BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用

麻國華

舟山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院有限公司，中國·浙江 舟山 316021

1 引言

在建筑行業(yè)中科學(xué)使用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)能夠幫助施工單位對建筑設(shè)計全過程進行可視化管理，使用構(gòu)建三維立體模型的方法對建筑設(shè)計過程進行模擬分析，從而對建筑施工材料、建筑整體布局、周圍噪聲污染以及陽光照射問題等進行合理制定。隨著綠色建筑理念的推廣，在建筑施工階段如何節(jié)約建筑用材，降低能源資源消耗，減少施工材料浪費，實現(xiàn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展成為人們重點研究內(nèi)容。在建筑設(shè)計中使用BIM技術(shù)能夠有效管理建筑項目施工，為其提供高效化的綠色建筑設(shè)計理念，降低建筑施工污染，從而提高人們生活質(zhì)量。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是指利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、計算機等現(xiàn)代化信息技術(shù)對建筑項目進行多維建筑數(shù)據(jù)信息集成的技術(shù)，其能夠?qū)⒔ㄖ椖恐猩婕暗氖┕げ牧铣杀?、建筑進度、建筑內(nèi)部構(gòu)造、建筑整體幾何形狀等信息虛擬數(shù)字化，并通過三維模型法將其清晰、直觀、立體地展現(xiàn)出來，從而幫助施工單位對建筑施工進行有效管理控制[1]。BIM技術(shù)在中國建筑工程設(shè)計、項目施工等領(lǐng)域受到重點關(guān)注，已經(jīng)在大面積范圍內(nèi)推廣使用，同時取得良好的使用效果。BIM技術(shù)在實際使用中能夠充分發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢，幫助建筑行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)保降耗的生態(tài)目標(biāo)，推動行業(yè)健康積極發(fā)展。

BIM技術(shù)主要具有以下幾項特點：

①多元性。BIM技術(shù)利用互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)等構(gòu)建出的數(shù)據(jù)庫能夠有效儲存，調(diào)動各種項目施工信息數(shù)據(jù)，同時在信息處理過程中能夠針對不同類型的數(shù)據(jù)選用合理的處理手段，以多元化處理方法對信息資源進行加工使用。

②協(xié)調(diào)性。建筑項目通常具有流程復(fù)雜繁多的特點，在實際施工過程中需要項目設(shè)計者、施工人員、技術(shù)員、綜合管理者等多方面協(xié)調(diào)開展工作才能保障建筑施工質(zhì)量與效率，BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖ椖渴┕じ鞑块T與組織人員進行有效的溝通協(xié)調(diào)，以此保證項目數(shù)據(jù)內(nèi)部傳遞的順暢性與快捷性，使得各部門共同完成對建筑項目施工、過程管理以及項目設(shè)計等。

③可視性。BIM技術(shù)在實際應(yīng)用中能夠?qū)ㄖ椖恐械娜啃畔?shù)據(jù)進行全面采集與整理，利用現(xiàn)代技術(shù)構(gòu)建清晰度高、可視性強、數(shù)據(jù)真實有效的立體三維模型，將建筑項目中的數(shù)據(jù)信息清晰直觀地展示給建筑工作人員，以方便其開展后續(xù)各項環(huán)節(jié)。

3 綠色建筑設(shè)計原則

3.1 以人為本原則

綠色建筑理念下開展的建筑項目設(shè)計在實施過程中需要堅持以人為本的設(shè)計原則，在建筑中體現(xiàn)人與自然和諧共存，親近自然愛護生態(tài)的環(huán)保理念，同時推動人類與自然生態(tài)間的健康發(fā)展，構(gòu)建出生態(tài)化的居住生活環(huán)境。綠色建筑設(shè)計需要充分體現(xiàn)出自然生態(tài)、人文社會、建筑間的融合關(guān)系，從而建設(shè)良好的生態(tài)環(huán)境共同體[2]。堅持以人為本的設(shè)計原則能夠大幅度強化綠色建筑的實際應(yīng)用效果，為人們打造出空氣環(huán)境優(yōu)異、濕度和溫度適宜、采光與通風(fēng)性能良好的居住生活環(huán)境。綠色建筑在設(shè)計過程中不僅需要對建筑項目的需求進行考慮，同時還需要注重建筑項目對周圍自然生態(tài)可能形成的干擾影響問題，從而為綠色建筑實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供優(yōu)異的基礎(chǔ)條件。

3.2 節(jié)能減排原則

綠色建筑設(shè)計階段需要注意建筑施工對不可再生資源的使用情況，盡量降低建筑施工對其具有的依賴性，同時注重可再生資源的開發(fā)研究工作，優(yōu)先使用清潔環(huán)保型綠色資源，例如可以使用太陽能、生物能、風(fēng)能等新型能源。同時，在施工材料選擇階段注重對建筑物熱功能的加強，對建筑隔熱保溫功能、防曬穩(wěn)固功能等進行有效加強，對能夠循環(huán)使用的環(huán)保型建材進行功能擴展研究，以加強其實際應(yīng)用效果。在建筑項目設(shè)計階段還需要注重建筑施工廢物的處理工作，對施工噪聲污染、粉塵顆粒、有害氣體以及輻射等問題進行環(huán)保處理，從而使建筑設(shè)計整體呈現(xiàn)出優(yōu)異的生態(tài)效應(yīng)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

3.3 可持續(xù)發(fā)展原則

當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在生活與生產(chǎn)中大面積使用，在綠色建筑設(shè)計中科學(xué)使用現(xiàn)代化技術(shù)能夠大幅度加強綠色建筑應(yīng)用效果，提升人們在使用建筑過程中的安全性、便捷性與舒適性。同時，需要注意，在綠色建筑設(shè)計階段還需要對未來發(fā)展進行預(yù)期估算，對社會發(fā)展趨勢、整體經(jīng)濟走向、人們追求目標(biāo)等進行預(yù)測，將長期發(fā)展規(guī)劃與近期實施規(guī)劃有效結(jié)合到一起，從而在實際設(shè)計過程中加強設(shè)計質(zhì)量，推動建筑行業(yè)實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)[3]。

4 BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用

4.1 工程準(zhǔn)備階段應(yīng)用

綠色建筑項目設(shè)計階段使用BIM技術(shù)首先需要注重項目施工資源節(jié)約問題。在設(shè)計中使用BIM技術(shù)中的模型構(gòu)建技術(shù)對陽光照射情況進行分析，對太陽能設(shè)計項目進行持續(xù)優(yōu)化調(diào)整，以此加強對清潔型可再生能源的有效利用。同時，對建筑內(nèi)部采光情況分析，使用加強自然采光效率的方法降低人工照明產(chǎn)生的資源消耗。其次需要注意節(jié)能環(huán)保型施工材料的使用問題?，F(xiàn)階段中國正進入全面快速發(fā)展階段，公共建筑的實際功能性與建筑質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，部分建筑整體設(shè)計不夠科學(xué)合理，會引發(fā)機電管道系統(tǒng)混亂，工作效率低下等問題。BIM技術(shù)能夠?qū)C電管道系統(tǒng)進行全面檢測，快速查找出其中存在的問題隱患，從而加強建筑物的使用性。

4.2 建筑外墻保溫設(shè)計

將BIM技術(shù)運用在建筑外墻保溫設(shè)計中能夠幫助施工單位對保溫磚與擠塑板保溫模式進行高精準(zhǔn)度數(shù)據(jù)測量，在保證保溫材料使用率的同時，還能夠加強建筑外墻實際保溫效果。在墻體荷載數(shù)據(jù)計算過程中，傳統(tǒng)設(shè)計模式中的平面設(shè)計方法具有一定的局限性，難以準(zhǔn)確把控保溫施工，而BIM技術(shù)能夠?qū)椖炕鶎有畔⑦M行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，可以有效計算出保溫層相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時計算出保溫外層信息數(shù)據(jù)，幫助施工單位對外墻結(jié)構(gòu)保溫負(fù)載分布情況進行科學(xué)規(guī)劃制定[4]。除此之外，BIM技術(shù)還能對熱橋效應(yīng)進行高精度計算，從而降低熱橋效應(yīng)，使建筑項目更符合綠色建筑工程標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 電能利用設(shè)計

在電能設(shè)計過程中使用BIM技術(shù)能夠?qū)φw設(shè)計效果、管道系統(tǒng)布局以及電能合理利用等因素進行綜合管理設(shè)計，對電力能源消耗使用量與有害氣體含量進行科學(xué)計算。將綠色建筑項目進行量化模擬可以提高電力設(shè)計界限，對建筑項目周圍環(huán)境進行全面分析，計算其荷載力，隨后依據(jù)相關(guān)規(guī)定優(yōu)化調(diào)整電力能源使用方案，從而大幅度加強綠色建筑節(jié)能降耗效果。在電力系統(tǒng)線路設(shè)計階段，BIM技術(shù)能夠模擬演示建筑中電力裝置分布情況，確保線路設(shè)計的科學(xué)有效性與布局合理性。

4.4 室內(nèi)環(huán)境設(shè)計

建筑內(nèi)部環(huán)境設(shè)計是BIM技術(shù)在綠色節(jié)能建筑設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系到建筑使用的舒適性與安全性。在設(shè)計階段根據(jù)建筑使用材料、建筑整體結(jié)構(gòu)以及工程具體規(guī)范等對室內(nèi)環(huán)境進行模擬分析，如對保溫隔熱材料、防水防潮材料等分析探討，隨后對室內(nèi)陽光照射、空氣流通、噪音隔離等進行模擬分析。在模擬過程中必須嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)工程規(guī)范，發(fā)現(xiàn)問題后及時進行優(yōu)化調(diào)整，以保證建筑內(nèi)部環(huán)境的舒適性。同時，在室內(nèi)環(huán)境設(shè)計中需要以節(jié)能減排、綠色環(huán)保理念為主，優(yōu)先選用清潔環(huán)保、可再生、可循環(huán)利用新型建筑材料，以降低建筑施工成本[5]。同時，依據(jù)不同的地理位置與實際環(huán)境條件，從多方面角度考慮，提高建筑項目的整體性能，如中國北方地域可以選擇直射采光模式，使用透光性強的玻璃材質(zhì)，以加強采光效果；南方地區(qū)則可以使用消減外部采光模式，使室內(nèi)溫度保持在合理范圍，確保人們居住的舒適性。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)合理運用在綠色建筑項目中能夠有效加強建筑施工材料使用率，改善建筑內(nèi)部環(huán)境，加強建筑工程綠色環(huán)保的設(shè)計理念。綠色建筑是建筑行業(yè)未來重點發(fā)展研究內(nèi)容，BIM技術(shù)能夠減少建筑施工對周圍自然生態(tài)的破壞影響，從而加強人們使用建筑物的舒適性與安全性，為人們提供健康良好的生活空間。