探讨BIM技术在绿色建筑中的应用与评价论文_於东东

探讨BIM技术在绿色建筑中的应用与评价论文_於东东

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摘要:在建筑业快速发展的同时也出现建筑能源消耗的问题,为了更好地契合低碳环保节能的理念和原则,衍生出绿色建筑的概念和思想,并将绿色建筑的理念贯穿于建筑的整个生命周期,而BIM技术则成为了一种辅助建筑行业设计、施工和运营的技术和工具,它以独特的三维信息化的特点和优势,为绿色建筑提供了信息集成化管理的工具,具有极其长远的发展前景。

关键词:BIM技术;绿色建筑;设计;应用;评价

在社会进步和发展的同时,人们也要解决和应对发展中的生态与能源危机、人口增长等问题,由此也衍生出绿色发展的理念,而建筑业是一种传统的高能耗行业,随着城市化和现代化建设的不断深入,绿色低碳的可持续发展理念深入人心,在这个趋势和要求之下,先进的BIM技术进入到人们的视野,进入到绿色建筑的领域之中,较好地满足绿色建筑的全寿命周期使用要求。

一、BIM技术在绿色建筑设计中的应用分析

1、BIM技术在绿色建筑前期阶段的设计应用

在了解建筑场地的气候条件前提下,可以利用BIM软件中的Weather Tool进行分析,将气象数据的二维数字信息转化为图像,并将BIM技术应用于场地建模,创建场地的数字高程模型,利用地图矢量化采集、地面人工测绘、航空航天影像测量等方式生成场地模型的相关数据,然后再对建筑项目场地进行高程分析、坡度分析、朝向分析和排水分析,使之满足建筑周边交通要求、防洪要求、消防要求等。同时,还可以利用BIM模型进行场地平整模块,基于三维场地模型设置高程点,计算获取精准的施工土方量,选取最优化的施工方案,并依照设计标高自动进行道路平面、纵断面、横断面的协调设计。

2、BIM技术在绿色建筑初步设计阶段的应用

可以在绿色建筑初步设计阶段,进行风环境模拟、光仿真模拟、热模拟、声仿真模拟,不断调整和优化设计方案,以获得最佳的绿色建筑评价等级标准。具体来说:(1)风环境模拟分析与优化。可以利用BIM技术建构仿真模型,设置温度、辐射、围护结构热工等相关参数,进行自然通风的模拟分析和优化。(2)光仿真分析和优化。可以利用BIM软件的gbXML格式的模型文件,设置好工作平面位置、天空模型等,进行模拟计算,并充分考虑建筑周边的遮挡物在自然采光模拟计算中的影响,避免模拟结果的偏差问题。同时,还利用BIM模型仿真模拟建筑空间内部的等照度云图、自然光采光系数分布云图等,确保建筑室内空间照度分布的均匀性,最大程度上利用自然光进行采光,减少人工照明。(3)热模拟分析和优化。可以运用BIM模型仿真分析建筑表面的温度、表面日照辐射量、日照时间等。(4)声仿真分析。可以运用BIM模型仿真分析建筑几何表面的噪音分布,通过噪音声线图、声强线图等仿真模拟结果,确保建筑空间布局的合理性。

3、BIM技术在绿色建筑施工图设计中的应用

利用BIM信息模型的设计可视化特点,可以准确地标注管线的定位标高,直观观察建筑各楼层的高度分布情况,并通过对管线综合和冲突检测,较好地减少专业管线之间的冲突和碰撞现象。同时,还可以利用BIM技术和模型计算辅助工程算量,较好地实现各专业的协同设计。

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4、BIM技术在绿色建筑施工管理中的应用

可以运用BIM技术进行绿色建筑项目施工管理,可以将流水化施工、动态优化等BIM管理模式应用于绿色建筑之中,还可以将BIM技术与信息化技术相整合,使云计算、点云坐标转换、RFID等信息技术融入到绿色施工管理领域,较好地提升绿色建筑施工管理的智能化水平。

二、BIM技术在绿色建筑中的应用评价

BIM技术涵盖了建筑信息模型、建筑信息建模、建筑信息管理等诸多功能,它融合了所有的信息,处于不断更新、输入和信息提取的过程,并支持和提供透明化、协同化的工作环境,达到了操作可视化、信息完备化、协调实用化的要求。它应用于绿色建筑的意义主要体现为以下方面:

1、节地功能。在BIM技术的应用之下,建筑场地周边环境及空间得到了科学合理的模拟、规划、组织和布局,它利用建筑日照、通风、噪音等分析仿真工具和模型,较好地帮助建筑管理者实现对光、噪音和水等污染源的控制和优化。

2、节能。BIM技术应用于建筑之中可以较好地促进能源的利用,通过导入专业建筑性能分析软件,建构BIM模型,可以实现对围护结构热工性能、通风及供暖、节能电气设备、照明功率的分析,并不断调整设计参数,优化建筑形体、朝向、楼距、墙窗比等,以最大程度上减少能耗。

3、节水。利用BIM技术可以实现建筑虚拟施工,有效地避免室外地下管道预埋时的碰撞或冲突现象,较好地规避了建筑室外地下管网渗漏和破损的问题。同时,利用BIM技术还可以较好地通过对数据的分析,全面把握建筑物的日用水量,找寻用水浪费的原因并及时修正和调整。还可以利用BIM技术实现对雨水采集数据的统计和分析,较好地利用非传统水源,达到节水的目的。

4、节材。利用BIM技术可以建构材料信息数据模型,全程动态跟踪材料的使用情况,并预估建筑材料的总体用量,控制建筑材料的性能,并对建筑材料实施冲突和碰撞自动化检测,避免建筑材料浪费的现象和问题。

5、室内环境质量。通过BIM技术在绿色建筑中的应用,可以较好地改变建筑门窗的位置、大小及方向,评判室内空气的质量和效果。还可以利用BIM模型进行噪音和采光分析,提升建筑室内环境质量。

6、施工管理。利用BIM技术可以较好地应用于建筑施工管理之中。具体为:避免无谓的返工现象的冲突检测;优化施工现场管理的模拟施工;精准计算工程量;利用造价软件控制造价等。

7、运营管理。BIM模型可以整合建筑全寿命周期的信息数据,准确定位建筑异常故障部位,并快速高效地维修;同时,还可以实时跟踪和监测设备使用情况,较好地控制建筑能耗,达到绿色经营管理的目标。

综上所述,BIM技术有其自身独特的优势特点,可以将其应用于绿色建筑的全生命周期之中,实现绿色建筑设计管理、施工管理与BIM技术的无缝对接和整合,较好地提升绿色建筑的智能信息化水平,最大程度上利用建筑材料,减少建筑中的能量损耗,实现对绿色建筑设计过程、施工管理过程的优化和自动控制,较好地推动绿色建筑的可持续发展和进步。

参考文献

[1]BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[D]. 王慧琛.北京工业大学 2014

[2]基于BIM技术的重庆地区办公建筑节能设计探索[D]. 席加林.重庆大学 2013

[3]基于BIM技术的绿色建筑设计应用研究[D]. 程斯茉.湖南大学 2013

[4]基于BIM技术的建筑能耗模拟分析与传统建筑能耗分析对比研究[D]. 首灵丽.重庆大学 2013

论文作者:於东东

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期

论文发表时间:2018/4/2

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