摘要:建筑行业的快速发展推动着我国国民经济的快速发展,但是其行业施工、运营和维护所消耗的能源也占到了全社会能源消耗的三分之一,并且在未来还将呈现逐步上升的趋势。BIM技术能够为建筑行业的设计、施工、运行全周期提供整体的协作平台,为推动绿色建筑节能技术的应用提供强有力的技术支持。
关键词:绿色建筑;节能设计;BIM技术
在建筑行业的发展过程中,做好绿色建筑节能设计工作,能够为整体工程项目的规划确立正确的方向,减少在施工过程中因项目变更带来的隐性成本,提高工程的经济效益和社会效益。大量的工程实践和研究数据证明,将BIM技术全面应用于绿色建筑节能设计的全过程,能够极大的提高绿色建筑节能设计的水平。
1、BIM技术的特点和发展现状
1.1BIM技术的特点
BIM(Building Information Modeling)是建筑信息模型的简称,其设计理念源于上个世纪七十年代的美国,对于其确切的概念目前在行业内部还没有形成统一的认识,但是其作为一种应用范围广泛的技术手段,为建筑行业的设计人员提供了全新的设计理念和信息处理方式。相对于建筑行业传统的设计方式而言,BIM技术具有多方面的优势:首先是其改变了传统设计模型中以点线面为基本操作对象的模式,转而以建筑构件为基本对象,为设计人员提供了更加直观的设计体验。其次其提供了多种视图的切换模式,快速实现了“所见即所得”的效果,能够直接得知设计方案对应的三维模型。再次是BIM建模方式是以参数化建模的方式来运行的,能够通过即时参数值的改变建立起新的模型,为建筑设计的全过程信息化管理奠定良好的基础。最后是BIM技术不是仅应用于设计阶段,而是贯穿于建筑建设和运行的全过程,能够实现对项目建设的综合管理。
1.2BIM技术的发展现状
BIM技术的应用是依托于BIM软件的推广应用来实现的,就目前而言,在我国的建筑市场上,已经有数十款相关的软件投入到市场应用中,并且基本覆盖了从勘察设计到管理运维的各个阶段,为推动我国建筑行业的整体发展水平提供了极大的支持。但是从另一方面而言,这些软件之间并没有实现信息化的互相连接,在相互之间的信息传递上还存在较大的障碍,这在一定程度上对BIM技术的推广应用起到了反面的阻碍作用。
2、绿色建筑节能设计的要求
绿色建筑概念的提出在国际上已经有了上百年的历史,在国内的提出和应用也有了数十年的历史,近些年来,随着我国绿色建筑评价标准和评价体系的逐步完善,其推广和应用的速度不断加快,就目前的发展水平而言,在绿色建筑的设计过程中需要注意的问题主要集中在以下几个方面:一是要能够切实减少不可再生资源的消耗,达到节约能源的目的。二是要尽量提高建筑主体在施工和运营过程中的能源利用效率,提高可再生能源的使用比例。三是要减少施工和运营过程中对自然环境的破坏,减少人为活动对周边环境造成污染,包括水污染、大气污染和声光污染等各个方面。四是要能够保障室内和社区周边的环境质量,为人类的生产生活提供更加良好的生活条件。以上条件的达成,需要在绿色建筑节能设计过程中,深度引入BIM技术的应用,尤其是依托BIM技术的预评估系统,科学实现对绿色建筑设计过程中各方面要素的控制。
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3、BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用
3.1进行整体框架设计
基于BIM技术进行绿色建筑节能设计,首先要对整体设计任务进行框架设计,对于一般的建筑设计而言,其框架建立可以分为三个部分:一是进行建模模块的设计,这一部分的工作虽然极少涉及绿色建筑的内容分析,但是其是BIM绿色设计的基础,在进行建模工作时,要求尽量选择对应的环保材料,在进行机电设备的选型时,要尽量考虑到能耗优化。前期模块构建的质量的高低,会对后期的分析和检验结果造成直接性的影响,从而决定了整体绿色建筑节能设计的质量。一个完整的BIM模型,应该包括基于土建专业的建筑建模、结构建模和基于机电专业的给排水建模、暖通建模和电气建模两个部分。二是做好检查模块的构建。模块碰撞是BIM技术的重要应用功能和标志之一,其对绿色建筑节能设计的主要贡献,是能够在施工图纸完成之前发现设计过程存在的错误和相互冲突的环节。目前我国的绿色建筑评价标准已经达到较为完善的程度,大多数的设计内容都做出了对应的硬性标准,在设计过程中将这些标准的相关数据输入到BIM软件中,就可以自动完成对应的检查工作,如果设计内容达不到标准的要求,设计方案就会被退回进行重新设计,在这一模块的支持下,可以确保绿色建筑设计内容完全达到标准的要求,减少重新设计的概率,提高整体工作效率。三是构建分析模块。分析模块的功能主要集中两个方面,一是对设计方案进行绿色性能分析,二是确保整体设计方案能够达到经济性等方面的要求。绿色性能分析是绿色建筑实现的关键环节,在BIM技术应用过程中,重点需要关注建筑物在使用期间的能耗控制,进行这方面分析的内容主要包括风环境分析、室内采光分析、日照分析和综合能耗分析,从而合理的确定建筑物的朝向、通风采光设计等方面的设计方案。建筑方案的经济性控制也是绿色建筑节能设计中重要的方面,也是比较容易忽视的方面,在设计过程中,要选择出具有整体性价比的方案,而不是片面追求“绿色”效果或者成本最低。
3.2设计流程
在绿色建筑节能设计中,依托BIM技术进行流程设计的顺序与其框架设计的顺序基本是保持一致的,首先是基于BIM软件进行建筑、结构、机电三个方面进行建模,其次是进行碰撞检查、管线综合检查和合规性检查,在此基础上对模型进行检查和调整。第三步是对绿色性能进行整体分析,包括风环境、采光分析和日照分析等各个方面,在结合财务分析的基础上,确定整体设计方案是否符合出图要求,否则将回到第一步重新开始设计工作。
3.3设计工具与内容
在前面已经论述目前在我国的行业发展过程中,常用的BIM设计软件有数十种之多,其不仅涵盖了建筑工程开展的全部流程,还有多种软件涉及到专门的设计内容与环节,由于这些软件在设计过程中采用的算法和保存格式之间相互不兼容,目前还没有某一款软件能够满足全部的设计需求,因此在设计工作开展之前,需要根据项目设计的具体目标和要求选择合适的设计软件。
3.4基于BIM技术的绿色节能设计分析
在实际设计过程中,绿色节能设计需要从三个方面的因素进行入手:气象分析、光环境分析、声环境分析。由于BIM在我国建筑行业中的应用时间还比较短,目前正处于发展过程的上升期,所以在某些方面的分析作业中还存在诸多方面的不足之处。在进行气象分析时,需要从日轨分析、焓湿图分析、风力分析和逐日气象四个方面入手;在进行光环境分析时,必须采用对应的软件进行内容分析;声环境的分析由于受到外界即时环境的影响因素较大,目前还没建立起完善的设计标准和体系。
4、结束语
绿色建筑节能设计是我国建筑设计行业的必然要求和重要的发展方向,在可以预见的时间段内,其设计标准还将会朝着更加严格的方向发展,设计细节必将更加明确化。这就要求在绿色件数节能设计过程中,必须要强化BIM技术应用的水平,不断推动我国建筑行业的整体发展。
参考文献
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论文作者:傅彬,徐骏文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/21
标签:技术论文; 建筑论文; 建筑节能论文; 建模论文; 过程中论文; 建筑行业论文; 设计方案论文; 《基层建设》2019年第16期论文;