张国平
广东呈斯意特建筑设计有限公司 516000
摘要：随着生态文明建设和可持续发展理念的深入人心，绿色建筑设计得到积极推动。但传统设计手段无法克服各专业间协同性差、各阶段信息断层现象，而BIM技术是突破这个障碍的关键，因此本文对基于BIM技术的绿色建筑设计进行了分析。
关键词：BIM技术；绿色建筑设计
在经济建设过程中，资源和能源是绕不开的话题，因为这两样是经济建设的基础。建筑业是国民经济的支柱产业，其对资源和能源的需求相当高。根据国家统计年鉴显示，目前建筑业物质消耗约占全国物质消耗的15%，建筑能耗约占全国能耗的28%，同时建筑材料生产过程中产生的污染物约占全部污染物的34%。十八大以来，转变经济发展方式成为主旋律，生态文明也被放到突出的位置，倡导资源节约、保护环境、少排放、高效率、健康适用的绿色建筑成为大力推动的方向。营建绿色建筑，设计是龙头。然而以CAD为基础的常规设计模式难以满足绿色建筑设计需求，因为设计质量和效率皆无法保证绿色建筑要求[1]。为了提升绿色建筑设计水准，采用更优设计方法成为必然之选。BIM技术就是可担此大任的先进技术，并且也是绿色建筑创新的重要标志[2]。因此本文对基于BIM技术的绿色建筑设计进行了分析。
1 如何利用BIM技术进行绿色建筑设计
1.1科学定位目标，明确设计标准
绿色建筑本身是一个综合性的系统工程，高新技术及材料堆砌出来的“绿色建筑”不是真正的绿色建筑。绿色建筑当然不同于一般建筑，两者的根本差别体现在资源的有效利用和是否关注可持续发展，所以在项目设计的最初阶段就要合理定位设计目标，并通过相关利益方的反复研讨及科学分析明确实现目标的途径和方法。《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2014）及《绿色建筑评价技术细则》（建科〔2015〕108号）为建筑师和绿色建筑开发商呈现了由指标控制的绿色建筑体系，但绿色建筑并不要求通过统一的尺度来衡量，而是应该依据周边环境、气候特点、经济基础、建筑型式等因素科学建构绿色建筑目标。除了必须满足基本目标以外，应结合自身特点选择适宜的分级目标，从一星级到三星级绿色程度由低到高。然后甄别和筛选指标，使设计标准具可操作性和可实现性。
1.2 搭建设计团队，密切人员配合
由于绿色建筑综合性强、目标种类多，而且项目实施复杂，需要专业人员构成、数量比较多，为了保证项目设计质量和进度要求，必须对人员构成、素质要求、配合方式进行全面评估和策划。由于不同阶段参与人员不一样，要确定团队的主导者（如绿色建筑设计顾问）来指导和协调整个项目的设计工作。再建立由核心成员、必要成员和可能成员组成的团队架构，人员构成须满足绿色建筑设计目标要求，并在不同阶段保证沟通的顺畅，以便及时发现问题和解决问题。
1.3 分析项目条件，制定设计指导
与传统建筑设计相比，绿色建筑设计更关注建筑的环境性能和可量化的成果，包括自身情况和外部因素都要有比较客观、准确的了解，所以接到设计任务后的第一要务就是对项目条件进行全面的分析。内部因素包括设计启动时间、专业人员的参与配合、建筑基址与环境、建筑设计、围护结构、设备系统、可用绿色技术等；外部因素诸如：管理方、业主、政府的意见与承诺；相关标准、规范、设计资料；可用材料、产品、资料；施工人员管理、教育等。在综合分析项目条件的基础上，根据项目具体情况制定绿色设计指导书，明确达成设计目标的操作方法、路径和可用资源。
1.4 优化设计策略，协同工作流程
对于绿色建筑设计而言，首先应通过空间规划、组合等方式营造适宜的绿色活动环境，使之与主动的绿色技术相配合，这种做法称为被动式设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应先结合当地气候、周边环境的设计来达到降低能耗和运营成本的目标，再选择适当的主动绿色技术。被动式设计主要是从场地规划布局出发利于夏季通风散热和减小冬季冷风影响，并具备较好的光照条件。单体建筑设计则需要考虑自然通风、自然采光、绿化等内容，在满足标准要求的前提下结合环境与客观条件进行设计。主动设计技术是合理利用绿色材料及节水、节能等方面的技术。
传统二维设计决定了设计流程的线性化，尤其是在初步设计与施工图设计阶段，为了图纸整合，要花费大量人力对图纸进行修改和校正，这本身就成为制约绿色建筑设计的障碍。BIM模型的关联性正有利于各专业的协调配合，借助BIM技术实现跨专业链接和协同设计，满足绿色建筑可循环反馈的内在需求。可建立如下协同流程：外环境分析→场地模型→概念分析→建筑模型→方案分析→建筑、结构、设备3D协调→评估反馈→扩初模型。
1.5 量化数据分析，实现精确设计
在绿色建筑设计过程中，需要准确模拟场地模型、日照、风环境、热环境和声环境等，这种操作称为生态环境模拟，传统设计方法难以胜任，只有BIM技术可以完成[3]。通过BIM软件的仿真运算得到日照、风热环境、声环境的量化生态分析数据，为实施精确的绿色建筑设计奠定基础。例如在进行能量分析时，外扰因素（如建筑朝向）、内扰因素（如人员设备）对建筑热环境影响很大，基于BIM软件强大分析计算能力，保证了节能设计的精确性。况且建筑设计中不乏体型怪异、风格独特的建筑，这类建筑设计通过BIM的参数化建模及BIM模型的双向变更，在深化设计过程中可实现参数化、精确化、定量化的统一。
1.6 反馈设计数据，有效评估成果
完成绿色建筑设计，进入施工阶段乃至竣工投入运营后，仍需准确落实设计成果，因为这样才能保证建筑在全生命周期内绿色程度不衰减，为此需要绿色施工、绿色运营管理，要做到这一点绿色建筑项目管理各方信息共享至关重要，传统建筑模式显然不能支撑信息的有效传递，基于BIM技术的全生命周期管理可实现从设计、施工到运营全过程信息畅通，设计人员可及时了解到最新信息，并与相关人员进行沟通，确保绿色理念贯彻到底，同时也能科学评估设计成果，为新建绿色项目的不断改进提供支持。
2 BIM技术在绿色建筑设计中的应用
我们考虑这样一个设计。我们运用Ecotect软件进行地域气候特征的分析，根据分析结果我们选择恰当的建筑布局和建筑造型，以确保设计方案室内热舒适度良好，并且节能降耗。然后从可用的绿色技术中选择气候适应与调节能力好的技术，例如自然通风技术、夜间通风技术、蒸发降温技术、被动式太阳能采暖技术等。在考虑建筑布局时，利用软件模拟找到最佳朝向与最差朝向，然后对建筑布局和建筑造型进行优化处理，同时选择耐久、可再生利用的低碳建筑材料，并对围护结构和室内热环境进行优化。根据后续施工、运营情况，验证了设计成果的可靠性，在节水、节能、节材、节地、减小污染排放方面达到绿色建筑设计目标，并且室内采光、冬夏季舒适度方面效果良好。
3 结语
绿色建筑已成为建筑业发展的必然趋势，但受限于传统设计手段的不足，绿色建筑设计并未取得预期效果，而BIM技术的应用绝不仅是带来设计手段的丰富，更是推动设计思维方式转变的契机，其强调全生命周期的思想正切合绿色建筑理念，因此BIM技术用于绿色建筑设计必将大有可为。
参考文献：
[1] 汤闯，李晓琳. BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究[J]. 哈尔滨职业技术学院学报，2017(1)：101-103.
[2] 蔡坤妤，王廷魁. 地域性绿色建筑设计初期的BIM应用[J]. 建筑节能，2015,43(12)：45-50.
[3] 徐小益. BIM技术在天宁科技促进中心项目中的应用[J]. 江苏建筑，2016(5)：10-13.
论文作者:张国平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
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