BIM技術在綠色建筑設計中的應用研究

張金

（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

從目前看來，嚴重的環(huán)境污染和能源損耗等問題對自然環(huán)境及人類發(fā)展均產生了較大的影響，全球范圍內各個國家開始重視環(huán)境的保護，多數國家將保護環(huán)境作為發(fā)展的基礎條件，以此來構建出綠色、環(huán)保的生態(tài)環(huán)境。而在我國各領域之中，建筑行業(yè)為改善當前環(huán)境，開始發(fā)展能夠達到節(jié)能減排目的的建筑物，并將BIM技術應用其中，利用BIM技術能夠對建筑的各種信息進行分析及整合，為綠色建筑的設計提供幫助，進而推動我國建筑行業(yè)綠色建筑設計的良好發(fā)展。

1 BIM技術的概述

BIM技術作為一種在工程設計、建造和管理中應用的數據化工具，能夠將建筑的數據化和信息化模型進行整合，在項目的設計、運行、維護等一系列過程中進行共享和傳遞，讓工程技術人員能夠正確理解建筑的各種信息，然后根據建筑信息進行應對，可以為參與建筑工程的各方主體提供協(xié)同工作基礎，能夠在提供生產效率的同時進一步縮短工期，進而為工程項目節(jié)省不必要的成本支出[1]。BIM技術能夠創(chuàng)建出虛擬狀態(tài)的建筑工程三維模型，使用數字化技術為建筑工程三維模型提供真實性較高的建筑工程信息庫，信息庫中包括建筑物構件的各種信息以及非構件對象的信息。除此之外，BIM技術的應用范圍較廣，不但可以應用在建筑工程的設計工作中，還能夠在建筑工程建設的全過程中應用，對于建筑工程的設計和建設能夠起到重要作用。

2 BIM技術在綠色建筑設計中的具體應用

2.1 建筑規(guī)劃的設計

建筑規(guī)劃設計也就是對于建筑群的規(guī)劃，在對土地資源進行規(guī)劃時，可以通過自身對于綠色建筑規(guī)劃的了解生成土地資源規(guī)劃后的平面圖紙。除此之外，利用BIM技術還可以為社會人民群眾公共服務系統(tǒng)的完善進行充分保障，確保建筑群能夠為人民群眾的交通出行、就醫(yī)等多方面提供便利服務。在使用BIM技術需要在規(guī)劃時需要將周圍的社會服務部門加入規(guī)劃方案，然后利用BIM技術強大的計算能力分析出當前規(guī)劃是否存在缺陷，從而保證綠色建筑設計的合理性。

2.2 建筑水文地質管理

在進行綠色建筑的設計時，水文地質作為影響建筑物質量的重要因素之一，需要全面分析建筑地點的水文地質，以免建筑物受到水文地質的影響。如果建筑物受到水文地質的影響，就會導致綠色建筑資源出現過度浪費的情況，不符合當前綠色環(huán)保的理念[2]。在對水文地質進行管理時，應當全面分析以往的水文地質數據，在系統(tǒng)中輸入分析后的重要數據，然后整合進行計算，制定出合理的工程地基計劃，以便應對各種因素形成的風險。

2.3 建筑和自然環(huán)境的設計

在進行綠色建筑的設計時，應當將自然生態(tài)環(huán)境作為設計核心條件，設計出相對自然的綠色建筑。但在傳統(tǒng)建筑的設計過程中，無法將自然的生態(tài)環(huán)境融入其中，而使用BIM技術能夠合理規(guī)劃出建筑的形狀、方位及布局，還可以將氣候環(huán)境和建筑所形成熱島效應加入設計過程中，使建筑能夠呈現出自然和諧的環(huán)境，實現自然降熱系統(tǒng)的形成。

2.4 建筑形狀和內部設計

從目前看來，綠色建筑的設計需要充滿創(chuàng)意，建筑只有具有創(chuàng)意才能夠給人良好的第一印象，使綠色建筑能夠成為城市的標志性建筑。在對建筑形狀和內部進行設計時，可以使用計算機設備來收集附近建筑的形狀信息，然后在系統(tǒng)中輸入建筑形狀信息，BIM程序就會全面分析建筑形狀，進而生成特殊的形狀設計計劃，能夠使建筑形狀呈現出獨一無二的效果。如今，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，對于人才的從業(yè)要求越來越高，在競爭激烈的情況下，是否具有造型創(chuàng)意能夠直接決定人才的從業(yè)競爭處境，但是，由于BIM技術的不斷普及，使建筑設計人員對于建筑造型創(chuàng)意具有了充足的設計思路。在建筑進行招標時，特殊的建筑造型能夠在一定程度上提高中標概率，是多數建筑企業(yè)采用BIM技術的主要原因之一。

2.5 能源利用設計

在以往的設計過程中，通常會使用計算機輔助設計進行各類圖紙的設計工作，并且在能源設計中也可以提供一定幫助，這種計算機輔助設計大多用于建筑物的門窗以及承重構件等部分，但卻不能對建筑排水系統(tǒng)和通風系統(tǒng)設計以及能源利用進行科學、合理的設計。從實際情況能夠看出，使用BIM技術能夠實現對能源的設計，尤其是風能源和光能源的利用，利用BIM技術能夠在系統(tǒng)中輸入獲取的數據信息，然后生成虛擬模型，根據綠色建筑選擇適當的能源轉化計劃。

2.5.1 排水系統(tǒng)的設計

采用BIM技術能夠對排水系統(tǒng)進行設計，模擬出高層水壓，使高層的居民住戶的水流量能夠得到充分保障，確保高層居民住戶的日常生活不會受到影響。在選擇排水系統(tǒng)的材料時，BIM技術能夠提供豐富的排水材料信息，使設計人員能夠將最為恰當的材料應用到排水系統(tǒng)之中。除此之外，在對排水系統(tǒng)的管道進行規(guī)劃時，使用BIM技術能夠掌握排水系統(tǒng)設計方案中的不足之處，然后進行合理的修改，以此來保證高層居民住戶的正常用水。不僅如此，在安裝排水的附屬設施時，利用BIM技術可以對安裝過程進行模擬，以免安裝過程中出現沖突情況。在使用BIM技術進行安裝時，能夠通過3D模型的構建生成排水附屬設施的安裝流程表，充分保證安裝的規(guī)范性和標準性。

2.5.2 采光設計

如今，社會人民群眾的生活質量正在不斷提升，與此同時，人民群眾對于居住環(huán)境提出了更高的要求。建筑窗戶的材質和大小關系到采光狀況，以往在對建筑設計采光時，使用的軟件或程序不能表現出房間內的光線層次及光線的逼真效果。而利用BIM技術能夠將窗戶材質、窗戶大小以及房間布局等信息進行充分獲取，然后根據要求將各種信息組織起來，構成協(xié)調完成的畫面，設計人員就可以通過BIM技術來對畫面中的虛擬光源進行調節(jié)，對房間內的采光情況進行充分了解。除此之外，燈具光線設計也是采光設計中的重要組成部分，在此階段，設計人員通常會將效果圖提供給業(yè)主，多數設計人員會根據自身的設計經驗來進行效果圖的數據輸入，但是，這種方式往往會與實際情況產生較大出入，并不能呈現出較好的效果。采用BIM技術進行設計時，能夠通過自身收集的數據信息進行制圖，從而呈現出非常逼真的效果圖。

2.5.3 暖通設計

在傳統(tǒng)的設計中，暖通設計通常不具備立體性，如果是專業(yè)能力不足的工作人員就會很難了解其中的細節(jié)，一旦在理解錯誤的情況下進行設計，就會嚴重影響后續(xù)的安裝工作。在對空調系統(tǒng)進行設計時應用BIM技術的優(yōu)勢主要體現在以下幾點：①利用BIM技術能夠在系統(tǒng)中輸入空調系統(tǒng)的數據信息，然后構建出立體的三維模型，能夠讓施工人員輕易了解施工內容和施工要求；②因空調系統(tǒng)的設計和安裝相對隱蔽，利用BIM技術能夠標注出其中的重要內容，保證空調系統(tǒng)安裝順序的規(guī)范性，以免出現返修情況[3]；③設計人員對于BIM技術有較大的需求，使用BIM技術能夠對設計方案進行不斷優(yōu)化，生成更加科學的設計方案，使用BIM技術還可以找尋出設計方案中的缺陷和不足，然后對其進行修改，進一步完善設計方案；④將BIM技術應用在冷熱源設計中，能夠提醒設計人員及時了解工程地點的天氣環(huán)境，針對工程地點的天氣環(huán)境進行冷熱源的設計。

2.5.4 外墻保溫設計

如今，綠色建筑的外墻保溫主要采用外墻保溫磚和擠塑板兩種方式，需要在全面計算后來保證材料的充分利用。除此之外，外墻保溫磚模式對墻體的承載能力具有較高要求，導致傳統(tǒng)的設計方式無法實施該模式。將BIM技術應用到外墻保溫設計中，能夠使外墻保溫形成保溫層和外層，可以為錨件的合理配置提供幫助，對墻面磚的穩(wěn)定性進行充分保障。

2.6 施工環(huán)節(jié)的設計

2.6.1 施工環(huán)境

在對綠色建筑進行設計時，應當對各方因素進行充分考慮，達到節(jié)約資源、減少污染、保護環(huán)境的目的。設計人員利用BIM技術能夠通過全面的信息庫制定出完善的施工計劃，比如，設計人員使用BIM技術創(chuàng)建出立體的三維模型，然后分析影響正常施工的各方因素，進而設計出防護方案，以免施工環(huán)境受到嚴重影響。

2.6.2 施工過程

在設計綠色建筑的過程中，施工階段是相對薄弱的部分，應當對工程的施工進行充分考慮。BIM技術所提供豐富的數據信息能夠幫助設計人員完成施工階段的設計工作，還可以對施工人員制定出完善的管理體系，達到信息共享的目的。除此之外，在進行施工時，應當全面計算材料的利用率，以免出現建筑材料過度浪費的情況，減少不必要的成本支出。不僅如此，還要根據施工圖進行人力資源的計算，然后進行合理配置，使人力資源能夠在合理的崗位上發(fā)揮出自身的價值和作用。為保證施工過程的安全，需要演示個別的隱蔽工程，從而了解隱蔽工程中的要點，能夠幫助管理人員對施工質量進行把控，而且通過BIM技術創(chuàng)建出的安全管理模型能夠為安全管理體系的構建打下基礎，以便對施工現場進行更加規(guī)范的管理。

3 結語

綜上所述，通過BIM技術能夠創(chuàng)建出立體的三維模擬模型，能夠幫助設計人員找尋出綠色建筑設計計劃中的缺陷和不足，從而進行完善和優(yōu)化。由此可見，在綠色建筑設計中應用BIM技術可以對建筑的布局和施工環(huán)節(jié)進行充分管控，為設計人員的綠色建筑設計工作提供幫助，保證綠色建筑設計的科學性及合理性，進而推動我國綠色建筑良好的發(fā)展腳步。