呂賓華 張先政

（中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

1 引言

隨著當(dāng)前建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，資源消耗高、能耗大、污染嚴(yán)重已經(jīng)成為了重中之重的問題，在這樣的背景下，綠色建筑成為了當(dāng)前以及未來(lái)的必經(jīng)之路。在BIM中，包含了模型的幾何、物理和拓?fù)涞男畔⒁约罢麄€(gè)建設(shè)設(shè)計(jì)的流程，同樣的，綠色建筑也特別關(guān)注建筑的全壽命周期，因此將BIM技術(shù)和綠色建筑結(jié)合起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)綠色化、集約化、現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)。

2 BIM技術(shù)與綠色建筑概述

2.1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM技術(shù)是Building Information Modeling的縮寫，意為建筑信息模型。通過(guò)BIM技術(shù)，可以獲取各種建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并利用其建立一個(gè)數(shù)字化的可以模仿實(shí)際性能的模型。在BIM技術(shù)中，可以獲取建筑的全壽命周期的每個(gè)階段的工程信息，并通過(guò)不同階段的信息、過(guò)程和資源集成在一個(gè)模型中實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的整體分析。BIM使用三維數(shù)字技術(shù)進(jìn)行建模，可以包含建筑物的真實(shí)信息，因此可以方便地提供設(shè)計(jì)和施工的依據(jù)，使其相互協(xié)調(diào)，達(dá)到一體化，各部分協(xié)同工作的效果。從而可以節(jié)省成本，并保質(zhì)保量的按時(shí)完工。

2.2 綠色建筑簡(jiǎn)介

隨著當(dāng)前全球資源消耗的日益加劇，能源和資源的節(jié)約使用成為了必然的趨勢(shì)。在這樣的背景下，資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展對(duì)人類社會(huì)具有重要意義，建筑業(yè)也是如此。近年來(lái)越來(lái)越看重建筑施工中的四節(jié)以及環(huán)境保護(hù)的重要意義。在綠色建筑的理念中，不僅關(guān)注一般的社會(huì)功能，更關(guān)注人類自身對(duì)于環(huán)境保護(hù)的義務(wù)和責(zé)任。在綠色建筑的理念中，深入的體現(xiàn)了人與自然和諧發(fā)展的關(guān)系，通過(guò)綠色建筑，可以體現(xiàn)人們對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)意識(shí)，讓人們深刻地意識(shí)到，自然資源是有限的，自然環(huán)境的承載能力是有限的，生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境也是脆弱的。建筑作為人為的創(chuàng)造物，以必須遵循自然，保護(hù)自然，在合理的利用和改造自然的前提下，實(shí)現(xiàn)人類自身的可持續(xù)發(fā)展。

3 綠色建筑設(shè)計(jì)利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)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(huì)的充分承認(rèn)，因此被稱為建筑業(yè)的一支重要力量。BIM技術(shù)已經(jīng)過(guò)美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家多年的發(fā)展并已逐漸應(yīng)用，其發(fā)展水平已達(dá)到相當(dāng)先進(jìn)的水平，已成為一個(gè)非常強(qiáng)大的力量，推動(dòng)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(huì)的設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)，促進(jìn)BIM技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)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(lái)了更多的便利。

通過(guò)仿真建筑信息模型，即BIM技術(shù)，可以給人們帶來(lái)直觀的建筑真實(shí)空間模型和狀態(tài)，基于此可以人為地進(jìn)行建筑形態(tài)的改變，直至建筑的所有設(shè)計(jì)均達(dá)到預(yù)想的要求為止。由此可見，從建筑的設(shè)計(jì)階段便使用BIM技術(shù)，可以方便設(shè)計(jì)師及時(shí)將建筑信息錄入系統(tǒng)，并對(duì)模型進(jìn)行詳細(xì)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(shí)調(diào)整，避免后期設(shè)計(jì)的變更和施工時(shí)的問題。此外在綠色建筑設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的生態(tài)功能是最為重要的。如果通過(guò)后期設(shè)計(jì)逐漸摸索，來(lái)找到實(shí)現(xiàn)建筑的綠色生態(tài)功能，是實(shí)踐性不高的。而通過(guò)BIM技術(shù)，可以對(duì)建筑綠色設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，及時(shí)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的成果，便于尋找出設(shè)計(jì)的缺陷和漏洞，及時(shí)調(diào)整。因此可以說(shuō)，BIM為綠色建筑設(shè)計(jì)提供了便利的分析條件，大大方便了綠色建筑的設(shè)計(jì)。

4 基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

BIM技術(shù)作為一種科學(xué)技術(shù)理論，要求對(duì)建筑資源和知識(shí)進(jìn)行全面共享，為建筑全壽命周期決策提供科學(xué)依據(jù)。建筑的全壽命周期是建筑師和設(shè)計(jì)師最為關(guān)注的方面，而這一點(diǎn)在BIM技術(shù)和綠色建筑中，均有所體現(xiàn)，雖然方式不同，但二者的目的是相同的，即關(guān)注建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、管理的全過(guò)程。BIM技術(shù)的基礎(chǔ)是綠色建筑，綠色建筑的可靠性來(lái)源于BIM技術(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行信息輸入，可以使得模型體現(xiàn)為不同的設(shè)計(jì)效果，在此基礎(chǔ)上，對(duì)模型效果進(jìn)行評(píng)估，其依據(jù)便是建筑的能效分析。而且無(wú)論在設(shè)計(jì)的初期還是后期的施工，都要進(jìn)行這樣的操作，使得在整個(gè)建筑的全壽命周期中都可以體現(xiàn)綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)的設(shè)計(jì)理念。

4.1 提高能源的利用率

節(jié)約能源和使用能源是評(píng)價(jià)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過(guò)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(guò)相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)氐臍夂蚪y(tǒng)計(jì)信息，可以對(duì)建筑進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，并通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)優(yōu)化建筑維護(hù)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(yáng)輻射能以及陽(yáng)光的輻射范圍?；诖耍珺IM技術(shù)將實(shí)現(xiàn)完善和優(yōu)化建筑的能源設(shè)計(jì)，最大化能源利用率，實(shí)現(xiàn)綠色建筑的功能要求。

4.2 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(shí)，可以加入當(dāng)?shù)氐挠炅拷y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和強(qiáng)降雨系數(shù)，以建立水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)。在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，雨水收集的計(jì)算是非?？煽康?。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(guò)對(duì)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(jì)方案可以及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化。

4.3 提高材料利用率

如果使用傳統(tǒng)技術(shù)和手段，對(duì)建筑全過(guò)程中使用的材料進(jìn)行精確計(jì)算是難以實(shí)現(xiàn)的，更不用說(shuō)應(yīng)用在一些比較復(fù)雜的工程項(xiàng)目中。而BIM技術(shù)基于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和信息統(tǒng)計(jì)的能力，可以十分便捷的解決建筑材料的使用問題。通過(guò)BIM計(jì)算出的材料使用量，可以對(duì)建筑材料的配制提高科開的依據(jù)，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果及時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的要求。此外，BIM是建筑設(shè)計(jì)，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(jì)方案，對(duì)施工過(guò)程中的浪費(fèi)問題和施工后的返工問題得到有效的解決。

4.4 優(yōu)化建筑環(huán)境設(shè)計(jì)

室內(nèi)環(huán)境是由風(fēng)、光、聲這三種環(huán)境組成的。為了準(zhǔn)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(zhǔn)確地計(jì)算空氣污染程度以及污染物的分布情況，并根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)量、位置和大小的調(diào)整。同時(shí)對(duì)光環(huán)境、室內(nèi)照明結(jié)構(gòu)、色彩指數(shù)、眩光值等進(jìn)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(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的分析和預(yù)測(cè)，同時(shí)基于相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在室外環(huán)境分析中，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行仿真分析，同時(shí)結(jié)合室內(nèi)環(huán)境的分析結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)建筑環(huán)境的整體優(yōu)化。

4.5 經(jīng)營(yíng)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(jì)的可視化，并建立和維持一致的信息的全過(guò)程，能提供各種項(xiàng)目的實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)協(xié)同工作，并能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行和管理。舉個(gè)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(jìn)行日常的維護(hù)，需要清楚和明確空調(diào)規(guī)模、管道位置、以及設(shè)計(jì)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(jìn)行相應(yīng)的工作，而在BIM模型中，可以很方便的實(shí)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(guò)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(hù)。

4.6 提高電氣設(shè)備性能

能耗和成本也是綠色建筑設(shè)計(jì)中建筑使用階段的重點(diǎn)。在建筑設(shè)計(jì)階段，通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)建筑進(jìn)行事先的測(cè)試并及時(shí)調(diào)整，同時(shí)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(jì)劃，從而提高建筑物的性能，并降低能耗和維護(hù)成本，最終可以降低建筑的整體經(jīng)營(yíng)成本。此外在BIM中對(duì)重要設(shè)備的跟蹤記錄也是可以實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)跟蹤記錄，可以實(shí)時(shí)地掌握設(shè)備的使用情況，以便及時(shí)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件，進(jìn)行處理和報(bào)警等功能。因此可以說(shuō)，BIM是一項(xiàng)智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，利用它可以確保建筑物的有效管理。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)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(jì)結(jié)合在一起，即可以實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)目標(biāo)，又可以最大程度的發(fā)揮綠色建筑的使用功能。通過(guò)BIM技術(shù)，可以提供綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展道路上的重要的技術(shù)支持和保證。由此可見，BIM技術(shù)在綠色建筑中的潛力巨大，是建筑業(yè)的大勢(shì)所趨。

[1]張 慶.基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)分析[J].綠色環(huán)保建材，2018，21（2）：41.

[2]姜雨.對(duì)基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的幾點(diǎn)探討[J].江西建材，2017，31（2）：54.