BIM技术在绿色智能建筑结构设计中的应用

BIM技术在绿色智能建筑结构设计中的应用

张松浩

身份证号码：130133199009202438

摘要：随着全球乃至中国对低碳经济的追求，绿色智能建筑在建筑行业中得到了广泛关注和应用。信息技术在绿色智能建筑中起着重要作用，促进了能源效率的提升、环境影响的减少以及用户体验的改善。研究结果表明，智能建筑技术发展历程及其优势。BIM技术在绿色智能建筑结构设计中的应用，将推动绿色智能建筑的发展。

关键词：BIM技术；绿色智能建筑；结构设计；应用

引言

BIM技术能够应用于工程规划、勘察、设计、制造、施工及运营维护等各阶段，实现建筑全生命期各参与方和环节的关键数据共享及协同，是实现建筑业转型升级、促进智能建筑与绿色建筑的发展、提高建筑业信息化水平和推进智慧城市建设的基础性技术。BIM技术可实现对工程环境、能耗、经济、质量、安全等性能方面的分析、检查和模拟，为建设工程的提质增效、节能环保创造条件，实现建筑业可持续发展。

1智能建筑技术发展历程及其优势

智能建筑技术的发展历程可追溯到20世纪70年代，当时的建筑物开始引入自动控制系统，以实现照明、空调等设备的自动化管理。随着科技的进步，尤其是物联网和大数据技术的发展，智能建筑技术逐渐走向成熟。在这一阶段，建筑物不仅能够自动化管理设备，还能够通过收集和分析数据，进行预测性的维护和管理。进入21世纪，人工智能技术的应用使智能建筑技术达到了新的高度，建筑物能够自我学习和优化，提供更加个性化和舒适的生活体验。随着技术的不断发展，智能建筑技术将在绿色建造工程中发挥更大的作用，推动建筑行业的可持续发展。

智能建筑技术的优势在于其高度集成和智能化的特性。首先，通过物联网技术，建筑物的各种设备和系统可以实现无缝连接，实现远程监控和管理，可有效提高管理效率。其次，利用大数据技术，可以对建筑物的运行数据进行实时分析和预测，为决策提供依据，提高能源利用效率。再次，人工智能技术的应用，如智能照明、智能空调等，可以根据环境和人的需求自动调节，提高舒适度的同时降低能耗。最后，智能建筑技术还可以实现与其他绿色建造技术的有效结合。

2绿色智能建筑信息技术的应用领域

2.1能源管理系统

能源管理系统是绿色智能建筑信息技术的一个重要应用领域。通过集成传感器、数据采集设备和数据分析系统，能源管理系统可以实时监测建筑的能源消耗情况，并根据需求进行调整和优化。它可以对建筑设备的运行状态进行监控，例如空调、照明和电力设备等，以确保它们在最佳效率下工作。能源管理系统还可以帮助建筑运营者识别能源浪费和潜在的节能机会，提供数据和报告，帮助制定有效的节能策略和措施。

2.2自动化控制系统

自动化控制系统是绿色智能建筑信息技术的另一个重要应用领域。该系统利用先进的传感器和控制设备，实现对建筑设备和系统的集中控制和管理。自动化控制系统可以根据预设的条件和需求，自动调整建筑设备的运行状态，如温度、湿度和照明等。通过自动化控制系统，建筑可以根据实时需求调整能源消耗和室内环境，提供更舒适和节能的居住和工作环境。此外，自动化控制系统还可以实现设备的远程监控和操作，提高运维效率，并及时发现和解决问题。

2.3智能监测系统

智能监测系统是绿色智能建筑信息技术的又一个重要应用领域。该系统利用多种传感器和数据分析技术，实时监测建筑的各项指标和参数，如室内空气质量、噪音水平、光照强度和水资源消耗等。智能监测系统能够收集大量数据，并通过数据分析和算法处理，提供建筑运营者有关室内环境质量、设备运行情况和资源利用效率的实时反馈。

3绿色建造和智能建筑发展面临的主要难题

3.1技术整合与实施难题

绿色建造和智能建筑在技术整合与实施方面面临着显著挑战。这种挑战主要体现在多种技术系统之间的协调与集成上。在绿色建造中，需整合各种节能、环保材料和技术，如高效绝热材料的选择、太阳能板的集成等。智能建筑则需要将自动化控制、数据分析等系统融入建筑设计。这些技术的整合不仅需要技术上的适配性，还要考虑到成本、可靠性和用户接受度。此外，智能系统的实施往往伴随着软件和硬件的兼容性问题，需要精确的系统配置和维护，确保系统稳定运行。

3.2成本与经济效益难题

在成本与经济效益方面，绿色建造和智能建筑面临的主要难题是初期投资较高且回报周期长。绿色建造中使用的高性能材料和技术往往成本高昂，例如，许多高效节能材料的成本可能是传统材料的数倍。而智能建筑系统的设计、安装和维护也需要较大的经费投入，如智能控制系统的安装成本可能达到整个建筑成本的５％。这些高昂的初期投资对于投资者而言是一个重大的经济负担，且由于节能效果通常在长期内逐渐显现，所以投资回报的不确定性成为一个难点。

4BIM技术在绿色智能建筑结构设计中的应用

4.1BIM技术可以有效应用于绿色智能建筑的能源效益分析与优化首先，在建筑方案设计阶段，可以建立含有材料属性、用能系统参数等详细信息的BIM模型，借助BIM软件的能源模拟模块，如AutodeskRevit中的绿色建筑Studio模块，对不同设计方案进行能源消耗分析。例如，通过比较室内外墙保温层厚度分别为100mm和120mm两种情况下的能源消耗曲线，发现当保温层为120mm时，建筑年能耗可降低8.5%。同时还可以分析建筑采光情况，探讨不同窗台高度和遮阳挡板倾角对能耗的影响，从而优化建筑布局和构造。其次，在建筑施工阶段，BIM模型中内嵌的系统参数可以与物联网传感器数据相结合，实现对建筑能源使用的实时监测。最后，在建筑运营阶段，运用BIM技术建立的信息化平台，可以持续收集建筑运行数据，识别系统能耗异常情况。建筑设施管理人员可以根据能源消耗报表判断建筑系统的节能效果，并针对问题提出改进措施。

4.2可持续材料选择与生命周期评估

BIM技术可以广泛应用于绿色建筑的可持续材料选择和生命周期评估。一是在材料选择阶段，通过导入包含材料属性数据库的BIM软件，设计人员可以清晰了解不同材料的环保指标。例如，BIM软件能直观展示钢材中的回收成分比例、木材的林业认证信息、建材的VOC排放量等数据。在进行材料取代选择时，BIM模型可以快速计算并比较替代材料在碳排放、可再生性等指标上的评分。二是在建筑施工阶段，BIM模型内嵌的材料信息可以用于施工材料的溯源跟踪。条形码、RFID等技术可以识别材料包装标签，确保供应的材料与BIM模型一致，避免非法材料的使用。同时，BIM系统可以关联备件库存数据库，对建材进行数字化监管，降低施工过程的材料损耗。三是在建筑运营阶段，BIM作为信息集成平台，可以辅助进行全生命周期评估(LCA)。BIM中包括建材及其安装拆除的详细信息，配合LCA工具，可以计算材料从获取、加工、装配到拆除等各阶段的资源消耗和环境影响。

结束语

在建筑业不断实现技术创新、转型升级的过程中，BIM技术起到了至关重要的推动作用。基于BIM智慧数字平台的应用，使智能绿色建筑施工过程中的空间管理、资产管理、材料管理、安全管理、运维管理等信息共享、协同合作效率得到大大提升。

参考文献

[1]王晓晓，袁晓辉，高丹丹.分析BIM技术在绿色智能建筑结构设计中的应用[J].佛山陶瓷，2023(7)：57-59.

[2]刘善良.探讨BIM技术在绿色智能建筑设计中的应用研究[J].绿色建造与智能建筑，2023（5）：122-123.

[3]赵坤.基于BIM技术的建筑节能设计应用研究[J].名城绘，2020(009)：1-2.