谢怡
中煤科工重庆设计研究院(集团)有限公司,重庆市400000
摘要:绿色建筑设计和建筑节能设计之间有着非常密切的联系,二者相互融合,相互促进,在共同作用下,为可持续发展和环保事业做出了突出贡献。只有在建筑设计中充分体现出绿色建筑的设计理念并做好建筑节能设计,才能设计并建设出符合标准和要求的绿色建筑,推进建筑进一步发展,缓和人口与资源、生态环境的矛盾,实现建筑与自然共生、人与自然和谐。本文对BIM技术的绿色建筑节能设计应用进行分析,以供参考。
关键词:BIM技术;绿色建筑;节能设计
引言
近些年来,我国建筑行业正在蓬勃发展,在整个建筑工程实施的过程中,最重要的部分之一就是建筑设计,通过合理的建筑设计能够将建筑资源、结构进行良好的调配,提高资源利用率。随着人们生活质量的提升,越来越多的人开始关注绿色理念,为了真正实现大自然与人类的和谐共处,创造良好的生态环境,将绿色理念融入建筑设计的过程中,尽可能采用多种节能技术来减少能源的消耗,紧跟现代化可持续发展的脚步。
1传统建筑设计中存在的问题
我国推行可持续发展理念,提倡绿色生活,节能减排。在建筑这个消耗资源较多的行业中,更应该要从方方面面做到对资源的开源节流。然而,传统的建筑设计理念中,设计师并没有考虑到节能环保这个问题,导致了环境污染问题的出现。环境污染是当代人最不愿意去面对的问题,环境污染不仅对人们的居住环境带来了影响,还对子孙后代的生活有影响。合理整治环境污染不可忽视,所以在房屋建筑设计时,要考虑到节能环保问题,减少建筑垃圾排放,科学利用自然资源,减少额外资源的利用率。资源就可以减少能源,达到保护环境的要求。
2绿色建筑设计的原则
2.1因地制宜原则
现阶段,社会在发展,人们的物质生活水平在不断提升。在选择住宅环境以及工作环境时,人们更加重视建筑的舒适性和美观性。在绿色设计理念的推动下,设计师在对绿色建筑进行设计时,必须在对现有自然资源进行合理利用的基础上,保障建筑设计的质量,提升建筑的美观性以及舒适度。这需要设计师结合建筑当地的民俗习惯以及特有的地理环境,对设计方案进行合理规划,以此提升建筑的科学性,满足建筑使用者的需求。
2.2经济性与高效性原则
在建筑设计过程中,要想落实低碳绿色理念,就必须重视建筑施工中对能源利用的经济性和高效性,这需要设计师在设计过程中重视对资产的严格把控,同时要在建筑设计中实现对资源和能源的合理配置,提升绿色建筑理念的经济性,提高资源利用率。
3 BIM技术在绿色建筑节能设计中的具体应用
3.1采光模拟
为了满足建筑节能设计标准,需针对建筑体周边环境进行全面分析,计算室内采光条件后,方可设定建筑参数值,如窗地比。合适的采光密度、采光强度,可明显提高室内照明效果,同时,起到节约能源的功效。适宜的阳光可为大众生活、学习等提供良好舒适的环境,同时,适度光照可避免不良环境对眼睛的损害。生活中采光包括自然光、人工光两种形式。建筑节能设计中,需针对如何在建筑体内高效留用自然光这一要素。经由建筑设计,可将室外自然光引入室内,不但降低能耗,还可达到良好效果。为了合理利用自然,设计中需针对建筑体的采光性进行前期分析,充分考虑房屋内部分房间因布局问题导致的采光不足、光照过强等状况。针对上述问题,可借助遮光帘进行遮挡,还可以在窗外种植树木,一方面,可阻挡夏季的强光直射;另一方面,还可起到隔音、降噪等功效。冬季树叶落掉,也不会对室内造成过度遮挡。
3.2建筑热工分析
外围结构的节能设计工作十分关键,是建筑节能的关键部分。
以Ecotect软件为分析工具,从外围结构出发,对建筑节能进行了详细分析。针对室内热环境的分析中,还要充分考虑热负荷、冷负荷条件。其中冷负荷与下属要素密切相关,包括室内热源的潜热、室内湿源的潜热,需充分考虑围护结构的的热和空气流通带走热量。如果得热量为负,表明发生了散热现象。当失热总量大于得热总量时,房间内部的得热量为负,即得失热量的大小对整个房间的热负荷具有直接作用。具体工程项目中,为了保证温度参数的合理性,必须考虑建筑体自身环境特点、环境因素等进行分析,判定热工分析结果后方可进行设计。如果没有制冷措施时,夏季室内温度低于室外、冬季室内温度高于室外,则表明此时外围保温隔热层起到了良好功效,但是,对于温度极端高或低地区,其室内温度和最适宜温度仍会存在一定差异,为此,必须进一步进行保温、隔热的优化。夏季高温环境下,太阳辐射会对外围护结构产生极大影响,如果围护结构隔热性差,需充分考虑室外综合温度波、室内空气温度的共同作用,否则内表面会发生高温现象。
3.3明确建筑朝向
建筑朝向设计是绿色建筑节能设计的一个关键内容,科学的朝向能够实现对于室内光照和温度的合理调节,在夏季炎热时可以避免室内因为光照时间过长出现高温,冬季寒冷时也可以保证充足的光照,有助于提高室内温度。从节能设计的角度,当建筑本身具备一定的温度调节能力时,其在使用过程中就可以有效减少采暖和保温等方面的投入,达到良好的节能效果。在该工程中,可以利用BIM软件对建筑所处区域的环境进行分析,将环境参数导入到系统中,系统可以自动计算出建筑的最佳朝向。而在其他建筑设计中,技术人员可以对照上述内容,对环境参数进行收集,为建筑朝向的合理设计提供良好保障。
3.4建筑采光设计
建筑采光包括了自然光和人工光两种方式,绿色建筑节能设计中,应该尽量对自然光进行开发利用,这样才能更好的体现建筑节能特点,推动建筑的绿色发展。而为了保证自然光源的利用效果,在对建筑进行设计的过程中,可以利用BIM技术,构建相应的建筑仿真模型,就建筑的采光性进行分析,确定好最佳的采光设计,实现对于自然光源的合理利用。例如,在该工程中,建筑采光性良好,不过因为布局原因,存在部分区域光照过强的情况,影响了建筑使用的舒适性。对此,设计人员在适当位置设置了遮光设备,如在室内设置遮光帘,避免阳光直射的问题;在室外种植树木,借助树荫来减少阳光直射,同时也可以起到一定的绿化效果。
3.5优化能源利用
在绿色建筑节能设计中,应该以BIM技术为依托,对能源利用进行优化,以此来保证节能效果,减少建筑使用过程中的污染排放。以太阳能的利用为例,建筑设计人员需要先借助BIM软件,做好太阳辐射情况分析,然后结合实际情况,制定出切实可行的太阳能利用策略。在该工程中,建筑所处区域全年太阳能辐射多,可以在建筑屋顶设置相应的太阳能光伏板,对太阳能进行收集,将其转化为电能,为建筑中的小功率用电设备如照明设施等提供电能支持,也可以利用太阳能完成热水供应。这个过程中,无论是供电系统还是供水系统的设计,都可以借助BIM软件直观的展示出来,并且对其中可能存在的问题进行调整和优化,以清洁能源替代不可再生能源,达到良好的节能效果。
结束语
综上所述,要推进可持续发展的建设,不仅要提倡绿色环保建筑理念,还要努力将其运用于实践当中,如此才能真正的发挥作用。就目前的情况来看,我国建筑产业对我国的经济发展起到了比较重要的作用,但是这种发展模式是以消耗高能源、高污染的沉痛代价换来的,建筑行业如果继续这样下去的话是很难实现可持续发展。
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