BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用麻國華

舟山市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，中國·浙江舟山316021

1引言

在建筑行業(yè)中科學(xué)使用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)能夠幫助施工單位對建筑設(shè)計(jì)全過程進(jìn)行可視化管理，使用構(gòu)建三維立體模型的方法對建筑設(shè)計(jì)過程進(jìn)行模擬分析，從而對建筑施工材料、建筑整體布局、周圍噪聲污染以及陽光照射問題等進(jìn)行合理制定。隨著綠色建筑理念的推廣，在建筑施工階段如何節(jié)約建筑用材，降低能源資源消耗，減少施工材料浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展成為人們重點(diǎn)研究內(nèi)容。在建筑設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)能夠有效管理建筑項(xiàng)目施工，為其提供高效化的綠色建筑設(shè)計(jì)理念，降低建筑施工污染，從而提高人們生活質(zhì)量。

2BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是指利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化信息技術(shù)對建筑項(xiàng)目進(jìn)行多維建筑數(shù)據(jù)信息集成的技術(shù)，其能夠?qū)⒔ㄖ?xiàng)目中涉及的施工材料成本、建筑進(jìn)度、建筑內(nèi)部構(gòu)造、建筑整體幾何形狀等信息虛擬數(shù)字化，并通過三維模型法將其清晰、直觀、立體地展現(xiàn)出來，從而幫助施工單位對建筑施工進(jìn)行有效管理控制[1]。BIM技術(shù)在中國建筑工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工等領(lǐng)域受到重點(diǎn)關(guān)注，已經(jīng)在大面積范圍內(nèi)推廣使用，同時(shí)取得良好的使用效果。BIM技術(shù)在實(shí)際使用中能夠充分發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢，幫助建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)保降耗的生態(tài)目標(biāo)，推動行業(yè)健康積極發(fā)展。

BIM技術(shù)主要具有以下幾項(xiàng)特點(diǎn)：

①多元性。BIM技術(shù)利用互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)等構(gòu)建出的數(shù)據(jù)庫能夠有效儲存，調(diào)動各種項(xiàng)目施工信息數(shù)據(jù)，同時(shí)在信息處理過程中能夠針對不同類型的數(shù)據(jù)選用合理的處理手段，以多元化處理方法對信息資源進(jìn)行加工使用。

②協(xié)調(diào)性。建筑項(xiàng)目通常具有流程復(fù)雜繁多的特點(diǎn)，在實(shí)際施工過程中需要項(xiàng)目設(shè)計(jì)者、施工人員、技術(shù)員、綜合管理者等多方面協(xié)調(diào)開展工作才能保障建筑施工質(zhì)量與效率，BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖ?xiàng)目施工各部門與組織人員進(jìn)行有效的溝通協(xié)調(diào)，以此保證項(xiàng)目數(shù)據(jù)內(nèi)部傳遞的順暢性與快捷性，使得各部門共同完成對建筑項(xiàng)目施工、過程管理以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)等。

③可視性。BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)ㄖ?xiàng)目中的全部信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集與整理，利用現(xiàn)代技術(shù)構(gòu)建清晰度高、可視性強(qiáng)、數(shù)據(jù)真實(shí)有效的立體三維模型，將建筑項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)信息清晰直觀地展示給建筑工作人員，以方便其開展后續(xù)各項(xiàng)環(huán)節(jié)。

3綠色建筑設(shè)計(jì)原則

3.1以人為本原則

綠色建筑理念下開展的建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中需要堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)原則，在建筑中體現(xiàn)人與自然和諧共存，親近自然愛護(hù)生態(tài)的環(huán)保理念，同時(shí)推動人類與自然生態(tài)間的健康發(fā)展，構(gòu)建出生態(tài)化的居住生活環(huán)境。綠色建筑設(shè)計(jì)需要充分體現(xiàn)出自然生態(tài)、人文社會、建筑間的融合關(guān)系，從而建設(shè)良好的生態(tài)環(huán)境共同體[2]。堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)原則能夠大幅度強(qiáng)化綠色建筑的實(shí)際應(yīng)用效果，為人們打造出空氣環(huán)境優(yōu)異、濕度和溫度適宜、采光與通風(fēng)性能良好的居住生活環(huán)境。綠色建筑在設(shè)計(jì)過程中不僅需要對建筑項(xiàng)目的需求進(jìn)行考慮，同時(shí)還需要注重建筑項(xiàng)目對周圍自然生態(tài)可能形成的干擾影響問題，從而為綠色建筑實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供優(yōu)異的基礎(chǔ)條件。

3.2節(jié)能減排原則

綠色建筑設(shè)計(jì)階段需要注意建筑施工對不可再生資源的使用情況，盡量降低建筑施工對其具有的依賴性，同時(shí)注重可再生資源的開發(fā)研究工作，優(yōu)先使用清潔環(huán)保型綠色資源，例如可以使用太陽能、生物能、風(fēng)能等新型能源。同時(shí)，在施工材料選擇階段注重對建筑物熱功能的加強(qiáng)，對建筑隔熱保溫功能、防曬穩(wěn)固功能等進(jìn)行有效加強(qiáng)，對能夠循環(huán)使用的環(huán)保型建材進(jìn)行功能擴(kuò)展研究，以加強(qiáng)其實(shí)際應(yīng)用效果。在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段還需要注重建筑施工廢物的處理工作，對施工噪聲污染、粉塵顆粒、有害氣體以及輻射等問題進(jìn)行環(huán)保處理，從而使建筑設(shè)計(jì)整體呈現(xiàn)出優(yōu)異的生態(tài)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

3.3可持續(xù)發(fā)展原則

當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在生活與生產(chǎn)中大面積使用，在綠色建筑設(shè)計(jì)中科學(xué)使用現(xiàn)代化技術(shù)能夠大幅度加強(qiáng)綠色建筑應(yīng)用效果，提升人們在使用建筑過程中的安全性、便捷性與舒適性。同時(shí)，需要注意，在綠色建筑設(shè)計(jì)階段還需要對未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)期估算，對社會發(fā)展趨勢、整體經(jīng)濟(jì)走向、人們追求目標(biāo)等進(jìn)行預(yù)測，將長期發(fā)展規(guī)劃與近期實(shí)施規(guī)劃有效結(jié)合到一起，從而在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中加強(qiáng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)[3]。

4BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

4.1工程準(zhǔn)備階段應(yīng)用

綠色建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段使用BIM技術(shù)首先需要注重項(xiàng)目施工資源節(jié)約問題。在設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)中的模型構(gòu)建技術(shù)對陽光照射情況進(jìn)行分析，對太陽能設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化調(diào)整，以此加強(qiáng)對清潔型可再生能源的有效利用。同時(shí)，對建筑內(nèi)部采光情況分析，使用加強(qiáng)自然采光效率的方法降低人工照明產(chǎn)生的資源消耗。其次需要注意節(jié)能環(huán)保型施工材料的使用問題?，F(xiàn)階段中國正進(jìn)入全面快速發(fā)展階段，公共建筑的實(shí)際功能性與建筑質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，部分建筑整體設(shè)計(jì)不夠科學(xué)合理，會引發(fā)機(jī)電管道系統(tǒng)混亂，工作效率低下等問題。BIM技術(shù)能夠?qū)C(jī)電管道系統(tǒng)進(jìn)行全面檢測，快速查找出其中存在的問題隱患，從而加強(qiáng)建筑物的使用性。

4.2建筑外墻保溫設(shè)計(jì)

將BIM技術(shù)運(yùn)用在建筑外墻保溫設(shè)計(jì)中能夠幫助施工單位對保溫磚與擠塑板保溫模式進(jìn)行高精準(zhǔn)度數(shù)據(jù)測量，在保證保溫材料使用率的同時(shí)，還能夠加強(qiáng)建筑外墻實(shí)際保溫效果。在墻體荷載數(shù)據(jù)計(jì)算過程中，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中的平面設(shè)計(jì)方法具有一定的局限性，難以準(zhǔn)確把控保溫施工，而BIM技術(shù)能夠?qū)?xiàng)目基層信息進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，可以有效計(jì)算出保溫層相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)計(jì)算出保溫外層信息數(shù)據(jù)，幫助施工單位對外墻結(jié)構(gòu)保溫負(fù)載分布情況進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃制定[4]。除此之外，BIM技術(shù)還能對熱橋效應(yīng)進(jìn)行高精度計(jì)算，從而降低熱橋效應(yīng)，使建筑項(xiàng)目更符合綠色建筑工程標(biāo)準(zhǔn)。

4.3電能利用設(shè)計(jì)

在電能設(shè)計(jì)過程中使用BIM技術(shù)能夠?qū)φw設(shè)計(jì)效果、管道系統(tǒng)布局以及電能合理利用等因素進(jìn)行綜合管理設(shè)計(jì)，對電力能源消耗使用量與有害氣體含量進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。將綠色建筑項(xiàng)目進(jìn)行量化模擬可以提高電力設(shè)計(jì)界限，對建筑項(xiàng)目周圍環(huán)境進(jìn)行全面分析，計(jì)算其荷載力，隨后依據(jù)相關(guān)規(guī)定優(yōu)化調(diào)整電力能源使用方案，從而大幅度加強(qiáng)綠色建筑節(jié)能降耗效果。在電力系統(tǒng)線路設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)能夠模擬演示建筑中電力裝置分布情況，確保線路設(shè)計(jì)的科學(xué)有效性與布局合理性。

4.4室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)

建筑內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)是BIM技術(shù)在綠色節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系到建筑使用的舒適性與安全性。在設(shè)計(jì)階段根據(jù)建筑使用材料、建筑整體結(jié)構(gòu)以及工程具體規(guī)范等對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行模擬分析，如對保溫隔熱材料、防水防潮材料等分析探討，隨后對室內(nèi)陽光照射、空氣流通、噪音隔離等進(jìn)行模擬分析。在模擬過程中必須嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)工程規(guī)范，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以保證建筑內(nèi)部環(huán)境的舒適性。同時(shí)，在室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)中需要以節(jié)能減排、綠色環(huán)保理念為主，優(yōu)先選用清潔環(huán)保、可再生、可循環(huán)利用新型建筑材料，以降低建筑施工成本[5]。同時(shí)，依據(jù)不同的地理位置與實(shí)際環(huán)境條件，從多方面角度考慮，提高建筑項(xiàng)目的整體性能，如中國北方地域可以選擇直射采光模式，使用透光性強(qiáng)的玻璃材質(zhì)，以加強(qiáng)采光效果；南方地區(qū)則可以使用消減外部采光模式，使室內(nèi)溫度保持在合理范圍，確