BIM技術在綠色建筑設計中的應用分析

王 鋒

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司,山西 大同 037000)

0 引言

綠色建筑指的是在建筑工程項目中，通過利用科學合理的技術手段，讓能源資源得到優(yōu)化配置，起到節(jié)約能源資源的效果，并大力推廣清潔能源，讓污染物排放量大幅度降低，在給人們提供舒適宜居的居住空間時，有效保護自然環(huán)境。在綠色建筑發(fā)展進行中，必須貫徹節(jié)能環(huán)保理念，在建筑工程項目的各個環(huán)節(jié)得到體現(xiàn)，特別是規(guī)劃設計環(huán)節(jié)。隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)及功能要求越來越高，單純憑借主觀經(jīng)驗，難以達到綠色建筑設計的要求。在綠色建筑設計中，科學利用BIM技術，一方面能夠快速有效地進行數(shù)據(jù)計算，一方面能夠開展動態(tài)模擬，并全面分析建筑物的相關性能，從而促進綠色建筑設計質(zhì)量的提升。

1 綠色建筑設計面臨的困境

1.1 綠色工程建設體制尚不完善

通過分析我國綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀，可知綠色建筑在我國起步的時間相對較晚，整體發(fā)展時間相對有限，且受到來自市場經(jīng)濟的影響，使得工程建設體制有待進一步完善和規(guī)范，使得我國建筑行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展受到制約。當前，綠色建筑在我國得到發(fā)展和推廣，不少地區(qū)具備綠色建筑試點，但這些建筑多為追求政績，未能有效彰顯綠色建筑的實際價值。

1.2 評價體系有待進一步健全

相較于其他發(fā)達國家，我國綠色建筑發(fā)展的時間相對較晚，不少發(fā)達國家已經(jīng)確立了相對健全和完善的綠色建筑評價體系，諸如美國的LEED、日本的CASBEE、英國的BREEAM等等。在現(xiàn)代化評價方式及體系的支持下，可以針對綠色建筑節(jié)能開展定量分析，對綠色建筑的經(jīng)濟性能、生態(tài)環(huán)境性能等進行全面細致的分析，能夠為綠色建筑設計提供科學有效的指導，為決策人員制定決策提供可行性參考依據(jù)，從而進一步提升規(guī)劃方案的可行性及科學性。就我國綠色建筑評價體系而言，該體系商尚在不完善的環(huán)節(jié)。相較于舊版標準，于2015年實施的GB/T 50378—2014綠色建筑評價標準得到調(diào)整和更新，進一步突出了評價關鍵，但仍存在不足之處。舉例而言，新版標準在管理方面未予以高度重視，在指標量化上存在一定不足，相較于發(fā)達國家，尚存一定差距。在軟件的輔助下開展節(jié)能計算，在現(xiàn)實中難以設計出理想的綠色建筑。

1.3 專業(yè)協(xié)同性有待增強

在建筑工程設計中，涵蓋了多方面內(nèi)容，與多個專業(yè)具有密切關聯(lián)，諸如建筑設計、機電設計、結(jié)構(gòu)設計。在綠色建筑中，必須全面分析環(huán)保建材置換這一重大問題。然而。在建筑工程項目設計環(huán)節(jié)，由于各個專業(yè)相互獨立，在專業(yè)協(xié)同性上存在不足，在信息交流及有效溝通上存在不足，這種情況極易導致設計出現(xiàn)漏洞。

1.4 未能和施工環(huán)節(jié)有效連接起來

在實際施工環(huán)節(jié)，可能和建筑工程設計出現(xiàn)一定偏差，導致這一問題的原因有很多，主要包括以下方面的原因。首先，不少設計人員對施工方面的知識了解甚少，在施工方面缺乏必要的經(jīng)驗，故而在開展建筑工程設計時，容易導致難以有效的攻克施工問題；其次，我國施工人員的綜合能力參差不齊，不少施工人員未接受專業(yè)系統(tǒng)的技術培訓，在建筑發(fā)展方向上沒有概念，且缺乏必要的識圖能力，對于設計要求難以全面準確的了解。

2 在綠色建筑設計中運用BIM技術的優(yōu)勢

2.1 滿足綠色建筑全過程的目標

影響建筑能耗的要素有很多，建筑目的、單元形狀特征、內(nèi)部設備、外界環(huán)境等均是不可忽視的影響要素。為此，自建筑工程項目設計到廢棄物處理等各個環(huán)節(jié)，均應貫徹落實綠色建筑設計理念。在BIM技術的輔助下，能夠讓建筑設計流程得以優(yōu)化，涵蓋了建筑選址、建筑設計、建筑施工等各個環(huán)節(jié)，而這些正是綠色建筑設計中的關鍵。

其一，在建筑工程項目選址及場地改造環(huán)節(jié)，需要針對場地規(guī)模、建設條件、建筑功能、經(jīng)濟要求等要素進行全面分析，并基于分析結(jié)構(gòu)在BIM技術的輔助下，實施場地開發(fā)、利用率分區(qū)等工作，讓土地利用率得以切實增強。

其二，在建筑工程項目初期設計環(huán)節(jié)，需要在BIM技術的輔助下，從建筑結(jié)構(gòu)、材料屬性、平面規(guī)劃、外部圍護構(gòu)造等要素入手，對建筑能量進行全面分析，在全面分析各要素后制定設計方案，以提升設計方案的可行性及適宜性。

其三，在選擇機械設備環(huán)節(jié)，在BIM模型的輔助下，能夠依據(jù)相關信息技術對機械設備運用情況進行科學模擬，將水、電、建筑材料等的用量科學計算出來，以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。

其四，在建筑設計全過程中，設計人員可以在BIM技術的輔助下，對建筑能耗進行綜合分析，為提升綠色建筑設計能力奠定基礎。

2.2 增強設計各個專業(yè)的協(xié)同性能

在建筑設計模式中，由于在各個專業(yè)協(xié)調(diào)溝通上存在不足，致使建筑設計中極易出現(xiàn)沖突性問題。在BIM模型中，包含了拓撲信息、幾何信息、物理信息。可以把各個組件之間相關性展現(xiàn)出來的被稱之為拓撲信息，可以把建筑三維空間特征展現(xiàn)出來的信息為幾何信息，而物理信息指的是能夠?qū)⒏鱾€組件的物理性質(zhì)展現(xiàn)出來的信息。為此，一個建筑模型能夠有效整合和展現(xiàn)與建筑工程項目相關的全部數(shù)據(jù)信息。在綠色建筑設計中，通過將BIM技術科學運用其中，能夠全面細致地分析和研究建筑功能、技術經(jīng)濟等要素，并基于相關數(shù)據(jù)信息構(gòu)建相應模型，并進行模擬，為后續(xù)環(huán)節(jié)提供準確的數(shù)據(jù)支撐。在這種設計模式下，關鍵點在于建筑模型，各個專業(yè)需要有效協(xié)調(diào)和溝通。此外，BIM模型能夠動態(tài)模擬建筑工程的施工過程，讓施工環(huán)節(jié)存在的不足得到及時解決，讓設計環(huán)節(jié)和施工環(huán)節(jié)有效連接起來，讓建筑設計時間得以大幅度降低，對綠色建筑行業(yè)未來發(fā)展具有積極作用。

2.3 提升節(jié)能分析的全面性及有效性

通過利用BIM軟件，所呈現(xiàn)出的設計細節(jié)更具準確性和可行性。通過在有關軟件的輔助下有效導入關于建筑工程項目的全部信息，并以此為前提進行節(jié)能研究工作。在建筑設計環(huán)節(jié)，通過科學運用BIM技術，設計人員能夠?qū)υO計方案的建筑物理性能、環(huán)境性能等進行全面細致的分析及研究，對推動生態(tài)節(jié)能建筑發(fā)展具有積極作用。憑借BIM技術集成化的特征，能夠讓建筑物的物理性能、功能等以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)出來。另外，BIM模型內(nèi)的建筑信息具備一致性特征，在開展具體施工之初，設計人員、業(yè)主、承包方等均能對建筑后的建筑外觀、性能等具有一定了解。此外，在研究建筑能源性能情況時，通過利用BIM技術，能夠從多個層面入手，通過構(gòu)建BIM模型，相關工作人員能夠運用建筑耗能軟件，對整個建筑環(huán)節(jié)的節(jié)能、能耗問題進行全面分析。

3 結(jié)語

在我國城市化進程中，建筑行業(yè)得到快速發(fā)展，建筑工程數(shù)量越來越多，建筑規(guī)模越來越大，推動建筑行業(yè)進一步發(fā)展。近年來，人們的環(huán)保意識日愈提升，對建筑設計模式提出了更高要求，促進了綠色建筑設計理念的推廣及發(fā)展。在綠色建筑設計中，將BIM技術科學運用其中，有利于增強各個專業(yè)之間的協(xié)同性，對落實建筑節(jié)能環(huán)保目標具有不可忽視的作用。當前，綠色建筑已然發(fā)展成為建筑行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，將BIM技術和綠色建筑設計有效結(jié)合起來，有利于推動建筑行業(yè)朝著現(xiàn)代、信息、系統(tǒng)的趨勢邁進。在現(xiàn)代化信息技術的輔助下，有利于增強綠色建筑設計能力，有效應對當前不可再生能源日愈緊缺、生態(tài)環(huán)境破壞嚴重的困境，對我國建筑行業(yè)及國民經(jīng)濟發(fā)展具有積極作用。