作者簡(jiǎn)介：張辰韻（1993.12-），女，侗族，貴州黔南人，碩士，研究方向：土木工程、結(jié)構(gòu)工程。

摘 要：BIM技術(shù)，作為近年來建筑業(yè)的一項(xiàng)創(chuàng)新性建筑信息化技術(shù)，極大地改變了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中二維影像的表達(dá)方式。通過將多種影像信息整合為三維數(shù)字模型，BIM技術(shù)使得建筑工程的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)結(jié)果更為直觀，有效解決了建筑設(shè)計(jì)和施工中存在的隱蔽問題。在建設(shè)工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，將其與綠色建筑的環(huán)保設(shè)計(jì)理念、低能耗等概念相結(jié)合，不僅有助于提升綠色施工階段的設(shè)計(jì)水平，還能使綠色建筑的設(shè)計(jì)成果與建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)效益相契合，為我國(guó)建設(shè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 前言

在全球能源短缺問題日益嚴(yán)峻，環(huán)境保護(hù)意識(shí)持續(xù)增強(qiáng)的時(shí)代背景下，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)已成為工程領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)在能耗、設(shè)計(jì)效率以及評(píng)價(jià)體系等方面普遍存在不足。然而，隨著 BIM （Architecture Information Modeling， BIM）的應(yīng)用，為我國(guó)建筑節(jié)能研究帶來了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。信息工程信息模型（BIM）是一種新型的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)手段。在數(shù)據(jù)管理、仿真分析等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。通過BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以更高效地處理大量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的能耗分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2建筑節(jié)能分析BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)

建筑節(jié)能分析是一個(gè)綜合性極強(qiáng)的過程，涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域和多個(gè)工作階段。在這一背景下，BIM技術(shù)的出現(xiàn)為建筑領(lǐng)域內(nèi)的多專業(yè)、跨階段協(xié)同工作提供了有力支持，搭建了一個(gè)高效、便捷的工作平臺(tái)。通過BIM技術(shù)，建筑師能夠?qū)⒔ㄖ鲗I(yè)的設(shè)計(jì)信息整合在一個(gè)統(tǒng)一的模型中，進(jìn)而進(jìn)行全面的建筑環(huán)境分析。這種整合性的分析方式不僅有助于建筑師更深入地了解建筑設(shè)計(jì)的影響，還能夠?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)的優(yōu)化提供有力依據(jù)。此外，BIM軟件還能夠?qū)⒛Ｐ蛿?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為GBXML等特定格式，為建筑環(huán)境分析計(jì)算、綠色建筑評(píng)價(jià)等工作提供必要的數(shù)據(jù)支撐，從而推動(dòng)建筑節(jié)能分析工作的深入開展。BIM技術(shù)模型構(gòu)建信息指標(biāo)如圖1所示：

3建筑環(huán)境設(shè)計(jì)BIM關(guān)鍵技術(shù)

運(yùn)用Ecotect、TRN SYs、DeST、EBCS、Tsun、Radiance、IES等工具，將Ecotect運(yùn)用于既有建筑環(huán)境分析，核心功能涵蓋：三維建筑建模與可視化、GPS地圖集成、日光路徑分析、舒適度與濕度圖表呈現(xiàn)、風(fēng)環(huán)境模擬、日照時(shí)長(zhǎng)計(jì)算、室內(nèi)光照環(huán)境分析等。這些工具與分析程序的無縫集成，能夠進(jìn)行專項(xiàng)環(huán)境評(píng)估、路徑優(yōu)化、人群疏散模擬以及安全預(yù)警等任務(wù)。

在建筑項(xiàng)目中，若涉及遮蔽層或設(shè)備層的設(shè)置，僅需構(gòu)建其外部墻體模型。在建模過程中，因信息轉(zhuǎn)換并非單向，故需進(jìn)行一定的輔助處理。例如，Revit Architecture的模型若要在Ecotect Analysis中進(jìn)行仿真，則需通過人機(jī)交互或?qū)隓XF格式文件至Revit Architecture文件，以確保流程的順暢進(jìn)行。

4 BIM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，建筑能源消耗也在不斷增加，因此，建筑節(jié)能與綠色建筑

是大勢(shì)所趨。建筑信息模型（BIM）是一種高效、先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)與管理方法，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能的關(guān)鍵。論文主要從三個(gè)方面論述了BIM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

4.1因地制宜原則

因地制宜原則是指在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑所在地的地理、氣候、環(huán)境等特點(diǎn)，利用當(dāng)?shù)乜稍偕茉春妥匀毁Y源，不僅可以減少能源消耗，還能促進(jìn)當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展。BIM技術(shù)作為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的重要工具，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師提供全方位的建筑環(huán)境數(shù)據(jù)，為制定節(jié)能方案提供有力支持。例如，在寒冷地區(qū)，BIM技術(shù)可以幫助優(yōu)化建筑的保溫性能，從而提高供暖設(shè)備的效率，降低能耗；而在炎熱地區(qū)，通過BIM技術(shù)的合理布局，可以增加建筑的遮陽效果，減少太陽輻射，降低空調(diào)能耗。這樣的設(shè)計(jì)方案既考慮了當(dāng)?shù)丨h(huán)境特色，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。

4.2規(guī)范性原則

規(guī)范性原則是綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基石，它要求設(shè)計(jì)方案必須嚴(yán)格遵循國(guó)家和地方的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，確保其可行性和實(shí)施性。BIM技術(shù)憑借其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的信息整合能力，能夠?qū)⒏鞣N規(guī)范要求自然地融入建筑設(shè)計(jì)過程。這不僅使設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中能全面考慮節(jié)能、環(huán)保、舒適等多元因素，而且可以實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，確保其既滿足規(guī)范要求，又能實(shí)現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。這種技術(shù)不僅提高了設(shè)計(jì)的效率，也提升了建筑的整體性能和可持續(xù)性。

4.3操作性原則

操作性原則在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中同樣不可或缺，它強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)方案必須具備實(shí)際可操作性和實(shí)用性，確保建筑在施工、運(yùn)營(yíng)和管理過程中能夠順利實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。BIM技術(shù)憑借其可視化、動(dòng)態(tài)化、集成化的特點(diǎn)，能夠?qū)⒔ㄖO(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合在一起，從而提高各參與方的協(xié)同效率。例如，利用BIM模型的碰撞檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題。這樣，既可以提高工程的設(shè)計(jì)效率，又可以將節(jié)能思想從各個(gè)方面滲透到建筑的各個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)，BIM技術(shù)還能提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，幫助設(shè)計(jì)師做出更加科學(xué)、合理的決策，確保設(shè)計(jì)方案的有效實(shí)施。

5 BIM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

5.1建立技術(shù)融合制度

隨著BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，我國(guó)大部分地區(qū)已經(jīng)建立了完善的BIM設(shè)計(jì)體系，并成功應(yīng)用于眾多工程項(xiàng)目中。這不僅優(yōu)化了設(shè)計(jì)審批流程，還加強(qiáng)了施工過程中的信息共享和協(xié)同工作。施工單位和建筑公司需要明確指導(dǎo)原則，借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享，并與各代理公司共同審查，確保施工過程中的各項(xiàng)操作符合規(guī)范要求。同時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目需求，對(duì)施工過程進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和追蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正不符合規(guī)定的情況。通過3D-BIM參數(shù)化信息模型模擬施工方案和關(guān)鍵工序，能夠提高工程設(shè)計(jì)的合理性和可行性。此外，利用MicroStation模塊評(píng)估技術(shù)應(yīng)用是否得當(dāng)，確保各類設(shè)計(jì)與施工信息的準(zhǔn)確無誤，為項(xiàng)目的最終成功實(shí)施提供有力保障。

5.2綠色建筑采光中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的運(yùn)用為設(shè)計(jì)師提供了強(qiáng)大的工具和精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。首先，在燈光設(shè)計(jì)方面，BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師更好地利用自然光，減少人工照明的需求。通過精確模擬和分析光線在建筑內(nèi)的分布和折射，設(shè)計(jì)師可以優(yōu)化窗戶和天窗的設(shè)計(jì)，使自然光能夠更充分地進(jìn)入室內(nèi)。此外，BIM技術(shù)還可以模擬不同天氣條件下的光線情況，為設(shè)計(jì)師提供更全面的數(shù)據(jù)支持，使其能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步提高建筑的采光效果和節(jié)能性能。

為進(jìn)一步提升自然光的利用效率，科學(xué)地利用自然光，在綠色建筑的籌備階段，設(shè)計(jì)者需對(duì)建筑內(nèi)部的照明狀況進(jìn)行詳細(xì)分析，以確定不同樓層、房間布局導(dǎo)致的光照不足或過度照明等問題。據(jù)此，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并利用BIM技術(shù)模擬建筑內(nèi)部的采光狀況，為綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的采光方案提供理論依據(jù)。

5.3建設(shè)過程動(dòng)態(tài)監(jiān)控

BIM技術(shù)通過高效篩選和保存有效數(shù)據(jù)，為建筑設(shè)計(jì)提供了精準(zhǔn)的決策依據(jù)，確保了設(shè)計(jì)方案的合理性，進(jìn)而提升了建筑工程的施工效率。這種技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用方式多樣，其中“搭積木”方式可以實(shí)現(xiàn)各專業(yè)集成和碰撞檢測(cè)，簡(jiǎn)化施工前的分析和模擬過程。在施工過程中，BIM模型的應(yīng)用是不可或缺的。通過構(gòu)建4D施工操作模型，可以對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)仿真和應(yīng)對(duì)，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。通過虛擬場(chǎng)景的展示，讓相關(guān)人員親身體驗(yàn)建設(shè)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，為實(shí)際施工提供重要的參考依據(jù)。為了確保項(xiàng)目質(zhì)量可控，將BIM技術(shù)與VR技術(shù)相結(jié)合，在安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急演練中，通過視頻監(jiān)控對(duì)施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管。一旦發(fā)現(xiàn)不合格之處，能夠立即制止并進(jìn)行整改，從而確保施工質(zhì)量和安全。

5.4建筑日照分析中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在實(shí)施綠色建筑工程的過程中，為提升居住者的舒適度，必須從多方面防止陽光直接照射對(duì)人體造成的不適。例如，在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，將玻璃幕墻應(yīng)用于建筑外墻，同時(shí)運(yùn)用BIM技術(shù)，以降低建筑能耗和室內(nèi)廢氣排放。鑒于各建筑物的位置和高度各異，其室外環(huán)境也有很大差別，因此，建筑內(nèi)所受陽光輻射程度也有所不同。建筑室內(nèi)的光照強(qiáng)度與室外光照強(qiáng)度密切相關(guān)，尤其在夏季，建筑室內(nèi)需通過空調(diào)系統(tǒng)散熱，導(dǎo)致建筑室內(nèi)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷增加。而在冬季，建筑室內(nèi)光照減弱，需利用空調(diào)系統(tǒng)排出冷空氣，將熱量輸送至室內(nèi)，從而提高建筑室內(nèi)供暖系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

通過對(duì)建筑物日照的分析，研究者發(fā)現(xiàn)，即便為同一建筑，在不同樓層所吸收的日照也有很大差別。這就要求綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)者充分運(yùn)用BIM技術(shù)，合理調(diào)整建筑照明方案，以優(yōu)化建筑在不同時(shí)段所吸收的日照。

5.5工程結(jié)構(gòu)圖紙繪制

采用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)圖繪制，能夠構(gòu)建建筑項(xiàng)目的三維模型，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供豐富數(shù)據(jù)支持。在可視化條件下，提升三維模型的立體感和層次感，針對(duì)模型細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保每個(gè)環(huán)節(jié)均達(dá)到預(yù)期效果，從而降低建設(shè)過程中的各類風(fēng)險(xiǎn)。在Revit平臺(tái)上，將結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型等數(shù)據(jù)導(dǎo)入Navisworks，進(jìn)行自主測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果生成報(bào)告，識(shí)別建筑設(shè)計(jì)中的矛盾點(diǎn)，進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，確保項(xiàng)目遵循規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行后續(xù)施工。

5.6太陽輻射分析中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在建筑項(xiàng)目實(shí)施過程中，太陽輻射對(duì)人們的生產(chǎn)和生活有著顯著的影響，不同地區(qū)的綠色建筑所承受的太陽輻射存在明顯的差異。通過運(yùn)用建筑信息模型（BIM）技術(shù)，設(shè)計(jì)師們可以更加精準(zhǔn)地評(píng)估太陽輻射對(duì)建筑的影響。遵循綠色節(jié)能理念，深入研究影響居民生產(chǎn)和生活效率的各種因素，并據(jù)此提出相應(yīng)的解決方案。為了充分利用太陽能資源，設(shè)計(jì)師們會(huì)在建筑外部增設(shè)特定的太陽能收集裝置，為低能耗設(shè)備提供穩(wěn)定的電力保障。隨著對(duì)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重視，越來越多的建筑師開始采用太陽能技術(shù)，利用太陽能實(shí)現(xiàn)夜間照明等應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。

6結(jié)論

BIM技術(shù)的迅猛發(fā)展及其顯著優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐提供了一種科學(xué)且高效的途徑。在此基礎(chǔ)上，以BIM為基礎(chǔ)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)展現(xiàn)出交互性與協(xié)同性，從而大幅提升設(shè)計(jì)品質(zhì)及效率。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涵蓋多學(xué)科、多專業(yè)領(lǐng)域的綜合性工程，因此在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，還需充分考慮成本及環(huán)境適應(yīng)性等因素。本文期望通過BIM技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化與更新，為我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在系統(tǒng)兼容性、協(xié)同作業(yè)、整體設(shè)計(jì)等方面提供更為堅(jiān)實(shí)的支持。

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