BIM技术在绿色建筑中的应用论文_蔡健敏1,严晓东1

BIM技术在绿色建筑中的应用论文_蔡健敏1,严晓东1

1.宁波大学土木与环境工程学院 浙江宁波 315211

摘要:本文首先说明了BIM技术与绿色建筑的概述,接着分析了将BIM技术应用在绿色建筑中的优势,其次根据绿色建筑的指标体系,分析了BIM技术在绿色建筑中的具体应用,最后分析了不足之处,为将BIM技术与绿色建筑结合提供了相关建议。

关键词:BIM技术;绿色建筑;应用

1.引言

近年来,建筑行业迅猛发展,其能源消耗量也随之增加,这与现阶段国家提倡的生态建设有差异。而绿色建筑在推动我国建筑行业的可持续发展上发挥了重要作用。自2006《绿色建筑评价标准》发布实施以来,十余年间,越来越多的建筑朝着这一标准努力,绿色建筑的规模也迅速扩大。国务院印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》中明确要求:“到2020年,城镇绿色建筑建设面积占新建建筑面积比重超过50%”。在这种环境下,技术手段因其信息的繁杂与传递效率低下等缺点无法完全满足市场的需求。而BIM术依托其可视化、协调性、模拟性等特征,对建筑进行三维模拟,加强各专业之间的协同合作,致力于解决传统建筑建设过程中的问题,最终实现方案的优化,满足建筑的可持续发展要求。可见,BIM技术与绿色建筑的结合能够有效地推动建筑行业的信息化与现代化,从而达到减少环境污染与节约能源的目标。

2.基本概念

2.1 BIM技术

BIM技术,即建筑信息模型技术,它可以帮助实现建筑信息的集成,为建筑工程项目从设计、施工、运营直至建筑全寿命周期的终结提供强大的数据支持和仿真可视化模拟。在设计阶段,设计人员通过BIM建模软件建立建筑工程三维模型,利用数字化技术,对建筑信息进行展示与分析。并且设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM技术进行协同工作,使得信息在项目策划、实施和维护过程中的利用率达到最大,有效提高工作效率,降低成本,以实现可持续发展。

2.2 绿色建筑

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内最大限度地节约资源,包括节能、节地、节水、节材等,保护环境和减少污染,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间,其要求用最小的能耗来谋求最舒适的室内环境,实现资源的最大利用化,推动可持续发展。与普通建筑不同,绿色建筑从工程项目的勘察设计阶段一直到最后拆除阶段的全过程始终贯彻可持续发展理念,并且在建筑的设计过程中运用绿色技术,更加注重生态文明,相比于传统建筑而言,能够更加有效地节能环保。除此之外,绿色建筑更加强调利用自然资源,例如光照、风向等,贯彻因地制宜、就地取材的思想,避免破坏生态环境。

3.BIM技术在绿色建筑中的优势

3.1 信息化发展

BIM技术是一种信息技术手段,可以通过其创建包含项目材料参数与建筑实体尺寸的三维立体信息化模型,进行数据与信息的共享,这种数字化的管理能够促进建设项目各个环节的协同工作,模拟分析绿色建筑的环保效果,为绿色建筑设计提供强大的技术保障。

3.2 BIM软件多样化

专门为满足绿色建筑标准而制定的软件相当丰富,在建模阶段可以使用Revit等软件,在设计阶段能够利用AutodeskCivil3D软件形成三维数字地形模型。BIM模型建好后可以将模型信息导入国内的广联达等软件进行算量,或者导入BIM4D、BIM5D这类BIM施工平台管理软件查看成本与进度信息,对项目进行智慧化的管理。

3.3 减少施工费用

绿色建筑工程是由多个环节与施工项目组成的系统工程,它在施工过程中运用了多项绿色技术,因而与传统建筑相比,绿色建筑很容易造成施工成本的增加。而BIM技术的应用,依托全过程模拟的手段,使设计师能够及时完善设计方案,施工单位合理安排施工顺序,防止施工中冲突与摩擦的发生,减少不必要的浪费,以有效降低施工成本。

4.BIM技术在绿色建筑设计中的应用分析

笔者通过建筑模型信息指标体系(节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理)来探讨BIM技术在绿色建筑设计中的应用。

4.1 节能分析

此处的节能包括建筑模型信息指标体系中“节地、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用”四个方面。在节地方面,BIM技术能对施工场地进行模拟分析,包括施工现场的空间布局以及建筑朝向等,从而提高建筑用地的利用效率,达到节地的目标。

在节能与能源利用方面,将BIM技术建立的虚拟三维模型导入能耗分析软件中,独立测量动力、照明插座、暖通空调、特殊用电等能耗,对能源进行实时监测、优化使用与分析,从而达到节能的目的。例如,利用BIM技术建立绿色建筑室内模型,模拟采光系数,从而有效确定最优窗墙比,实现建筑在运营使用阶段能够以最小的能耗来满足人体最舒适的光照要求。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,对节能灯具和光导照明系统的使用进行模拟,最大程度地利用自然光,降低人工照明能耗,减少能源的消耗。

在节水与水资源利用方面,借助可视化模型分析利用绿色建筑内各种节水器具,清晰地显示地下管道,提高给排水系统的性能,达到节水的目的。例如在施工阶段,就可以根据BIM技术对绿色建筑施工现场的各种用水设备进行仿真模拟,对施工用水量进行控制,避免造成水资源的浪费。另外,在绿色建筑设计中,还可以利用雨水回收系统用于灌溉室外景观植被、道路冲洗、洗车等措施来减少水资源的消耗。

通过BIM技术,还可对建立的绿色建筑信息模型进行碰撞检查,包括安装各专业之间及安装工程和结构工程之间,使可能会发生的冲突在初步设计阶段就得到解决,保证在工程施工过程中建筑材料供应量在合理范围之内,避免施工材料的浪费,并且可以尽量使用可循环材料,实现节材的目标。

4.2 环境质量分析

此处的环境质量包括建筑模型信息指标体系中的室内环境质量与室外环境质量两个方面,两者均主要由热湿环境、光环境、声环境、风环境、空气品质五个方面组成,其涉及的物理参数有温度、湿度、照度、噪音、风速以及二氧化碳浓度等。在绿色建筑的评价指标体系中,环境质量占据了很重要的地位。因此,通过建筑信息模型对其进行分析是提高环境质量的一个关键方法。首先,利用BIM技术建立的三维可视化模型,输入相对应材料属性、外部围护结构等信息,其次导入相关软件中进行分析,可对室内环境质量进行评估与优化。BIM技术亦能模拟分析绿色建筑施工现场的环境,包括风速、日照等,以达到优化室外环境的目的。另外,可以采用相应的绿色建筑设计来保证室内外的环境质量,例如建设屋顶绿化或者是垂直绿化来降低室内外的二氧化碳浓度,同时可以降低夏季空调能耗,减少屋面保温层的设计厚度,节约造价。

4.3 施工与运营管理分析

在绿色建筑的项目施工阶段,利用BIM技术进行施工模拟,在三维模式下观看施工过程,检测各部门的工作是否存在冲突或者重合,能够清晰地看到下一道工序按照原计划进行可能会造成的过错,对施工现场布置和人员配置进行优化,对工程项目施工过程进行指导。另外,还可以将模型信息与进度计划相关联,合理有效分配项目施工过程中需要的各类施工设施,合理调度各项资源,以此保证施工现场的进度能够正常推进。例如,机电是绿色建筑中一个比较关键的部分,随着当代建筑机电设备的类型以及数量的增加,给机电管线施工带来了极大的难度。而通过借助BIM模型可以对整个绿色建筑的机电管线进行全面地分析,从而设计出比较合理的机电管线施工方案。

在运营管理时期,利用BIM技术能够实现对绿色建筑运行数据的优化处理,使得管理人员能在第一时间掌握全面的运行数据,了解建筑运行弊害,从而以最快的时间在最大程度上规避危害的扩大,并且采取有效的应对措施,降低经济损失。

5.BIM技术在绿色建筑中应用的外部环境

将BIM技术应用到绿色建筑中是一个新兴的开展,在这个过程中仍然有许多问题,下面将从四个外部环境来分析BIM技术在绿色建筑中应用的发展瓶颈问题。

5.1 法律环境

我国目前的建筑行业缺少相对标准的BIM技术应用标准,行业应用规范参差不齐,且BIM的法律责任界限不够清晰。因此,我们应该努力制定出相对标准的BIM技术应用标准并且明确其法律责任界限。

5.2 技术环境

BIM技术的推广程度还比较低,只有极少数的人会使用BIM技术,而大多数的工程师仍然在学习阶段。为了解决此类问题,我们应该加大BIM技术的应用与推广,鼓励各大高校开设有关BIM应用的课程,确保毕业生初入工作岗位之时就能熟练掌握软件的使用以快速适应行业的变化与发展。

6.总结

BIM技术的应用能够继续不断推进我国绿色建筑的发展,实现数据信息的共享,提高绿色建筑设计的科学性。但是,我国BIM技术的发展仍然处于初步阶段,如何更加合理高效地利用BIM技术进行绿色建筑设计与管理是未来建筑业的发展方向。我们必须通过今后的努力,让BIM技术解决更多绿色建筑中的问题,为建筑业的可持续发展贡献一份力量。

参考文献:

[1] 李冲.BIM技术在绿色建筑设计中的应用[J].规划与设计,2019

[2] 孙楠,李建宁.BIM技术在绿色建筑中的应用[J].北京力学会第25届学术年会,2019

[3] BIM技术在绿色建筑中的应用研究[J].节能环保,2019

[4] BIM技术在绿色建筑中的应用研究[J].技术与应用,2019

[5] 试析BIM技术在绿色建筑设计中的应用[J].建筑设计,2019

作者简介:

蔡健敏 出生年月:1999年8月 研究方向:工程管理

论文作者:蔡健敏1,严晓东1

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/16

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