焦麗麗

（云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，昆明 650106）

建筑行業(yè)是促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷增長(zhǎng)的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)也是能源消耗量占比較高的行業(yè)之一，因此在建筑行業(yè)中推行綠色建筑也就成了促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。BIM技術(shù)是近幾年來(lái)被應(yīng)用于建筑行業(yè)中的一種新興的建筑信息技術(shù)，這種技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上直接改變了傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中圖像的二維表現(xiàn)形式，然后將各種圖像信息通過(guò)一種三維立體數(shù)字信息的模型進(jìn)行了展現(xiàn)，建筑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)成果也都更加直觀，較好地解決了建筑設(shè)計(jì)及建設(shè)施工過(guò)程中的一些隱蔽性問(wèn)題。BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員將其與綠色建筑環(huán)保性設(shè)計(jì)理念、低耗能等理念進(jìn)行了有機(jī)的融合，一方面提高了綠色建筑階段設(shè)計(jì)的水平，另一方面還使得綠色建筑間的設(shè)計(jì)結(jié)果與建筑工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)需求相符合，為我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展提供了更加廣闊的平臺(tái)。

1 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)建筑工程所處區(qū)域環(huán)境、氣象條件等進(jìn)行深入的分析，與此同時(shí)還要對(duì)建筑工程施工中可能會(huì)遇到的一些問(wèn)題及運(yùn)維過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的一些問(wèn)題進(jìn)行全面的分析。我國(guó)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面，以建筑節(jié)能減排為方向，要求建筑設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注了建筑的采光、能耗和通風(fēng)等多個(gè)方面的因素，對(duì)其進(jìn)行綜合性的分析和考量后，對(duì)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了不斷的優(yōu)化，保證綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的效果與預(yù)期要求相一致。

2 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用取得了較好的效果，設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑項(xiàng)目的具體情況將BIM技術(shù)應(yīng)用在了綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的不同階段，比如首先在最初的概念設(shè)計(jì)階段，就融入了BIM技術(shù)，一直到初步設(shè)計(jì)階段及詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)均發(fā)揮出了較好的效果，這種新型技術(shù)的應(yīng)用較好地解決了綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中二維設(shè)計(jì)方式引發(fā)的各種弊端。與此同時(shí)，通過(guò)應(yīng)用BIM模型，設(shè)計(jì)人員還能夠?qū)G色建筑的室外風(fēng)環(huán)境、室內(nèi)氣流組織分析及建筑的采光情況等進(jìn)行模擬。由于在應(yīng)用的過(guò)程中，BIM技術(shù)有著較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，其能夠針對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的采取和管理，為施工過(guò)程中的研究及探討提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)。一般情況下，項(xiàng)目BIM模型中就包括各個(gè)構(gòu)件的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息（圖1）。將BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，其優(yōu)勢(shì)得到了充分的發(fā)揮，比如BIM技術(shù)具備模擬性、可視性等特征，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)能夠?qū)⒄麄€(gè)建筑工程以一種更加精準(zhǔn)的信息模型展現(xiàn)出來(lái)，幫助綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的一些缺陷及不足，并結(jié)合具體情況提出有效的調(diào)整策略，進(jìn)一步增強(qiáng)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)效果的合理性和結(jié)果的準(zhǔn)確性。近幾年來(lái)，隨著B(niǎo)IM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，同時(shí)還涉及到了AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等三維立體顯示技術(shù)，從而將BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)充分的展現(xiàn)了出來(lái)，給設(shè)計(jì)人員呈現(xiàn)出了一個(gè)更加直觀的設(shè)計(jì)成果。

圖1 BIM技術(shù)模型構(gòu)建相關(guān)信息指標(biāo)

3 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的重要性

某一個(gè)建筑工程或者某一個(gè)建筑之所以被稱(chēng)為綠色建筑主要是因?yàn)榻ㄖ谌芷趦?nèi)滿足了建筑居住以及實(shí)用方面的需求之外，還實(shí)現(xiàn)了保護(hù)生態(tài)環(huán)境的要求，節(jié)約了能源，提高了居民居住及使用的舒適性。有大量的研究人員發(fā)現(xiàn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，不但在很大程度上提高了建筑的節(jié)能水平，還增強(qiáng)了建筑的功能性和舒適性，為居民的居住及使用提供了一個(gè)更好的環(huán)境，從而使人類(lèi)發(fā)展與自然環(huán)境保持在了一個(gè)相對(duì)和諧的狀態(tài)。綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員采用一種更加科學(xué)、合理的方式將BIM技術(shù)應(yīng)用在了綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，通過(guò)應(yīng)用自然資源，提高了自然資源的使用率，尤其降低了對(duì)一些合成材料的使用量。設(shè)計(jì)人員在基于設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上建立了三維數(shù)字信息模型，從而幫助施工人員、監(jiān)理人員及其他項(xiàng)目參建方能夠更加直觀的認(rèn)識(shí)到建筑的整體結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)效果，從而為綠色建筑工程的順利施工做好了保障。

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的高速增長(zhǎng)，建筑工程的數(shù)量在逐年增多，規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，這也對(duì)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)提出了更高的要求，在這個(gè)新時(shí)期，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員遇到了新的挑戰(zhàn)。建筑工程項(xiàng)目在具體施工建設(shè)的過(guò)程中，可以通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，結(jié)合工程進(jìn)度與三維建模的成果，對(duì)不同施工階段對(duì)施工材料的需求數(shù)量及資金的使用情況進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，從而結(jié)合具體情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，保證綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案的便捷性和高效性。如圖2所示，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行模型碰撞檢查，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員則可以根據(jù)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改優(yōu)化，從而提高綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的效率，在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作中全面的貫徹落實(shí)節(jié)能理念。

圖2 BIM模型的碰撞檢查

4 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的具體措施

4.1 綠色建筑采光中BIM技術(shù)的應(yīng)用

綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合具體的情況從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行。首先是綠色建筑采光中BIM技術(shù)的應(yīng)用。一般情況下，建筑工程在使用的過(guò)程中，最為常見(jiàn)的采光形式就是自然光線與人工采光的有效結(jié)合，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要充分地考慮怎樣才能更好地提高對(duì)自然光照的利用率，比如可以采用一種比較有效的方式將自然光照進(jìn)行收集后，到?jīng)]有自然光照的時(shí)候再將其利用，進(jìn)一步減少對(duì)人工光照的時(shí)間。比如設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案的完善，在建筑室內(nèi)引進(jìn)一些室外自然光照。為了進(jìn)一步提高自然光照的利用率，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然光的科學(xué)運(yùn)用，在綠色建筑的前期準(zhǔn)備階段，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)建筑室內(nèi)的采光情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)一步明確不同樓層，建筑室內(nèi)各房間布局問(wèn)題造成的采光不足及光照太強(qiáng)的情況，從而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，?yīng)用BIM技術(shù)模擬建筑室內(nèi)的采光情況，為有效優(yōu)化綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的采光設(shè)計(jì)方案提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)。

4.2 建筑室內(nèi)外通風(fēng)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)還能夠?qū)κ覂?nèi)外風(fēng)進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)人員需要考慮的室內(nèi)環(huán)境、附近區(qū)域等多種因素，根據(jù)具體的情況進(jìn)行區(qū)域環(huán)境的模擬，在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要對(duì)可能會(huì)對(duì)建筑室內(nèi)外風(fēng)造成影響的因素進(jìn)行深入的分析，比如建筑外溫度的變化情況、風(fēng)向的變化和風(fēng)速的變化等多個(gè)因素。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用BIM技術(shù)，模擬一個(gè)三維的建筑室內(nèi)外風(fēng)力環(huán)境，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)模擬效果對(duì)建筑外部結(jié)構(gòu)、通風(fēng)結(jié)構(gòu)的節(jié)能功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和完善，從而減少建筑室內(nèi)使用空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)的幾率，進(jìn)一步降低對(duì)電能的消耗實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

4.3 建筑日照分析中BIM技術(shù)的應(yīng)用

綠色建筑工程在使用的過(guò)程中，為了能夠進(jìn)一步增強(qiáng)舒適性，就要從多個(gè)方面避免太陽(yáng)光的直射對(duì)人體帶來(lái)的不適感，比如在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合具體情況在建筑物外墻設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)用玻璃幕墻，BIM技術(shù)的應(yīng)用，要求建筑在低耗能的同時(shí)還要盡可能減少室內(nèi)氣體的排放量。一般情況下，由于每一個(gè)建筑所處的位置以及高度不同，所以其外部環(huán)境也會(huì)表現(xiàn)出較大的差異，在這樣的情況下，建筑物內(nèi)部所接收到的日照輻射強(qiáng)度也有著明顯的不同，由于建筑體室內(nèi)采暖系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷直接取決于建筑室內(nèi)日照強(qiáng)度的高低，也就是說(shuō)建筑室內(nèi)日照強(qiáng)度越高，尤其在夏季，則需要利用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行熱量排出，所以說(shuō)建筑室內(nèi)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷也就越大，而在冬季，建筑室內(nèi)日照強(qiáng)度越弱，為了保證居民居住的舒適性，有需要利用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行冷氣排出，向室內(nèi)傳輸更多的熱量，所以說(shuō)建筑室內(nèi)采暖系統(tǒng)的運(yùn)行符合也就越大。通過(guò)對(duì)建筑日照情況進(jìn)行分析，有研究人員對(duì)建筑物周邊日照光線的變化情況進(jìn)行了分析和比較，發(fā)現(xiàn)即便是建筑物相同，如果建筑處于不同的樓層，其吸收到的日照量也存在著明顯的差異。這就需要綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員充分的應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)建筑光照方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以同一個(gè)建筑在不同時(shí)間時(shí)吸收的日照量為優(yōu)化依據(jù)。

4.4 建筑朝向分析中BIM技術(shù)的應(yīng)用

綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員還要明確建筑朝向?qū)幼∈孢m性的影響，然后選擇最為適宜的朝向，保證綠色建筑工程在投入使用之后，其使用效果、使用舒適性等都可以滿足居民的使用需求。所以建筑使用的過(guò)程中，朝向的合理性直接影響著建筑室內(nèi)部的溫度，比如夏季室外氣溫比較高，應(yīng)盡可能減少陽(yáng)光的照射時(shí)間，尤其要避免建筑室內(nèi)處于暴曬狀態(tài)，將室內(nèi)的溫度控制在一個(gè)舒適的范圍。而在冬季，室外氣溫比較低，又要盡可能增加陽(yáng)光的照射時(shí)間，保證室內(nèi)得到充足的光照，進(jìn)一步提高室內(nèi)的溫度，保證人居住的舒適性。所以，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑朝向的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，要根據(jù)建筑所處區(qū)域地理位置的不同，通過(guò)模擬建筑朝向及室內(nèi)溫度，對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)中的朝向設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

4.5 建筑熱工分析中BIM技術(shù)的應(yīng)用

綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑節(jié)能的影響因素進(jìn)行深入分析，外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)是影響建筑節(jié)能效果的重要因素之一，其在提高建筑節(jié)能效果方面發(fā)揮著極其重要的作用，同時(shí)還能夠?yàn)榫G色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)。設(shè)計(jì)人員在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，從建筑的外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面出發(fā)，分析建筑節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。在此過(guò)程中還要對(duì)其他影響建筑節(jié)能效果的因素進(jìn)行考量，比如建筑熱負(fù)荷、冷負(fù)荷等相關(guān)因素，明確這些因素后進(jìn)而對(duì)建筑室內(nèi)熱環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行全面的分析。這個(gè)過(guò)程中涉及到的內(nèi)容比較廣泛，比如建筑室內(nèi)熱環(huán)境包括建筑室內(nèi)熱源的潛熱及建筑室內(nèi)施源的潛熱，明確建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量損失、建筑室內(nèi)環(huán)境開(kāi)窗透氣、促進(jìn)空氣流通過(guò)程中造成的熱量損失等，在結(jié)合多個(gè)因素進(jìn)行分析后，如果最終得到的熱量結(jié)果小于0，那么表示建筑外墻維護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了散熱。而在經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算后，如果發(fā)現(xiàn)失去的熱量總和較得到的熱量總和更多，此時(shí)建筑室內(nèi)得到的熱量結(jié)果也就小于0。所以說(shuō)從這方面來(lái)看，建筑室內(nèi)熱負(fù)荷直接取決于外墻維護(hù)結(jié)構(gòu)得到或者失去的熱量大小。所以，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要將室內(nèi)環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)維持在一個(gè)相對(duì)比較合適的范圍，在此過(guò)程中，一定要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)自身所具備的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)、所處區(qū)域環(huán)境的特點(diǎn)等進(jìn)行深入的分析，從而為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)。應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)建筑室內(nèi)熱負(fù)荷進(jìn)行模擬分析，在不使用制冷措施或者采暖設(shè)施的前提下，在夏季，將建筑室內(nèi)的溫度控制在低于室外溫度的狀態(tài)，在冬季將建筑室內(nèi)的溫度控制在高于室外溫度的狀態(tài)，如果達(dá)到此種效果，綠色建筑外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的外立面保溫隔熱層發(fā)揮出了其專(zhuān)業(yè)化的性能。如果建筑工程所處區(qū)域溫度差異比較大，比如冬季溫度特別低，而夏季溫度又特別高，在這樣的情況下，其室內(nèi)溫度與室外溫度依然會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。而在云南等地區(qū)，夏季和冬季建筑室內(nèi)外溫度差異并不是很大，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員要從根本上做好建筑的保溫和隔熱工作，全面的分析建筑外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用材料，明確建筑外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用材料的熱工性能。比如在夏季，外界氣溫比較高時(shí)，在太陽(yáng)的照射下，極易對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成影響，如果建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能比較差，那么就會(huì)造成建筑室內(nèi)溫度升高，舒適性降低。所以，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑所處區(qū)域室外綜合溫度及室內(nèi)空氣溫度的變化可能會(huì)對(duì)建筑外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能造成的影響進(jìn)行分析。

4.6 太陽(yáng)輻射分析中BIM技術(shù)的應(yīng)用

建筑工程在使用的過(guò)程中，太陽(yáng)輻射在很大程度上直接影響著居民的生產(chǎn)及生活效率，處于不同地區(qū)的綠色建筑，其所受到的太陽(yáng)輻射也存在著明顯的差異。綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員在遵循綠色節(jié)能原則的基礎(chǔ)上，采用一些比較專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能輻射影響居民生產(chǎn)及生活效果的因素進(jìn)行深入的分析，根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)提出有效的解決策略。建筑物處于室外露天環(huán)境下，一年四季每個(gè)季節(jié)都會(huì)受到太陽(yáng)輻射的影響。設(shè)計(jì)人員可以利用這一優(yōu)勢(shì)，增加一些設(shè)備，使其能夠?qū)μ?yáng)能資源進(jìn)行采集，進(jìn)而為一些小功率的設(shè)備設(shè)施運(yùn)行提供可靠的電能保障。比如近年來(lái)已經(jīng)有越來(lái)越多的建筑設(shè)計(jì)人員將太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用在了綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，將收集到的太陽(yáng)能資源用于夜間照明。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，在新時(shí)期，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)效果受到了各界人士的高度關(guān)注，BIM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通過(guò)應(yīng)用軟件對(duì)建筑節(jié)能的效果進(jìn)行模擬，為設(shè)計(jì)人員提供了重要的參考依據(jù)，BIM技術(shù)的應(yīng)用不但降低了建筑過(guò)程中的成本支出，而且保證了建筑施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高了施工效率，促進(jìn)了建筑領(lǐng)域的發(fā)展。