BIM技术在绿色建筑中的应用

2022-09-08

随着BIM（ ）技术的飞速发展和基于BIM技术的工具软件的不断完善，BIM作为一种新兴的项目管理工具，正逐渐被中国工程专业人士认可和应用，也将为建筑工程带来产业迈上新台阶。一场绿色革命。

1 BIM建筑信息模型

BIM设计软件包括的软件范围很广，凡是能用于工程需要的软件都可以视为BIM技术，不仅有CAD、Tekla、3Dmax、MAYA等工程和3D软件，还有EXCEL等办公软件也可用于BIM技术中间。BIM技术是一个多元化的平台，每个平台都根据自己的优势提供整个建筑的信息和数据。

BIM是一种全新的项目信息化协同管理方式，颠覆了传统的建筑设计模式、造价模式、施工管理模式。通过整体虚拟建筑信息模型，实现土建设计、管网管控、工程量预算等全方位、一体化的工作。它涉及的领域越来越多，目前被大量应用于设计、施工、管理等数字化管理工作中。该方法支持建设工程的综合管理环境。通过建立建筑工程虚拟三维模型，在设计阶段进行协同设计，在施工阶段整合整个施工过程，运营阶段的建筑智能化维护和设施管理，提供了与实际情况相一致的完整工程信息数据库。它使建设项目能够显着提高效率，并在整个过程中大大降低项目风险和浪费。

2 BIM技术在绿色建筑中的应用

建筑的整个生命周期应包括建筑原材料的获取、建筑材料的制造、运输和安装，建筑系统的建造、运营、维护和最终拆除。因此，要让绿色建筑的全生命周期更有活力，就需要从节地、节水、节材、节能与施工管理、运维管理、运维管理五个方面深度拆解全生命周期。并不断推动行业整体向绿色方向发展。

2.1 陆地和室外环境

节约土地不仅是建设用地的合理利用，还包括建筑设计前期的场地分析和运营管理中的空间管理。

2.1.1 站点分析

场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素，是确定建筑物的空间方位和外观，建立建筑物与周围景观联系的过程。BIM结合地理信息系统（简称GIS）对场地和拟建建筑的空间数据进行建模和分析，结合场地的条件和特点，做出最理想的场地规划和交通流组织关系。使用计算机，可以分析场地不同坡度的分布和坡向，在施工区域发生自然灾害的可能性，区分适合和不适合的施工区域，可以在早期的场地设计中起到至关重要的作用。 .

2.1.2 土方开挖

使用场地合并模型，可以3D直观地查看场地的开挖情况，通过对比原始地形图和规划地形图，可以得到各个区块的原始平均标高、设计标高和开挖平均标高. 然后计算每个区块的挖矿和填充量（见图1））。

图1 土方开挖

2.1.3 施工现场

建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑项目的规模和复杂性不断扩大，建筑项目管理变得极其复杂。建设用地、材料加工区、堆场等也随着项目进度的变化而调整。BIM的4D施工仿真技术可以在项目施工过程中合理制定施工方案，准确掌握施工进度，优化施工资源利用，科学进行现场施工。布局。

2.1.4 个空格

空间管理是业主对建筑空间的管理，以节省空间成本，有效利用空间，为终端用户提供良好的工作和生活环境。BIM可以帮助管理团队记录空间使用情况，处理最终用户的空间变更请求，分析现有空间使用情况，合理分配建筑空间，确保空间资源的最大利用（见图2））。

图2 房间管理

2.2 节水与水资源利用

BIM技术在节水方面的应用体现在辅助计算土方量、模拟地面沉降、设计场地排水等方面。

并分析建筑物的消防面，设置最经济合理的消防设备。设计规划各地漏、地漏位置的雨水等非传统水源的收集和回收利用。

2.3 材料节约与材料资源利用

从绿色“材料”到BIM应用，当科技与现实更加创新实用融合，绿色建筑不再是梦想。

2.3.1 管道合成

全面的管道设计和管网的全面检查。目前，功能复杂、体量大的建筑物、摩天大楼等机电管网错综复杂。面对大量的设计，容易出现管网交错、碰撞、施工不合理等问题。过去，人工检查是进行的。图纸比较单一，不能同时检测平面和截面的位置。BIM软件中的管网检测功能为工程师解决了这个问题。检测功能可以生成管网的 3D 模型，并以建筑模型为基础。该系统可以自动检测和标记“碰撞”零件，这使得很多检查工作变得容易。净空高度是与管道综合相关的检查工作的一部分。基于BIM信息模型，对建筑内不同功能区域的设计高度进行分析，找出不符合设计方案的不足，并将情况反馈给施工人员，提高工作效率。避免错、漏、漏、漏（见图3、图4）.

2.3.2 复杂工程的预处理和预装配

BIM技术最擅长复杂形状设计和施工应用，可以对复杂形状的数据进行整合验证，实现多维曲面设计。现代建筑师通过应用信息技术系统和设备，可以全面、直观地展示新时代的设计理念和建筑美学，将大胆的想法和神奇的想法表达到内心深处，塑造和优化创作成果，使创作成果满足传统的创作方法。无与伦比的新境界。工程师可以利用计算机对曲面幕墙、复杂钢结构等复杂建筑造型进行拆解，然后利用三维信息模型对其进行分析，在计算机中进行预组装，划分为网格块编号、设计模块、然后将它们送到工厂。可按模块进行加工，然后送到现场进行组装。

同时，数字模型还可以提供大量的建筑信息，包括表面积统计、经济形状设计和成本估算（见图5、表1））。

2.3.3 物料追踪

随着建筑行业标准化、工厂化、数字化水平的提高，以及建筑设备复杂性的增加，越来越多的建筑和设备构件在工厂进行加工并运输到施工现场进行高效组装。根据BIM中获得的进度表，提前计算合理的进场材料数量。BIM可以结合施工方案和工程造价实现5D（3D模型+造价）应用，实现“零库存”施工（见表2).

2.4 节能与能源利用

利用BIM技术推广绿色建筑，节约能源，减少资源消耗和浪费，减少污染，是建筑发展的方向和目的，也是绿色建筑发展的必由之路。节能在绿色环保方面有两种具体表现。一是帮助建筑形成水能循环、风能流动、自然光照射等资源循环利用，根据不同的功能、朝向和位置，科学选择最合适的结构形式。二是实现建筑本身的减排。在建设过程中，通过信息化手段，缩短了项目的建设工期。操作过程中，

2.4.1 方案参数

在概念验证阶段，项目投资者可以使用 BIM 来评估设计的布局、视图、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、颜色和规范合规性。BIM甚至可以对建筑部分进行详细推敲，快速分析设计和施工中可能需要处理的问题。BIM可以包含很多建筑几何学认为的专业信息，包括很多进行生态设计分析的信息。使用 Revit 创建的 BIM 模型可以成为通过 gbXML 将建筑设计师和生态设计紧密联系起来的桥梁。同时，设计不仅要关注体量、材质、色彩等，还要动感有机。; s 是市场上最全面的概念化建筑性能分析工具。软件提供了很多实时分析功能，如照明、遮阳、太阳辐射、遮阳、热舒适、能见度分析等，而且分析结果往往是实时的、可视化的，非常适合供建筑师在设计初期掌握建筑的性能（见图6））。

2.4.2 建筑系统分析

建筑系统分析是根据业主的使用要求和设计法规测量建筑性能的过程，包括机械系统如何运行和建筑能耗分析、内部和外部气流模拟、照明分析、行人流量分析以及其他涉及建筑性能的评估。BIM结合专业的建筑系统分析软件，避免了系统参数的重复建模和获取。通过 BIM，可以验证建筑是否按照特定的设计规范和可持续标准建造。通过这些分析和模拟，最终确定、修改系统参数甚至系统改造方案，

2.5 建设运营管理

建设单位惯用的“改造轻管理”，绿色目标难以实现，真正的效益在于建筑节能技术和管理。

2.5.1 建筑规划

BIM 可以通过在建筑规划阶段进行分析来帮助项目团队了解复杂的空间。特别是当客户讨论需求、选择和分析最佳解决方案时，他们可以借助 BIM 和相关分析数据做出关键决策。过去，一栋建筑的诞生是设计师用二维图纸表达脑海中的三维建筑理念，然后由施工人员阅读二维图纸，构建出一个立体的建筑的过程。建造。BIM以三维模型为代表，从一开始就可视化、协调，并直观地展示了建筑建成后的外观，然后根据需要从模型中提取信息，以简化复杂的问题。

2.5.2 施工进度模拟

甘特图是当前建设项目管理中常用来表示进度计划的，由于专业性强、可视化程度低，无法清晰描述建设进度和各种复杂关系，难以准确表达动态工程建设的变革过程。通过BIM与施工进度的链接，将空间信息和时间信息整合为可视化的4D（3D+Time）模型，可以直观、准确地反映整个建筑的施工过程（见图7）。管理统一控制整个项目的施工进度、资源和质量，缩短工期、降低成本、提高质量。此外，借助4D模型，

这样可以有效地评估投标人的施工经验和实力。BIM模型可以在网页上调用，配合施工现场的实时监控，工程师可以在办公室工作。

2.5.3 运维

BIM技术的应用不仅体现在建筑的设计、规划、施工等阶段，还体现在绿色建筑运营阶段。在建筑物的生命周期中，建筑物的结构（如墙壁、地板、屋顶等）和设备（如设备、管道等）都需要持续维护。成功的维护计划将提高建筑性能，降低能耗和维修成本有基于bim的能耗管理吗，进而降低总体维护成本。BIM模型结合运维管理系统，可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定维护计划，安排专人专管，降低使用过程中发生突发事件的概率。的建筑物。

2.5.4 灾害应急模拟

利用BIM和相应的灾害分析模拟软件，可以模拟灾害发生前的灾害过程，分析灾害的成因，制定避灾措施，制定灾害发生后的疏散和救援支援应急预案。当灾害发生时，BIM模型可以为救援人员提供完整的紧急情况信息，配合温度传感器和监控系统发现异常温度区域，获取建筑物和设备的状态信息。通过BIM与楼宇自动化系统的结合，BIM模型可以清晰地显示楼宇内部紧急情况的位置，甚至是最适合紧急情况点的路线，使救援人员能够进行正确的现场处置，提高应急行动的有效性。随着建筑设计的飞速发展，规范已经无法满足超高、超大型或异形建筑空间的防火设计。BIM数字化模拟人员疏散时间、疏散距离、有毒气体扩散时间、建筑材料耐燃极限、灭火面等，在实际应用前研究出最安全的人员疏散方案，减少损失，获得宝贵的价值发生事故的时间。超大型或异形建筑空间。BIM数字化模拟人员疏散时间、疏散距离、有毒气体扩散时间、建筑材料耐燃极限、灭火面等，在实际应用前研究出最安全的人员疏散方案，减少损失，获得宝贵的价值发生事故的时间。超大型或异形建筑空间。BIM数字化模拟人员疏散时间、疏散距离、有毒气体扩散时间、建筑材料耐燃极限、灭火面等，在实际应用前研究出最安全的人员疏散方案，减少损失，获得宝贵的价值发生事故的时间。

基于以上应用得出结论，在建筑施工前可以进行可持续设计分析，从而控制材料成本、节水、节电、控制建筑能耗和减少碳排放等，对雨水的计算后期收集和太阳能收集量、建筑材料的老化和更新等工作做到最合理化。在倡导绿色环保的今天，建筑施工需要转向更实用、更清洁、更高效的技术，最大限度地减少能源和其他自然资源的消耗，建立产生极少废物和污染物的工艺和技术体系。可见，BIM的模拟不仅可以模拟设计好的建筑模型，还能模拟现实世界中无法操作的东西。BIM进行模拟实验，如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等。在招标和施工阶段，可以进行4D模拟（3D模型加上项目开发时间），即，根据施工组织设计模拟实际施工，确定合理的施工方案，指导施工。

同时还可以进行5D仿真（基于3D模型的成本控制），实现成本控制；在运行的后期，可以模拟日常突发事件的处理方式，比如上面提到的地震人员逃生模拟、消防人员疏散模拟等。

3 结论

建筑技术与信息技术的结合，建筑是主体。BIM是信息技术在建筑中的应用，赋予建筑“绿色生命”。建筑规划设计应以绿色目标和BIM技术为手段，以绿色理念和方法进行。运用BIM技术，推动绿色指标在建设和运营阶段的落地，促进全行业资源的进一步优化和整合。可以相信，传统的绘图方式将逐渐被淘汰，以BIM为起点的协同绿色设计革命已经悄然开始。