基于BIM 技术的绿色低碳建筑全生命周期碳排放测算方法研究

中图分类号：TU1文献标识码：A

引言

随着可持续发展理念的深入人心，绿色建筑在建筑行业中的地位日益重要。然而，传统的施工管理方法在资源利用和环境保护方面存在诸多不足。建筑信息模型（BIM）技术作为一种新兴的信息化手段，为绿色建筑施工过程的优化提供了新的可能。通过将 BIM 技术应用于绿色建筑施工全过程，可以实现施工过程的精细化管理，提高资源利用效率，减少环境影响。

1BIM 技术在绿色建筑节能特点

1.1 建筑业在能源消耗与碳排放方面的基本现状

建筑业能源消耗呈持续增长态势，据统计，我国建筑业能源消费总量已由2012 年的 7958 万 t 标准煤增长至 2020 年的 13841 万 t，年均增幅达 7.6%。其中，建筑施工能耗约占建筑业总能耗的 60% 。大量的建筑材料生产也带来显著的隐含能耗，水泥、玻璃等高能耗建材产量不断攀升，进一步加剧建筑全生命周期能耗水平，能耗持续走高。建筑业碳排放形势也不容乐观，2020 年全国建筑业碳排放量为 19.5 亿 t，占全国碳排总量的 20.3%。运行阶段碳排放占比近80%，施工阶段占比约 15%，拆除阶段也有一定的碳排放量，在建筑存量持续增加背景下，既有建筑能效提升、节能改造任务艰巨。

1.2 基于BIM 技术的优化算法研究

优化算法是绿色建筑节能设计优化的关键。在 BIM 技术中，可以通过集成优化算法来实现节能设计的优化。例如，可以利用遗传算法、粒子群算法等优化算法来搜索最优的节能设计方案。在优化过程中，需要考虑建筑的朝向、窗墙比、遮阳设施、外墙保温、屋顶隔热、空调系统等因素对能耗的影响，并通过模拟不同设计方案下的能耗情况来评估优化效果。

2 基于BIM 技术的绿色低碳建筑全生命周期碳排放测算方法研究

2.1 建筑能耗模拟与分析

现阶段 , 主流的建筑能耗模拟软件大多集成了 BIM 接口 , 借助这个接口就能直接调用模型数据来开展分析计算。基于BIM 平台构建的建筑能耗分析模型,不仅可以准确反映出建筑的物理特性 , 还可以动态模拟建筑在不同气候条件及使用工况下的能源消耗情况。当前 , 主流的建筑能耗模拟软件已深度集成 BIM技术 , 建筑师利用 Revit、IES-VE 等工具可对建筑外围护结构的保温隔热性能进行精确计算 , 再结合日照分析来优化建筑朝向与开窗设计。在暖通空调系统设计阶段 ,BIM 技术可以帮助工程师基于气象数据库进行实时能耗动态模拟 ,辅助制定空调系统的最优运行策略。

在建筑照明设计中 ,BIM 工具可模拟室内采光效果并计算照明能耗 , 以此优化照明控制系统的配置。此外 , 建筑能耗分析并非只局限于单项指标的静态评估 ,BIM 平台提供的参数化设计功能让设计师可以快速对比不同方案的综合能耗水平 , 在满足建筑使用功能的前提下选择最优的节能策略组合。这种基于BIM 的多维度能耗分析方法明显提升了建筑节能设计的科学性与可靠性 , 为实现建筑全生命周期的低碳运营奠定了坚实基础。

2.2 政策与市场驱动

政策和市场驱动给绿色施工提供双重保障，形成“政策引导 - 市场响应 -技术升级”良性循环，碳交易机制设定碳排放配额与交易规则，让施工过程碳排放成本实现内部化，重点排放单位超标排放需购买碳配额，采用低碳技术的项目能获得碳减排量并出售，某大型建筑企业优化施工机械能源结构，每年减排 5 万吨二氧化碳，碳市场交易额外收益超 200 万元，提升绿色施工经济性，绿色金融从资本端强化支持力度，商业银行推出专项信贷产品，对符合认证项目给予利率优惠和额度倾斜，ESG 投资机构将碳排放强度纳入投资决策，推动房企选择低碳供应商与工艺，政策方面政府以税收减免、容积率奖励等降低绿色施工增量成本，市场上消费者对低碳建筑支付意愿提升倒逼企业转型，二者协同推动绿色施工从“政策强制”向“市场自发”演进，为建筑业低碳转型注入持久动能。

2.3 标准化与协同管理

标准化和协同管理是新质生产力推动绿色施工从技术落地迈向规模化应用的关键保障，绿色施工评价体系通过量化指标构建起技术门槛，像 LEED 认证体系从选址、材料、能耗等多个维度设置 40 余项评分项目，中国《绿色建筑评价标准》结合国情强化全生命周期碳减排要求，某超高层项目对照标准优化幕墙保温性能与光伏系统配比，最终获得三星级绿色建筑标识且碳排放强度较同类型建筑降低 28%，跨部门协作机制依托数字化平台打破数据孤岛，设计单位借助 BIM 模型共享建筑性能参数，施工单位基于 IoT 实时反馈施工能耗与废弃物产生数据，供应商根据需求动态调整低碳建材生产计划，某装配式建筑项目建立设计 - 生产 - 施工三方协同平台，实现预制构件误差率从 5% 降至 0.3% 且工期缩短 20% ，这种“标准引领 + 数据驱动”的模式不仅提升绿色施工规范性与可复制性，更通过全链条协同创新加速新技术、新工艺产业化进程，为建

筑业绿色转型提供系统性解决方案。

2.4 建筑与自然融合发展

随着“双碳”战略的提出，建筑与自然的一体化发展已是大势所趋，在设计理念上，生态建筑和仿生建筑的理念已经深入人心，设计师们从自然形态和生态体系中吸取了大量的灵感，使建筑看起来就像是天然生成一样，比如建筑表皮模拟了植物的叶子结构，不仅具有良好的自然采光和通风效果，还具有独特的美学价值。在空间安排上，建筑注意与周围的自然环境相协调，依山傍水，尽量降低对自然景观的破坏，通过在屋顶花园和垂直绿化的大量使用，来提高绿地的数量和改善小气候。在技术上，对自然通风、采光、遮阳等被动技术进行优化和创新，充分利用自然地形和风向等自然条件，达到自然通风冷却，降低机械通风的能耗，通过对窗的尺寸和位置进行适当的设计，使室内的采光得到充分的利用，减少了室内的照明能耗，建筑与自然的协调发展，既可以减少建筑的能源消耗和碳排放量，又可以为人们创造一个舒适、健康、贴近自然的生活和工作环境，达到建筑与自然的和谐共生。

2.5 推动建筑垃圾减量化、资源化、无害化

高标准打造建筑垃圾减量化、资源化、无害化闭环管理体系，破解建筑垃圾污染难题，强化源头减量，严格落实建筑垃圾排放核准制度，将减量化要求纳入施工许可审批流程，推行装配式建造，提高建筑工业化、标准化、集约化水平；促进资源循环利用，加快完善建筑垃圾分类收集、中转运输、集中处置等设施体系，积极推广建筑垃圾原料化利用技术。

结束语

基于 BIM 的绿色低碳建筑节能技术创新研究意义重大。一方面 ,BIM 技术凭借其可视化、协同性、模拟性等特性 , 为绿色低碳建筑节能技术创新提供了有力支持。另一方面 ,BIM 技术正引领建筑业向数字化、智能化、低碳化方向转型。这一技术创新不仅优化了建筑全生命周期管理流程 , 也为实现建筑领域碳达峰、碳中和目标提供了有力支撑。未来应加快 BIM 技术标准体系建设 , 深化产业链协同创新 , 培养复合型人才队伍 , 有利于推动绿色建筑高质量发展 ,助力国家“双碳”战略目标的实现。

参考文献：

[1] 翟正英“. 双碳”目标下山西省绿色低碳建筑技术应用推广策略研究[J]. 砖瓦 ,2025(03):33-37.

[2] 林萍英 , 瞿燕 , 李海峰 . 绿色低碳技术在上海地区历史建筑修缮改造中的应用 [J]. 住宅科技 ,2025,45(04):61-66.

[3] 董晓 , 刘加平 . 论全面推行绿色建筑与“双碳”目标实现 [J]. 建筑科学 ,2025,41(04):1-5.

[4] 耿胜男 , 刘鑫军 , 陆云龙 . 基于全生命周期的住宅建筑项目碳排放研究——以河北省为例 [J]. 项目管理技术 ,2025,23(04):142-146.