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基于BIM技术的绿色建筑设计应用分析王生霖

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：王生霖

[导读] 摘要：建筑设计是建筑工程建设中的重要部分，它对建筑工程后续施工活动的正常开展与完成有着密切的影响。

        陕西省现代建筑设计研究院陕西西安 710021
        摘要：建筑设计是建筑工程建设中的重要部分，它对建筑工程后续施工活动的正常开展与完成有着密切的影响。在绿色建筑发展背景下，为了实现绿色建筑设计工作的有效开展，BIM技术作为一种现代化科技技术，凭借其显著的特点与优势，在绿色建筑设计中得到了广泛的运用，并有效实现对绿色建筑设计水平的提升，而BIM技术如何在绿色建筑设计中应用，就是本文主要研究的内容。
        关键词：BIM技术；绿色建筑设计；应用
        1 BIM技术分析
        BIM技术主要就是建筑模型技术，在建筑领域中能够构建相应的模型，便于开展设计工作与施工工作。通常情况下，在应用BIM技术的过程中，不仅能够利用3D信息数据描述建筑项目的结构情况、材料情况、性能情况与设计信息情况等等，还能明确工程项目各个工序的顺序、进度、质量，理清工程之间的逻辑关系，具有一定的重要意义。BIM技术应用的过程中，有着一定的关联性特点，就是在BIM系统之内可以识别建筑工程工序，所识别的内容存在关联，可以全面通缉分析数据信息，利用图形形式或是文档形式显示分析结果，一旦项目某些因素发生改变，BIM系统中的分析对象也会自动化变化，这样可以保证所分析和研究内容的完整性。
        2绿色建筑设计面对的挑战
        2.1缺乏完善的工程建设体制
        我国绿色建筑起步的时间相对来说比较迟，同时由于市场经济的影响，缺乏完善的工程建设体制，通常情况下建筑师都缺少话语权，这使得建筑领域的发展受到了很大的制约。虽然现阶段我国已经有一部分的绿色建筑试点，然而这部分的建筑大部分都是为了政绩，其具有的现实意义很难得到真正地表现。
        2.2缺乏成熟的评价体系
        运用先进的评价措施，可以对绿色建筑的节能效果实施定量的描述，其中涵盖节水率以及温室气体对环境造成的影响等等。评价体系不但可以对绿色建筑设计发挥指导性的作用，同时还可以帮助领导人员做出正确的决策，强化规划过程中的科学合理性。目前，我国缺乏成熟的绿色建筑评价体系，尽管2015年的时候对旧版标准实施了多处改动，同时更加重视评价的重点，但是还是缺乏完善性。比如新版标准没有对于不同地区的差异性特征给予充分地考虑；也没有关注管理方面；使用软件对建筑实施节能计算，想要实现理想的绿色建筑效果还有很大的难度。
        2.3施工环节的衔接较差
        对于建筑工程的设计来说，工程的前期设计通常情况下都会与后期的实际施工存在一定的误差，造成这种问题的原因有以下几方面。第一，一些设计师相应的专业素养不高，缺乏实际的施工经验，因此会导致在进行相应的建筑设计过程中很容易产生施工难题；第二，我国部分施工人员的专业素养不高，特别是一些重要环节的施工人员很多都没有接受过专业的技术培训，他们对于建筑施工方案的了解程度不高，识图能力不强，因此无法严格落实相应的施工方案。
        3基于BIM技术的绿色建筑设计应用
        3.1室外环境的分析和设计
        在对室外环境的分析中，主要涉及室外的风环境、建筑的表面风压等内容。在室外的风环境方面，可以借助软件进行建筑形体和周边场地的模型初步建立，后把此类模型在相应软件中导入，实现对室外的风环境仿真模拟化分析，对建筑形体的结构实施优化。如在某建筑设计中，所规划建筑长约是250m，在初步的模拟计算后，发现条形建筑易造成建筑周边的风速发生突变或者存在局部的死区，对室外的风环境产生影响，进而和建筑周围地形结合，对其形体实施优化，改成曲面的形式，从而对室外的行人区域空气流场实现改善，对人员室外的活动舒适性提高。在建筑的表面风压方面，因为不同地区具有不同的天气特点，若建筑设计的不合理就会导致其表面存在过大的风压，长期以来，势必对建筑结构性能造成影响。

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而借助BIM技术就能够根据当地实际情况对其建筑的表面风压实施分析，进而针对性采取改进设计方案。如在某建筑设计中，其面朝湖泊且南侧没有高大的建筑。在夏季时，其地区常是东南风。通过对其设计实施模拟，发现在此风场下其建筑的迎风面风压超过2.2Pa，此建筑风压的最低值在建筑的顶部位置，因此，在建筑的顶部位置可以进行天窗设计，实现风压的减弱。
        3.2室内环境的分析和设计
        使用BIM技术对建筑实施仿真，能够对室内环境进行分析，进而对建筑的采光以及通风实现优化设计。在采光优化设计中，对BIM建筑结构的模型通过相关软件对其室内的环境进行分析，可以直观呈现其室内采光环境的情况，进而针对性采取优化，如在主楼、配楼的楼顶位置可以进行采光天窗的设置，对有没有天窗和不同天窗的形状位置所呈现的情况实施对比，进而确定与建筑结构相协调的采光方案。在通风优化设计中，对BIM建筑结构的模型通过相关软件对其室内的通风环境进行分析，进而采取合理的通风设计方案。如，某建筑设计中，对其室内环境进行分析，发现在过渡的季节室内的温度比室外的温度高。通过热压力的驱动，则室内的气流向室外流动，若进行天窗的设计，则能够促进室内的自然通风，改善室内空气的品质。
        3.3节能分析和设计
        在绿色建筑的设计中，节能设计是重点部分。借助BIM来对绿色建筑实现可视化的三维模型构建，后导入到相应能耗分析的软件中，就能够对当前设计的方案中建筑具体能源消耗的情况实现计算分析，进而和绿色建筑的能耗标准对比，就能够达到节能控制的效果。如，基于节能要求，可以对建筑围护的热工性能实现提升、对空调系统的输出端位置能耗降低，对室内照明的设备选用节能型、对室内环境植物栽植的方案合理设计；还可以对建筑周围自然光源进行分析，来设计出利用太阳能的取暖、热水加热等方案，通过对清洁能源的使用，实现对电能等能源的节约。
        3.4节材分析和设计
        在建筑工程的建设中，往往涉及到大量建筑材料的使用，它们也是建筑建设的基础部分。绿色建筑注重对建筑的节材，因此，在绿色建筑的设计中，就需要做好节材分析和设计。在绿色建设的设计标准中，对建筑的用材和用量有着明确的规定，如，建筑的结构内要求超过400MPa级别的钢筋用量，要超过85%占比的总量，且纵向承重的构件混凝土的材料内要求混凝土强度大于C50的用量占比要高于50%；在对此用量计算中，对设计人员造成了很大的压力，而使用BIM技术对材料用量的占比能够实现迅速、准确地测算，从而降低设计人员的工作难度。同时，在BIM的系统中，要求数据库具有强大的功能，借助数据库来对设计方案各类材料预计消耗的情况进行统计和分析，并和历史数据以及节材标准对比，就能够看其是否满足绿色建筑的设计要求，若不满足，可以便于节材措施的调整与改进，实现对材料的节约。
        结束语：综上所述，随着我国建筑工程数量以及规模的不断扩大，建筑行业在不断的发展进步，而且近年来人们的绿色环保意识也越来越高，因此相应的建筑设计模式逐渐变为以绿色建筑设计理念为基础。通过在绿色建筑设计中应用BIM技术，可以有效提升绿色建筑的设计质量，目前我国绿色建筑设计已经成为了建筑行业的主要发展方向，通过加强BIM技术在绿色建筑设计中的应用，全面推动建筑行业向信息化、系统化、绿色环保化方向的发展，通过不断推动我国绿色建筑设计的发展，有效地降低我国建筑行业的能源消耗问题，促进建筑行业的可持续发展。
        参考文献：
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        [2]贾昇.试论基于BIM技术的绿色建筑设计[J].智能建筑与智慧城市，2020（03）：49-50+58.
        [3]王博涵，王彦潮，仲美玲.基于BIM技术的绿色建筑设计方法研究[J].中国建筑金属结构，2020（08）：88-89.
        [4]潘海清.对基于BIM技术的绿色建筑设计应用的几点探讨[J].江西建材，2017（02）：85+87.
        [5]董梁，陈红宇.基于BIM技术的绿色建筑设计研究[J].建筑设计管理，2015，32（09）：85-87.