地進行建筑形態(tài)的改變，直至建筑的所有設(shè)計均達到預(yù)想的要求為止。由此可見，從建筑的設(shè)計階段便使用BIM技術(shù)，可以方便設(shè)計師及時將建筑信息錄入系統(tǒng)，并對模型進行詳細的分析，以找出建筑中可能出現(xiàn)的問題和漏洞，便于后續(xù)及時調(diào)整，避免后期設(shè)計的變更和施工時的問題。此外在綠色建筑設(shè)計中，實現(xiàn)可持續(xù)的生態(tài)功能是最為重要的。

三、基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計應(yīng)用分析

（一）提高能源的利用率

節(jié)約能源和使用能源是評價綠色建筑標準的一項重要內(nèi)容。通過可視化軟件建立能耗分析的三維BIM建筑模型，將能源消耗或轉(zhuǎn)換方案引入到分析軟件，通過相關(guān)的規(guī)范和標準，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和當?shù)氐臍夂蚪y(tǒng)計信息，可以對建筑進行科學(xué)合理的調(diào)整，并通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)優(yōu)化建筑維護結(jié)構(gòu)。此外光能的利用也是綠色建筑的重要體現(xiàn)，在BIM技術(shù)中，可以具體地分析室外的太陽輻射能以及陽光的輻射范圍?；诖?，BIM技術(shù)將實現(xiàn)完善和優(yōu)化建筑的能源設(shè)計，最大化能源利用率，實現(xiàn)綠色建筑的功能要求。

（二）提高水資源利用率

在BIM技術(shù)中，建立三維建筑信息模型的同時，可以加入當?shù)氐挠炅拷y(tǒng)計數(shù)據(jù)和強降雨系數(shù)，以建立水數(shù)據(jù)庫。在這個數(shù)據(jù)庫中，雨水收集的計算是非常可靠的。可結(jié)合雨量信息的數(shù)據(jù)收集，并以不同地貌為基礎(chǔ)，通過對徑流系數(shù)的影響分析，確定綠地、道路和建筑信息。使設(shè)計方案可以及時調(diào)整和優(yōu)化。

（三）提高材料利用率

如果使用傳統(tǒng)技術(shù)和手段，對建筑全過程中使用的材料進行精確計算是難以實現(xiàn)的，更不用說應(yīng)用在一些比較復(fù)雜的工程項目中。而BIM技術(shù)基于強大的數(shù)據(jù)處理能力和信息統(tǒng)計的能力，可以十分便捷的解決建筑材料的使用問題。通過BIM計算出的材料使用量，可以對建筑材料的配制提高科開的依據(jù)，并根據(jù)計算結(jié)果及時調(diào)整，實現(xiàn)綠色建筑評價標準的要求。此外，BIM是建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)，給排水，電氣，暖通等多方面結(jié)合在一起，因此它可以檢查管道碰撞等問題，解決專業(yè)之間的沖突，調(diào)整不同階段的設(shè)計方案，對施工過程中的浪費問題和施工后的返工問題得到有效的解決。

（四）優(yōu)化建筑環(huán)境設(shè)計

室內(nèi)環(huán)境是由風(fēng)、光、聲這三種環(huán)境組成的。為了準確地分析這三種環(huán)境，可以使用精確的BIM三維建筑模型。在BIM中，建立室內(nèi)自然通風(fēng)模型，可以準確地計算空氣污染程度以及污染物的分布情況，并根據(jù)需要進行相應(yīng)的數(shù)量、位置和大小的調(diào)整。同時對光環(huán)境、室內(nèi)照明結(jié)構(gòu)、色彩指數(shù)、眩光值等進行分析，以滿足燈光的要求。在室內(nèi)噪聲的分析中，應(yīng)用BIM技術(shù)可以實現(xiàn)快速準確的分析和預(yù)測，同時基于相關(guān)規(guī)范和標準進行評價。在室外環(huán)境分析中，可以利用BIM技術(shù)進行仿真分析，同時結(jié)合室內(nèi)環(huán)境的分析結(jié)果，可以實現(xiàn)建筑環(huán)境的整體優(yōu)化。

（五）經(jīng)營管理分析

BIM技術(shù)是三維可視化模型參數(shù)化的核心，可以結(jié)合各專業(yè)的信息，采取多種不同的參數(shù)參與專業(yè)設(shè)計的可視化，并建立和維持一致的信息的全過程，能提供各種項目的實時相關(guān)信息。BIM技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)集成度高、可靠性高，能實時協(xié)同工作，并能長期連續(xù)運行和管理。舉個例子，在建筑的使用期間，空調(diào)的清洗和通風(fēng)系統(tǒng)是必不可少的，而進行日常的維護，需要清楚和明確空調(diào)規(guī)模、管道位置、以及設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)的其他功能管線位置，在此基礎(chǔ)上，配制相關(guān)的工具，并安排人員進行相應(yīng)的工作，而在BIM模型中，可以很方便的實現(xiàn)這樣的情況。此外，燈具也是建筑使用中的必不可少的設(shè)備，通過BIM技術(shù)，可以快速方便的獲取這些燈具的功率、高度和接線形式，方便使用期間的管理與維護。

（六）提高電氣設(shè)備性能

能耗和成本也是綠色建筑設(shè)計中建筑使用階段的重點。在建筑設(shè)計階段，通過BIM技術(shù)可以對建筑進行事先的測試并及時調(diào)整，同時還可以將數(shù)據(jù)文件和BIM模型打包處理，然后可以利用BIM制定出一套科學(xué)的維修計劃，從而提高建筑物的性能，并降低能耗和維護成本，最終可以降低建筑的整體經(jīng)營成本。此外在BIM中對重要設(shè)備的跟蹤記錄也是可以實現(xiàn)的，通過跟蹤記錄，可以實時地掌握設(shè)備的使用情況，以便及時應(yīng)對各種突發(fā)事件，進行處理和報警等功能。因此可以說，BIM是一項智慧運營系統(tǒng)，利用它可以確保建筑物的有效管理。

四、結(jié)語：

、當前全世界正處于綠色環(huán)保的大環(huán)境，在這樣的環(huán)境下，綠色建筑的生態(tài)功能是具有重要意義的。將BIM技術(shù)和綠色建筑設(shè)計結(jié)合在一起，即可以實現(xiàn)高效、準確的設(shè)計目標，又可以最大程度的發(fā)揮綠色建筑的使用功能。

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