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摘要:一般来说建筑信息模型包括了各种建筑组件、地理信息系统、空间关系、几何学的数量还有性质,对于建筑材料立面的信息可以进行方便的提取,让建筑的每个系统还有部分都能够展现在人们面前,进而让建筑信息模型可以实现建筑组件数字化,刚好这些都满足了建筑被动式设计的相关需求。
关键词:BIM技术;被动式建筑设计
要想施工文件当中的信息是准确的,就需要保证其文件提交程序、环境状况、采购细节还有图纸等各种信息都是准确的。BIM技术不但可以给建筑、承造、设计物业主与经营者之间创造一个沟通的桥梁,同时还可以给他们提供更多的准确信息。所谓的被动设计就是对自然原理进行充分的考虑,创造还有改善室外室内环境的各方面需求,这些刚好都可以利用BIM技术来完成。本文就主要来探析在BIM技术的基础上怎么来进行被动式建筑设计。
1、BIM建筑模型的特点分析
1.1 可视化
所谓的可视化其形式就是“所见所得”,就建筑行业而言,在其中应用可视化起着非常重要的作用。比如施工图纸知识在图纸上利用线条将各构件绘制出来,但是构造的真正形式则需要相关的工作人员去进行想象了[1]。利用BIM技术可以将这些线条立体化使之成为一个立体事物图形在人们面前展现出来。在目前的建筑行业也会进行效果图的设计,但是其都是分包给相关的专业团队制作,并不是利用构件当中的信息进行自动生成的,这样一来就让各构件之间缺少了一定的反馈性还有互动性,但是BIM技术当中的可视化可以让各构件之间的反馈性还有互动性形成可视。基于BIM技术的那些建筑信息模型当中,因为其整个环节都是可视的,因此可视化的结果不但可以用来生成报表、展示效果图,同时项目运营、建造还有设计过程当中的决策、分析、讨论都是出于可视状态。
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1.2 协调性
建筑行业当中有一个重点内容就是协调性,不论是设计、业主单位还是是公共单位,他们的工作都是需要相互配合、协调来完成的[2]。在对工程进行施工的时候如果遇到了什么难题,需要把组织相关的人员开协调会,将施工过程中发生的问题的原因还有相关的解决方法找出来。BIM当中的协调性服务就可以对这些类似问题进行处理,也就是说在建设工程前期如果出现问题的话可以进行相互协调,进而提供出协调数据[3]。当然其协调作用也不是单单只是用来解决不同专业之间的不协调问题,同时它还能够解决其他设计布置和电梯井布置、防火分区还有地下排水布置之间的协调问题等。
1.3 模拟性
这里所说的模拟性并不是只是指将建筑物模型模拟出来,更重要是可以将在真实世界中不可以操作的事物模拟出来。在工程还处在设计阶段的时候,利用BIM技术可以将设计中需要的一些东西模拟出来,比如:热能传导模拟、日照模拟、紧急疏散模拟、节能模拟等;在工程进入招投标还有施工阶段的时候可以实施4D模拟,也就是说按照施工阶段的组织设计来进行实际施工的模拟,进而来保证施工方案的科学性还有合理性。
2、在BIM技术的基础上进行被动式建筑设计
被动式设计指的就是利用自然界中所出现的温湿度、风力、阳光等自然原理运用环境配置、设计还有规划的一些建筑手法来对室外室内环境进行创造还有改善,尽可能的不对常规能源进行消耗的一种设计方式[4]。其设计的目的就是减少利用常规能源来实现照明、制冷还有制热,同时会使室外室内的环境质量更高,其设计策略的重点就是根据所处区域的气候特征来展开设计,要考虑到建筑形式还有功能的要求等。
2.1 分析气候特征
BIM技术能够将那些纷繁复杂的气象数据利用图表的方式将其表现出来,这样就可以帮助建筑师对建筑工程所在地区的气象信息有一个比较直观的了解。利用图表可以将气象参数数据绘制出来,这样就可以将建筑物的朝向进行确定;运用焓湿图可以对被动式策略进行组合得出的效果进行分析,对设计参数进行调节,观察焓湿图中的各种变化从而找寻到适合的策略进行被动式设计。还有,因为界面可视化,建筑师就可以对界面进行定性分析来设计出适合本区域气候特征的措施还有效果。
2.2 分析日照采光
在建筑进入到设计阶段的时候需要将建筑的采光还有日照问题处理好,这也是让建筑实现节能的重要措施还有根本环节。建筑的布局还有地形的起伏程度对采光还有日照的影响都比较大[5]。因此需要对基地采取合理科学的模拟分析,特别是要准确分析场地上面的日照遮挡状况。相关的建筑师可以按照基地情况利用Virtual Environent 软件对初期的阴影遮挡、日照时数等情况进行模拟分析,依据模拟得到的结果对建筑洞口、还有整体布局进行设计,这样就可以让建筑物在冬季的时候可以接收到一定的太阳辐射,在夏季的时候则就会减少辐射。
2.3 分析风环境
合理科学的自然通风不仅有着显著的节能效果,同时还能够让空气质量得到改善。模拟风环境的目的就是对建筑物当中的空气流动能够有个模拟还有比较,从而使空间环境得到优化,降低能源的消耗,起到节能环保的作用。运用BIM技术可以进行虚拟模型的创建,然后利用IFC数据标准把这些导进CFD当中。利用对CFD还有BIM技术的相互配合,使得建筑师能够快捷、方便的对建筑物当中的气流流场实施模拟分析,评价分析其风环境,进而优化建筑设计。
2.4 分析遮阳情况
有的地区在夏季的时候非常炎热,这个时候其使用的主要防热手段就是遮阳设计,这也是进行被动式设计时候会用到的一种重要手法[6]。特别是在那些太阳能设计当中,按照气候条件对太阳能利用进行综合考虑的同时还需要进行科学的遮阳设计这样才可以减少空调所消耗的能源。
2.5 分析场地情况
BIM技术能够让建筑师在处于设计阶段的时候重视场地周边的生态环境。例如建筑师可以运用BIM技术把水体、绿化在同一个建筑物的功能还有形式中实现整合,在刚开始设计的时候就能够有对建筑物可能对场地造成的各种生态影响进行考虑。比如对于场地当中的热辐射情况进行一定的理解,如果其地区的辐射比较大,就可以配置一些绿化植被来达到遮阳、隔热等目的。还有,在小区里面那些有着较大辐射量的位置配置一些凉亭、常绿乔木、廊架、水体等各类设施来进行隔热,这样一来就能够满足用户所提出的需求同时还能够改善生态环境。
结语
当前,BIM技术已经对建筑行业产生了非常深刻的影响,其不仅可以提高工作效率,同时还能够让设计更加优化,让建筑质量得到保障。尽管从目前的情况来看,我国在应用BIM技术的过程中还出现了一些问题,但是随着科技的不断发展,BIM技术会渐渐成熟同时其会被广泛应用在建筑行业中这是发展的必然趋势。
参考文献
[1]杨波.BIM技术下的被动式建筑设计浅谈[J].四川水泥,2015,(08):93.
[2]过俊,李建宏,汪军,祁爽.基于BIM技术的建筑设计优化应用研究——以天桥剧场项目为例[J].建筑技艺,2014,(02):90-93.
[3]张桦.建筑设计行业前沿技术之一:基于BIM技术的设计与施工[J].建筑设计管理,2014,(01):14-21+28.
[4]牛润卓,袁小宜,田智华,陈益明.基于BIM的被动式绿色建筑技术在校园中的实践[J].建筑热能通风空调,2013,(04):89-92.
[5]罗智星,谢栋.基于BIM技术的建筑可持续性设计应用研究[J].建筑与文化,2010,(02):100-103
[6]黄亚鹏.基于BIM技术的建筑方案阶段被动式节能设计研究[D].重庆大学,2014.
论文作者:黄志雄
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第13期
论文发表时间:2017/10/11
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