BIM技术在可持续建筑设计中的应用

BIM技术在可持续建筑设计中的应用

何云飞姜书强

成都基准方中建筑设计有限公司昆明分公司云南昆明650024

摘要：随着社会经济的发展，我国的建筑行业有了很大提升，对能源的消耗也越来越大。在社会能源消耗总量中，建筑消耗的能源比例正在逐渐升高。中国仍是处于发展中阶段的国家，在进行能源利用发展社会的同时，还应加强环境保护工作，肯定人在社会发展中的主导作用。坚持可持续、健康、稳定的发展观念，实现社会资源的优化配置和有效利用。在进行可持续建筑设计时，需要考虑地质、环境、气候等多种情况，现代化的建筑设计所面对的情况相当复杂，建筑设计师的主观认识和判断以及设计经验已难以完全掌握建筑物的复杂程度，利用计算机技术进行复杂的建筑结构模拟、数据分析和计算、动态模拟等，分析计算和评估建筑物的能源消耗，以达到建筑物能源节约的绿色设计。BIM技术整合和分析研究了大量的建筑信息，对建筑物能源节约的绿色设计具有重要作用。文章首先对BIM技术、建筑可持续性设计进行介绍，最后详细阐述BIM技术在建筑可持续性设计中的应用。

关键词：建筑信息模型（BIM）；可持续性；建筑设计；建筑节能

引言

随着社会经济的发展，人们的要求也越来越高，当今的建筑物结构在日益复杂，建筑设计师仅凭借设计经验、主观认识和判断已难以完全掌握和符合可持续建筑物设计的各项要求和指标。BIM技术不仅是一种有助于建筑设计的信息数据模型，更是一种先进的技术设计理念。BIM技术以建筑物的整个使用周期为基本，为评判建筑物设计的性能指标给予科学、准确的信息数据支持。BIM技术更大的功能作用是可对建筑设计师在任何时候或阶段的设计方案给予分析和评判。建筑设计师可根据BIM技术给予的分析和评判对设计方案进行科学、有效的优化调整。

1BIM技术的特点

BIM于建筑设计中的运用，主要可发挥其如下几方面优势:一是可视化优势，对建筑设计而言，要想凭借人力构建出建筑设计图纸对应的建筑模型，除了需众多零部件的搭配外，尚需运用某些特定线条，在此过程中，若仅是运用简单的电脑技术，也仅能勾画出单位的建筑外形三维立体实体图，进而导致各构建间缺乏应有的互动性，由此可见，仅凭人脑以及简单电脑技术去想象建筑外观，其难度亦可见一斑。对此，若能将BIM技术积极运用其中，则可极大增强设计的可视化效果，并可支持效果图的自动生成，如此不仅有利于建筑设计、运用以及运作等环节的及时交流，还能在极大程度上确保决策的科学性与准确性。而协调性优势，对建筑行业而言，各部门之间的协调方式是确保建筑项目目标顺利达成的关键。对此，积极运用BIM技术，便可促使设计各方始终保持紧密联系，从而促进各方人员的协调，进而确保设计的适应性与合理性。与此同时，借助BIM技术，还能让各方及时获取设计过程中所需的必要数据，进而有效增强了设计的协调性。二是模拟性优势，BIM技术既能为真实存在的建筑物提供指导，亦可对不真实存在的事物进行模拟，通过模拟实验，不仅可为建筑的具体施工过程提供指导，又能同时确保施工的合理性与经济性。

2建筑可持续性设计

为人类社会生活和生产发展提供必需的物质要求是建筑发展和设计的根本所在。在以往的建筑设计理念中，建筑设计师的主要目标是满足建筑的质量要求以及形状外形的要求，较少考虑能源的节约。随着社会环境的变化，人类环境保护、能源节约意识的提高，以及政府对可持续绿色发展的政策支持，建筑行业已广泛推崇可持续建筑设计的理念。人们进行环境保护和治理的主要思想路线是提高资源合理利用的科学性、优化改善城市建筑物的建造和设计。建筑可持续性设计包含的内容较多、范围较大，小方面涉及建筑材料的合理使用，大方面包含建筑物的位置选择、结构设计等，以及城市发展规划等设计。随着社会的发展，人口数量的增加，新型设计特色建筑的涌现，致使城市规划影响着环境保护工作的实施，极大影响着生态环境的平衡与发展。为了降低建筑物对生态环境平衡与发展的影响，建筑设计师需要将绿色健康、可持续发展等理念结合到建筑物的设计和建造过程中，协调建筑物与生态环境的保护。

3基于BIM技术的建筑可持续性设计

3.1节能分析

建筑的可持续性设计在满足建筑的使用质量等设计要求时，着重考虑和研究设计能源资源的节约使用。BIM技术可准确地分析建筑物的太阳光照情况，科学地分析布置太阳能仪器设备，充分发挥可再生能源的利用，减少电能和其他能源的使用。

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。

3.3BIM技术在建筑可持续外围护结构设计中的应用

BIM技术设计的虚拟建筑信息模型，能够帮助建筑设计师对建筑外围护结构俄得失热量进行全面的分析，其中包括室内围护结构热传递量、冷缝与散热渗透量、门窗得热、外围护结构散热量与得热量等。BIM技术能够模拟建筑物外围护结构窗口的设计，建筑设计师通过利用BIM提供的建筑体量布局，准确的分析建筑内的光照状况，帮助建筑师在室内设计各种采光装置或者反光装置，并且还能够帮助建筑设计师研究各种天花板与墙的处理方案，通过考虑居住者的心理特点，为建筑设计提供更加细致化、精确化的设计，满足不同居住者对建筑的设计需求。

3.4材料分析

可持续性建筑的设计，不仅包括建筑物结构的设计，也包含建筑物建造材料的选择和使用，虽然目前的科学技术不能使建筑物的材料完全是绿色可持续材料，但应利用技术分析手段，合理提供绿色可持续材料使用的比例。采用传统的设计方法和数据分析计算难以得出科学结果，BIM技术可根据科学的建筑信息数据和材料功能信息等，实现绿色可持续材料使用比例的分析和计算。

3.5碰撞检测

在传统的建筑结构设计和信息分析过程中，采用的是信息量较少的二维图纸进行分析和设计。没有全面的信息分析，工人在工作过程易出现错误和偏差等。BIM技术可采用三维的模型设计，能够更好地协调各专业之间的碰撞设计问题。

结语

综上所述，BIM技术在建筑可持续性设计和建造过程中的应用，实现了建筑物在设计、建造、使用等过程中对能源消耗的减少、社会生活环境的保护。其可持续发展设计理念结合建筑设计理念，指引着建筑行业发展的新方向和趋势。我国应充分利用BIM技术的先进科学技术，保护生态环境、节约能源，促进建筑行业的可持续、绿色健康发展。

参考文献

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