BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用论文_宋均涛

BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用论文_宋均涛

中广电广播电影电视设计研究院 北京市 100045

摘要:现如今,我国经济高速发展,人民对生活的要求不断提高,自然资源已无法满足社会的发展,因此,节能减排越来越重要。在进行绿色建筑节能设计中,传统的设计方法过程复杂,误差较大,很难适应和满足绿色建筑的大规模发展,而BIM技术的应用正好解决了绿色建筑设计过程中出现的问题,为绿色建筑提供了相应的技术保障。

关键词:BIM技术;绿色建筑;节能设计;应用

1BIM技术概述

1.1BIM概述

建筑信息模型(BuildingInformationModeling)是一种基于CAD技术等信息技术上发展起来的多维模型信息集成技术,它可以将建筑物的三维几何形状、建筑构件的材料、价格以及项目的建造进度等信息通过数字信息仿真模拟的方式传递出来。BIM具有可视化的三维信息模型,在BIM模型中,可视化的结果不仅可以作为效果图的展示,而且人员的调配、沟通和决策均可实现在建筑项目设计、建造、运营等过程中。同时,BIM是面向对象化的信息模型,按照一定规则来确定和约束几何参数,完成信息模型的建立;其次,BIM数据库能够导出各种形式的信息,具有多元化的信息输出方式。

2BIM技术的优势

2.1可视化优势

BIM技术具有可视化优势,能够以立体模型的方式模拟建筑物的真实情况,展现建筑设计的效果,并以数据为依托对建筑进行集成管理。同时,BIM技术的应用还可以模拟建筑工程的建设活动,模拟建筑物的日照、外部围护结构的热能传递状态等。这不仅能够确保建筑设计的科学性与合理性,还能够确保一旦发生了设计变动,BIM技术所构建的模型能够进行自动调整,大大缩短了设计人员的工作时间与劳动成本。

2.2协调性优势

以往的建筑设计工作,是以纸质绘图或CAD绘图的形式,并不能够全面而充分地显示全部建筑参数与信息,无法依据建筑信息来准确判断分析建筑结构上的缺陷,也不能准确判断建筑工程的施工周期与进度,而通过BIM技术的模型构建,就能够更加真实而详尽地展现建筑信息。另外,利用BIM技术的协调性优势,能够在建筑设计阶段,就建筑工程所涉及到的机电安装、管道安装等方面的问题进行充分协调,就安装工程生成协调与优化数据。

2.3优化性优势

BIM技术的应用还具有优化性优势,能够显示建筑设计的真实信息与数据,包括几何参数、物理参数与空间参数等,能够模拟建筑设计变更之后的真实情况。当建筑设计具有一定的复杂性之后,无论是设计人员还是施工人员,都已经无法全面掌握其中海量的数据,而BIM技术的应用就弥补了这一缺陷,使得建筑设计的优化成为可能。BIM技术对于建筑设计的优化包含设计方案的优化,在于将建筑设计与运营管理的投资回报相结合,便于业主选择更加适合的设计方案;对于特殊施工环节的优化,主要在于部分建筑项目中的异形结构,这些结构无论是设计还是施工都需要投入更高的成本,通过BIM技术就能够对异形结构的施工方式与进度加以优化。

3BIM技术在绿色建筑节能设计应用中的价值

把BIM技术应用于建筑设计阶段,尤其是绿色建筑设计过程中,可以在方案创作时在同一个工作界面同时建立二维和三维信息,快速输出各种参数值,缩短人工计算时间,并且输出的参数值是建立在设计模型基础上的,信息修改方便,可信度高,确保了参考值的及时性和准确性,实现方案优化,为建筑师绿色建筑设计星级评价和方案再修改提供了可靠的数值参考,提高了建筑师的工作效率,保障了建设项目的设计周期,保证了绿色建筑的设计质量。

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4BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用

4.1增强建筑与环境的适应性

我们可以在进行幕墙建筑选择时利用BIM技术做出相应的模拟并做出分析。首先我们需要由建筑方提供此建筑的设计图说明书和成型效果图;然后通过建筑方提供的材料第三方进行相应的分析;最后把上一步分析得到的相关数据信息输入到BIM软件中生成报告,再根据这些报告对不足的地方进行改进优化,这样不仅节约了资源还可以通过优化提高该建筑与环境的融洽度。BIM技术还可以模拟分析室内外的通风情况,从而有效的帮助控制室内通风情况限制人行区的风速,更好更有效的提高人们居住环境的舒适度。

4.2室内光环境和热湿环境的控制

我国领土辽阔广大,南北跨越纬度近50°,东西跨越经度60多度,因此由于地理位置的不同,气候的差异,产生了几种比较突出的气候分区,而这些气候分区又分为很多级别,所以根据级别的不同对建筑外窗采光和遮阳度的需求也有很大差异。例如:偏南部的地区对室内热湿环境控制尤其是对遮阳调节措施会更重视,而对外窗直接采光要求相对偏弱些。而在北部地区,特别是东北地区,建筑外窗更多的获得太阳光的直接照射,有利于提高室内天然采光效果和热环境,而对外窗遮阳要求标准却较低。那么如何能够有效的提高室内外采光系数、保温性能、遮阳效果之间的平衡成为建筑中多年研究的难题,也是绿色建筑设计尤为重要的评价标准。而BIM技术可以进行合理的分析调节,建筑师通过这些数据进行窗户尺寸的调节预算,从而来满足《建筑采光设计标准》的要求。通过对外窗材料性能、分隔方式或可控的遮阳调节措施的调节,达到对室内热湿环境质量的提升,从而达到《绿色建筑评价标准》中室内光环境和热湿环境的评价标准。

4.3进行运营与管理分析

将三维可视模型进行参数化是BIM技术的核心也是其主要工作原理。BIM技术可以将建筑所涉及到的各种不同行业的专业进行整合进行相应处理从而可以更直观的了解相关信息。BIM技术还可以为项目提供有利于运营及时了解绿色建筑不同阶段信息相当可靠的资料,从而节省相关的人力物力财力等,提高施工的品质和效率;降低施工难度,是建筑过程更加方便。

4.4通过场地内物理环境模拟获得绿色建筑评分值

建筑师可以通过BIM技术对建筑群、单体建筑和周边建筑群环境噪声、风环境和场地热到强度模拟生成的图像和参数与《绿色建筑评价标准》进行对比老判断该建筑是否可以获得绿色设计评价分值。如,场地内风环境在《绿色建筑评价标准》中规定:在冬季典型风速和风向条件下,建筑物周围人行区风速小于5m/s,且室外风速放大系数小于2,即得2分绿色评价分值,此规定中的风速的大小和风速放大系数便需要BIM软件来计算。

4.5BIM技术在室外环境及节地方面的应用策略

在绿色建筑设计过程中,会产生很多用传统的计算方法很难获得科学的计算结果的复杂性问题,而通过运用BIM技术便可以轻松快捷地获得理想的、符合标准的协调结果。使用BIM技术时首先需要建筑方提供该建筑的立体设计图、建筑效果图、建筑设计要求、建筑总平面图等专项资料,然后需要第三方提前做好采光试验,提供正确的分析报告。报告主要内容中总平面图要详细标出周围建筑与设计空间之间的相互关系;幕墙文件应该对光污染的说明进行详细的说明和分析。之后把上述中得到的所有数据信息全部输入到BIM中,再通过调整把分析数据转化成日照分析程序支持的格式进行简单调整,便可以轻松模拟日照得出分析报告,这样既可以防止人工计算中的失误,还有效的从根本上节约了很多不必要的资源,达到绿色建筑的初衷。

结束语

随着环保理念的不断普及,绿色建筑作为一种充分利用自然资源、围护生态平衡、追求建筑与自然协调发展的重要概念逐渐进入人们的视野,并在短期内得以大力发展,近年来,绿色建筑项目在我国各大城市中都得以展现。而要想推动绿色建筑的进一步发展,减少以往建筑成本居高不下的问题,就需要提高建筑设计过程中的技术应用水平,对BIM技术在绿色建筑设计中的应用加以研究就十分有必要了。

参考文献

[1]杜昱霏.BIM对绿色建筑工程项目管理影响机理的研究[J].长春工程学院学报(自然科学版),2017,18(03):38-40+75.

[2]王春秀.结合BIM技术的绿色建筑环境分析研究[D].安徽建筑大学,2017.

[3]韩笑影.BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究[D].吉林建筑大学,2017.

论文作者:宋均涛

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期

论文发表时间:2018/10/29

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