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BIM应用技术在绿色建筑设计领域的应用研究高斌

发表时间：2020/1/8 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：高斌

[导读] 近年来，随着可持续理念的发展，与自然和谐共生的绿色建筑理念也随之产生。

山东富诚工程施工有限公司山东德州 251200
        摘要：近年来，随着可持续理念的发展，与自然和谐共生的绿色建筑理念也随之产生。绿色建筑是建立在充分认识自然、尊重并顺应自然的基础上，以解决建筑业能耗大、排污多等问题为主的新型建筑理念。然而，绿色建筑多要求满足采用自然光和自然通风等要求，结构设计等困难可能较大，现有的技术手段已存在障碍。而BIM作为一个高度集成的三维信息化数据的集合，给解决绿色建筑相关问题带来了曙光，并在很大程度上满足了绿色建筑项目设计中的需求。在此基础上，探讨了BIM技术在绿色建筑设计中的应用。
        关键词：BIM技术；绿色建筑设计；应用


1、绿色建筑设计现状及BIM技术应用背景
        1.1绿色建筑设计现状
        目前，我国绿色建筑设计一般遵循如下设计策略：①环境综合调研分析。即要遵循绿色建筑设计原则中的自然性及地域性原则，进行调研分析，把与周围环境相融合的设计理念充分落到实处，为设计师采用被动适宜的绿色建筑技术打下好的基础；② 节能与能源利用。主要包括进行建筑能耗模拟分析优化建筑设计、太阳能利用、风能的利用、控制建筑体形系数以及建筑围护结构节能等，其中，太阳能利用和风能的利用更注重采用被动式太阳能与风能；适当合理地增加建筑层数可以减小建筑体型系数，增加筑越节能；采用节能墙体、高效节能窗等有助于建筑围护结构节能；③节水与水资源利用。安装建筑节水器具，采用节水型供水系统，建筑循环水系统，雨水回收利用系统等，来节约水资源；④节材与材料利用。采用节能环保型材料、可循环再利用材料等；⑤节地与室内、室外环境。一方面，充分与场地地形相结合，随坡就势，充分利用地下空间，节约土地；另一方面，进行建筑的室内自然通风、采光等模拟，并根据结果进行建筑设计的优化与完善。
        1.2BIM技术应用背景
        建筑信息模型（BuildingInformationModeling）简称BIM，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM具有二维转三维的可视性、模型信息完备与一致性、模型信息的关联与协调性、建设项目整体过程的模拟性和优化性等诸多优点。长远来看，BIM技术的应用与推广已成为建筑行业发展过程中的必由之路，随着住建部及地方政府建设部门纷纷发文明确提出重点推广BIM技术应用，BIM技术应用在绿色建筑设计中也是大势所趋。
        2BIM技术对于绿色建筑设计的影响分析
        2.1数字化管理
        绿色建筑所采用的是高标准管理模式，无论是在施工过程中还是在建筑设计过程中，都把能源节约和环境保护作为重要的前提条件。绿色建筑项目的开展以低碳、环保、舒适、实用性为主要目的，在绿色建筑设计过程中应用BIM技术，能够协助设计人员和管理人员随时获得各项相关数据信息，从而实现对于绿色建筑设计和施工过程中的数字化管理。
        2.2数据支持
        绿色建筑工程有着较强的系统性、复杂性、交叉性和专业性。工程内容分别包括了给排水、采暖通风、能耗以及建筑结构等方面。通过对于BIM技术的应用，能够实时了解和掌握上述工程内容的数据信息，并能够对这些数据信息进行处理，从而保证绿色建筑工程施工过程能够获得足够的数据支持。
        3BIM技术在绿色建筑设计中的应用
        3.1增强建筑与环境的适应性
        我们可以在进行幕墙建筑选择时利用BIM技术做出相应的模拟并做出分析。首先我们需要由建筑方提供此建筑的设计图说明书和成型效果图；然后通过建筑方提供的材料第三方进行相应的分析；最后把上一步分析得到的相关数据信息输入到BIM软件中生成报告，再根据这些报告对不足的地方进行改进优化，这样不仅节约了资源还可以通过优化提高该建筑与环境的融洽度。

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BIM技术还可以模拟分析室内外的通风情况，从而有效的帮助控制室内通风情况限制人行区的风速，更好更有效的提高人们居住环境的舒适度。
        3.2室内光环境和热湿环境的控制
        我国领土辽阔广大，南北跨越纬度近50°，东西跨越经度60多度，因此由于地理位置的不同，气候的差异，产生了几种比较突出的气候分区，而这些气候分区又分为很多级别，所以根据级别的不同对建筑外窗采光和遮阳度的需求也有很大差异。例如：偏南部的地区对室内热湿环境控制尤其是对遮阳调节措施会更重视，而对外窗直接采光要求相对偏弱些。而在北部地区，特别是东北地区，建筑外窗更多的获得太阳光的直接照射，有利于提高室内天然采光效果和热环境，而对外窗遮阳要求标准却较低。那么如何能够有效的提高室内外采光系数、保温性能、遮阳效果之间的平衡成为建筑中多年研究的难题，也是绿色建筑设计尤为重要的评价标准。而BIM技术可以进行合理的分析调节，建筑师通过这些数据进行窗户尺寸的调节预算，从而来满足《建筑采光设计标准》的要求。通过对外窗材料性能、分隔方式或可控的遮阳调节措施的调节，达到对室内热湿环境质量的提升，从而达到《绿色建筑评价标准》中室内光环境和热湿环境的评价标准。
        3.3进行运营与管理分析
        将三维可视模型进行参数化是BIM技术的核心也是其主要工作原理。BIM技术可以将建筑所涉及到的各种不同行业的专业进行整合进行相应处理从而可以更直观的了解相关信息。BIM技术还可以为项目提供有利于运营及时了解绿色建筑不同阶段信息相当可靠的资料，从而节省相关的人力物力财力等，提高施工的品质和效率；降低施工难度，是建筑过程更加方便。
        3.4通过场地内物理环境模拟获得绿色建筑评分值
        建筑师可以通过BIM技术对建筑群、单体建筑和周边建筑群环境噪声、风环境和场地热到强度模拟生成的图像和参数与《绿色建筑评价标准》进行对比老判断该建筑是否可以获得绿色设计评价分值。如，场地内风环境在《绿色建筑评价标准》中规定：在冬季典型风速和风向条件下，建筑物周围人行区风速小于5m/s，且室外风速放大系数小于2，即得2分绿色评价分值，此规定中的风速的大小和风速放大系数便需要BIM软件来计算。
        3.5BIM技术在室外环境及节地方面的应用策略
        在绿色建筑设计过程中，会产生很多用传统的计算方法很难获得科学的计算结果的复杂性问题，而通过运用BIM技术便可以轻松快捷地获得理想的、符合标准的协调结果。使用BIM技术时首先需要建筑方提供该建筑的立体设计图、建筑效果图、建筑设计要求、建筑总平面图等专项资料，然后需要第三方提前做好采光试验，提供正确的分析报告。报告主要内容中总平面图要详细标出周围建筑与设计空间之间的相互关系；幕墙文件应该对光污染的说明进行详细的说明和分析。之后把上述中得到的所有数据信息全部输入到BIM中，再通过调整把分析数据转化成日照分析程序支持的格式进行简单调整，便可以轻松模拟日照得出分析报告，这样既可以防止人工计算中的失误，还有效的从根本上节约了很多不必要的资源，达到绿色建筑的初衷。
        4结语
        当今，为了实现可持续发展，绿色建筑的理念应运而生。而BIM作为一个高度集成的三维信息化数据的集合，将BIM技术与绿色建筑有机结合，是解决绿色建筑在传统设计中存在的问题的有效途径。因此，未来做绿色建筑设计时，应注重BIM技术在绿色建筑设计中的应用，并指导实际工作。

        参考文献
        [1]张秋宏.对基于BIM技术的绿色建筑设计应用的几点探讨[J].门窗，2017（6）.279．
        [2]龙海华.基于BIM技术的绿色建筑设计质量管理研究[J].建材与装饰，2018（9）：64-65.
        [3]戴文杰，马宇轩，汤保新.BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究[J].包装世界，2019（1）.
        [4]潘海清.对基于BIM技术的绿色建筑设计应用的几点探讨[J].江西建材，2017（2）.