摘要：BIM技术在建筑领域获得了广泛应用与认可，与此同时，随着可持续发展理念的不断推广以及人们绿色环保意识的提高，绿色建筑越来越受到人们的追捧，舒适、节能、可持续发展将是未来建筑建造的主旋律，因此探究日照、热环境、声环境等环境条件对建筑的影响在建筑设计阶段就显得十分必要。
关键词：BIM技术；绿色建筑；分析
绿色建筑追求人、建筑和自然的和谐发展，通过合理的建筑设计和建造减轻建筑对环境的污染，节约能源以及资源，做到建筑与环境的可持续发展。随着人民生活水平的提高，追求舒适、健康的生活环境也成为越来越多人们的追求目标。随着国家对绿色建筑的重视、绿色建筑政策的不断出台，未来几年，绿色建筑在中国必将成为一种发展趋势。本文结合青岛地区气候环境，针对某别墅项目进行了全面的绿色分析。
1分析方法
首先，利用BIM软件对建设项目建模，将建好的模型导入绿色建筑分析软件对其进行日照遮挡、太阳辐射、热环境、声环境的分析，发现其设计中的优缺点。
2气候分析
“气候”是指由太阳辐射、地面性质、大气环流等相互作用决定的某一地区多年的天气特征。建筑具有明显的气候特征，气候在不同的地域存在着巨大的差异，由此也造成了建筑的巨大的地区差异。
2.1太阳辐射与最佳朝向
太阳辐射对于建筑设计来说既有有利的一面又有有害的一面。适量的太阳辐射能给建筑内环境带来充足的光照与温暖。但太多的太阳辐射也会带来能源消耗的增加，如天气炎热时太阳辐射的增多会造成空调制冷功率的提高。由此可见，对于建筑的绿色分析，太阳辐射分析是必不可少的。
通过对项目建设地一年中太阳辐射图像分析，可以获得青岛地区建筑的最佳朝向，青岛地区建筑最佳朝向为170°，即朝向南偏东10°，最差朝向为80°，即朝向东偏北10°。此外，图中的绿色箭头表示全年的平均曝辐射量最多的朝向为155°，蓝色箭头表示过冷时间（冬季）内的曝辐射量最多的朝向为170°，细红色箭头表示过热时间内（夏季）曝辐射量最多的朝向为120°。由此我们可以看出，青岛地区建筑的最佳朝向就是过冷试件内（冬季）曝辐射量最多的方向。由于青岛地处沿海，冬季湿气大，温度低，所以需选择冬季曝辐射量最多的方向以充分利用太阳辐射提高室内环境温度，降低采暖负荷，减少能耗。
2.2基于焓湿图的被动式设计策略分析
简单来说，焓是用来表示物质内部含有的一种能量的物理量，其单位是KJ或者KJ/Kg，由此也可以看出它是一个表示物质状态的参数。在通风、空调工程中，焓湿图用来确定空气的状态，包括含湿量、温度、大气压力、水蒸气分压力与热环境的关系。而在气候分析中，焓湿图可以直观的分析与确定建筑室内外环境的冷、热、干、湿情况。
被动式设计是指通过科学的方法使建筑与自然环境的有机结合以达到舒适、节能的目的，如调整建筑的朝向、遮阳装置、自然通风、围护结构等。这些方法大多不需要使用机械设备、不可再生的能源，而是被动接受或者直接利用阳光、风等可再生能源。建筑的主动式设计则与被动式设计恰恰相反，主动式设计大多依赖不可再生能源来提高建筑的舒适度，如利用灯光提高建筑内的亮度、利用空调来制冷。被动式节能的概念起源于德国和瑞典，并在近20年获得快速发展，在绿色建筑越来越受到人们重视的今天，被动式设计也更多的收到了设计师的青睐。
2.2.1被动式太阳能采暖
被动式太阳能设计是指在一个地区气候过冷时段，利用太阳能提高室内温度的设计方法，它的主要影响因素是室外温度和太阳能辐射量，而建筑本身的窗地比、保温性能等也在一定程度上影响了建筑对太阳能利用的效果。
2.2.2自然通风
空气的流动带来了人体与周围空气的对流换热，也加快了人体汗液的蒸发，从而提高人体在某一环境下的舒适度。因此，有效的自然通风是影响建筑舒适度的重要因素。
2.3.3蒸发降温
水的汽化能够吸收热量，蒸发降温便是利用这一原理。蒸发降温又分为直接和间接两种。直接蒸发降温是指室外干燥高温的空气流经水体构件时，伴随的蒸发吸热过程，使气温降低。间接蒸发降温是指通过太阳的辐射使水构件中的水分蒸发而使温度降低的方法。
3日照遮挡模拟分析
日照与人类生活息息相关，甚至能够影响人的身心健康、工作效率。在北方寒冷的冬季，人们更加迫切的需要更充足的日照来缓解寒冷。因此，充足的日照是建筑设计时必须考虑的内容。在我国城市地区，尤其是大中城市，土地价格昂贵，造成许多建筑拥挤在狭小的空间，不能获得充足的光照条件。为了改善这一现象，保证建筑的舒适程度，我国《住宅建筑规范》规定了不同规模的城市根据所在地气候所需满足的日照标准，其中，青岛市每套住宅需至少有一个居住空间满足在大寒日有效日照时数大于等于3小时，其中，有效日照时间规定为8点到16点。
选取1月20日进行分析，即青岛地区大寒日，可以获得不同时间点建筑阴影变化情况，如下图所示，从图中可以看出，自上午9点起，别墅一层已基本无阴影遮挡，因此别墅布置符合青岛地区大寒日有效日照大于3小时的要求。
4逐月不舒适度分析
当一个建筑的一个区域没有空调系统，而该区域又有人员居住或工作，可以根据当地气候条件以及区域所在位置计算出该区域的逐月不舒适度，这项分析也一定程度上直观的反应了建筑的热环境质量。
图中横坐标为月份，纵坐标为时间。红色柱状图表示该月份过热造成的不舒适时间，蓝色柱状图表示该月过冷造成的不舒适时间。青岛地处北温带沿海地区，具有明显的温带海洋性季风气候特征。虽然青岛冬天不会太冷，夏天不会太热，但由图中可以看出，夏季7月到9月，冬季12月到2月仍会因过热或过冷引起较多的不舒适时间。因此，设计者可以在这两个时间段采取相关措施来减少不舒适时间。
5结束语
无论是气候还是光环境、热环境、声环境，都与我们的生活密切相关，基于BIM的绿色建筑分析在美国等发达国家已经得到广泛的应用与推广，我国虽然起步较晚，但其近几年在国内依然展现了强劲的发展势头，许多大中企业已设立相关研究部门，在当前我国大力支持可持续发展的大环境下，基于建筑信息模型（BIM）的绿色建筑分析在我国必将获得长远的发展。
参考文献：
[1]易君，魏来.BIM技术在绿色建筑评价体系中的应用.工程建设标准化，2014，4：51-55.
[2]赵夏. 住宅建筑被动式节能设计研究.太原：太原理工大学，2013.
[3]董馨潞，殷青，张天悦. 寒冷地区住宅节能设计研究. 城市建设理论研究，2013，19.
论文作者:陈风伟,杨春辉,王世禄
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签：建筑论文; 日照论文; 被动式论文; 环境论文; 青岛论文; 辐射量论文; 朝向论文; 《基层建设》2019年第25期论文;