綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的運(yùn)用研究

劉旭峰

摘? ?要：本文先分析BIM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，包括模擬研究日照狀況、模擬創(chuàng)建室外環(huán)境、模擬室內(nèi)采光條件、綜合管線系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)? 綠色建筑? 節(jié)能設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU195? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0146-02

將BIM技術(shù)有效引入綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，可以促進(jìn)綠色建筑各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化，滿足綠色建筑各項(xiàng)指標(biāo)要求。節(jié)能設(shè)計(jì)是針對新時(shí)期建筑領(lǐng)域能源短缺問題所實(shí)施的全面革新，對于建筑企業(yè)發(fā)展具有重要影響，能夠提升建筑企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，而BIM技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用能夠提升建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1? 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用BIM技術(shù)

1.1 模擬研究日照狀況

建筑施工中的玻璃幕墻相關(guān)功能作用便是可以有效隔斷陽光輻射，而綠色建筑在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)中的主要目標(biāo)便是控制建筑能耗，降低溫室氣體排放，同時(shí)還應(yīng)該維持建筑物良好的隔熱保溫效能。為此綠色建筑中除了設(shè)計(jì)階段之外，還應(yīng)該了解建筑物承受太陽照射的現(xiàn)象和太陽的輻射惡化問題，實(shí)現(xiàn)預(yù)期操作目標(biāo)。在進(jìn)行模擬分析過程中，應(yīng)該結(jié)合建筑實(shí)際狀況構(gòu)建三維數(shù)字模型。利用ECOLECT軟件對各個(gè)時(shí)段中的建筑物陽光照射狀況進(jìn)行詳細(xì)分析，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化分析目標(biāo)，隨后把采集到的各種詳細(xì)信息當(dāng)成建筑朝向的設(shè)計(jì)依據(jù)。

1.2 模擬創(chuàng)建室外環(huán)境

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)和建筑施工中，還應(yīng)該充分考慮到建筑的周邊環(huán)境狀況，從而進(jìn)一步明確建筑具體方位，合理布置景觀綠化，進(jìn)行建筑規(guī)劃，在充分掌握建筑附近相關(guān)環(huán)境信息的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析建筑的滯風(fēng)狀況和風(fēng)向分布狀況，提高居民整體生活質(zhì)量。對建筑外部環(huán)境實(shí)施模擬設(shè)計(jì)的過程中，可以聯(lián)系流體力學(xué)相關(guān)知識原理，通過計(jì)算機(jī)模擬分析進(jìn)行操作處理，充分掌握建筑附近的風(fēng)壓差，了解附近自然通風(fēng)狀況的基礎(chǔ)信息。引用BIM技術(shù)進(jìn)行具體操作，模擬室外環(huán)境，在進(jìn)行設(shè)計(jì)處理中，還應(yīng)該充分整合相關(guān)數(shù)據(jù)信息，全面優(yōu)化調(diào)整設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)構(gòu)建綠色建筑的基礎(chǔ)目標(biāo)。BIM技術(shù)相關(guān)可視化功能，可以從不同角度入手觀察建筑環(huán)境，包括鳥瞰觀察、透視化觀察等，系統(tǒng)掌握設(shè)計(jì)效果[1]。

1.3 模擬室內(nèi)采光條件

利用BIM技術(shù)科學(xué)分析建筑室內(nèi)的采光條件，同時(shí)結(jié)合最終的分析結(jié)果進(jìn)行有效的補(bǔ)充和完善，結(jié)合建筑物不同的形狀特征，進(jìn)行針對性的計(jì)算操作和仿真模擬操作，聯(lián)系建筑現(xiàn)實(shí)狀況，對室內(nèi)基礎(chǔ)照明和采光狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)分析，健全建筑的能源消耗機(jī)制，對室內(nèi)整體布局進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在選擇好相關(guān)材料之后，以此為基礎(chǔ)促進(jìn)采光效能的全面優(yōu)化，調(diào)整整體布局。此外，還可以利用BIM技術(shù)相關(guān)模擬技術(shù)，能夠準(zhǔn)確模擬出戶外的通風(fēng)狀況，隨后幫助相關(guān)設(shè)計(jì)人員，嚴(yán)格按照綠色建筑基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在使用BIM技術(shù)時(shí)，能夠通過CAD技術(shù)對玻璃洞口的尺寸和種類信息進(jìn)行全面整合，在模擬過程中，還能夠詳細(xì)觀察建筑變化基本形勢和建筑能耗，如此一來，可以選擇最為適合的玻璃素材。

隨著時(shí)代發(fā)展，人們對于建筑的舒適性、健康性以及環(huán)保性提出了更高的要求，為此在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)該合理使用BIM技術(shù)。比如萬科城提倡形成健康生態(tài)家居模式，在進(jìn)行社區(qū)建設(shè)工作中，對社區(qū)的通風(fēng)狀況和日照狀況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)美好生活與品質(zhì)住宅的合理搭配，促進(jìn)人居體驗(yàn)有效提升。萬科城相關(guān)樓棟設(shè)計(jì)主要是以正南正北形式分布，南北通風(fēng)順暢，提高了小區(qū)環(huán)境的通透性。同時(shí)還結(jié)合小區(qū)內(nèi)的實(shí)際環(huán)境狀態(tài)，融入園林設(shè)計(jì)理念，使小區(qū)內(nèi)的風(fēng)速環(huán)境達(dá)到一種適宜的效果。在設(shè)計(jì)萬科城的過程中，其利用了BIM技術(shù)建設(shè)小區(qū)內(nèi)的日照模型，準(zhǔn)確計(jì)算日照設(shè)計(jì)，并初步了解到樓體排向和分布距離，對建筑高度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)搭配，制定樓體斜向分布，進(jìn)一步擴(kuò)大小區(qū)空間的光照時(shí)間，能夠滿足小區(qū)日常生活需求。相關(guān)工作都是以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)展開的通風(fēng)模擬以及光照模擬工作。

1.4 綜合管線系統(tǒng)應(yīng)用

實(shí)施碰撞檢測的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步滿足工程凈高的相關(guān)要求，保留充足檢修空間，應(yīng)該結(jié)合BIM技術(shù)，針對管線的分布位置、吊架安裝制作進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，從而明確關(guān)鍵采取制作需求，避免在施工過程中出現(xiàn)失誤返工問題，促進(jìn)管線分布和空間形式的全面優(yōu)化，提高施工便利性。工程師在現(xiàn)場施工過程中，還可以結(jié)合碰撞優(yōu)化所得出的三維管線施工方案進(jìn)行技術(shù)交底工作，進(jìn)一步優(yōu)化施工質(zhì)量。除此之外，還需要重點(diǎn)關(guān)注結(jié)束管線安裝后是否能夠達(dá)到預(yù)期的施工效果，滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和空間尺寸要求。在三維管線的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)得到BIM模型，可以進(jìn)一步幫助業(yè)主合理解決各種實(shí)際問題，除了可以對管線布置進(jìn)行形象管理之外，還可以利用空間漫游的方式體驗(yàn)整體空間效果，BIM模型是計(jì)算機(jī)中真實(shí)系統(tǒng)的虛擬反映，包括部件、設(shè)備、管道等完整信息，為后期物業(yè)管理提供極大的便利。

比如在某地區(qū)的管線綜合信息模型中，是藝術(shù)節(jié)配套項(xiàng)目，包括1600座的歌劇院、500座的多功能大廳和1500座的音樂廳，整體建設(shè)面積大概是70000m2，項(xiàng)目東西方向的長度是216m，南北長度為117m。利用BIM模型進(jìn)行管線碰撞試驗(yàn)，在圖審過程中，徹底解決各種問題，促進(jìn)設(shè)計(jì)圖紙全面優(yōu)化。結(jié)合出圖模型，還能針對管線圖紙實(shí)施可視化和集成化管理，能夠進(jìn)一步提升讀圖效率。結(jié)合施工模擬，還為施工交底工作提供了便利，使溝通效率得到有效提升。

2? 未來發(fā)展趨勢

隨著科技發(fā)展，綠色設(shè)計(jì)理念的進(jìn)步，綠色建筑普及范圍逐漸擴(kuò)大，傳統(tǒng)的線性設(shè)計(jì)流程也根本無法滿足建筑當(dāng)下的發(fā)展需求，而BIM技術(shù)的誕生能夠有效彌補(bǔ)建筑設(shè)計(jì)不足與建筑設(shè)計(jì)弊端，擁有十分明朗的發(fā)展前景。在建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該充分考慮到承包方式、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)等多種合作發(fā)展趨勢和建設(shè)性，同時(shí)還要了解建筑項(xiàng)目對于附近環(huán)境的影響。建筑施工中的廢棄物處理和建設(shè)材料也是整個(gè)建筑工程中的重要組成內(nèi)容。因此如果可以把BIM技術(shù)有效滲透到綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，不但可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，同時(shí)還會(huì)促進(jìn)附近環(huán)境質(zhì)量的有效提升，實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的[2]。

融入BIM技術(shù)后，需要進(jìn)一步強(qiáng)化BIM技術(shù)的應(yīng)用廣度和深度，通過對夏季高溫階段的太陽輻射分布進(jìn)行建模分析，能夠了解各個(gè)設(shè)計(jì)方案下對于晝光的利用效果，從而選出最佳設(shè)計(jì)方案。通過BIM技術(shù)還能進(jìn)一步優(yōu)化空間設(shè)計(jì)效果，隨后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行綠能效益評估分析工作。其中需要特別注意的是結(jié)合BIM技術(shù)還可以輔助相關(guān)設(shè)計(jì)人員對建設(shè)材料的用量和進(jìn)度進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)約生產(chǎn)成本的目標(biāo)，提升整體生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益，將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，在對建筑性能進(jìn)行合理分析的基礎(chǔ)上，可以逐步完善能源管理、項(xiàng)目運(yùn)營和項(xiàng)目投資等流程。促進(jìn)建筑空氣質(zhì)量的逐步提升，符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。但同時(shí)也需要注意，當(dāng)下BIM技術(shù)需要繼續(xù)優(yōu)化改革，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)綠色建筑持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的過程中，還應(yīng)該合理搭配其他技術(shù)種類，進(jìn)行有效合作，同時(shí)相關(guān)信息模型也需要進(jìn)行多元優(yōu)化調(diào)整。

3? 結(jié)語

綜上所述，針對當(dāng)下我國建筑領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)發(fā)展?fàn)顩r，應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)大BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用。而BIM技術(shù)對于優(yōu)化建筑綠色設(shè)計(jì)水平具有極大意義，能夠促進(jìn)我國建筑質(zhì)量的有效提升，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉博.當(dāng)前綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用探討研究[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2018（10）：68.

[2] 徐建男，楊建民.住宅及景觀設(shè)計(jì)中綠色建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2018（13）：94-95.