绿色建筑节能设计中BIM技术应用探讨 赵光辉

发表时间:2021/5/17   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:赵光辉
[导读] 摘要:随着时代的进步,建筑业的规模不断扩大,为了优化现代建筑的使用功能,并促进其潜在的应用价值,科学应对满足能源问题,需要加强节能设计,及其深入思考的创新使用,以确保体系结构设计和应用程序处于良好状态,良好的适用性设计方案,实现节能建筑的可持续发展,拓宽了施工企业在设计开发实践过程中的思路。
        广东德晟建筑设计研究院  广东珠海  519000
        摘要:随着时代的进步,建筑业的规模不断扩大,为了优化现代建筑的使用功能,并促进其潜在的应用价值,科学应对满足能源问题,需要加强节能设计,及其深入思考的创新使用,以确保体系结构设计和应用程序处于良好状态,良好的适用性设计方案,实现节能建筑的可持续发展,拓宽了施工企业在设计开发实践过程中的思路。
        关键词:绿色建筑;节能设计;BIM技术;应用
        引言
        建筑节能设计时,需要综合考虑建筑的地形、气候、温湿度等环境影响因素,也需要考虑建筑结构、材料参数对建筑能耗的影响。BIM技术整合了建筑节能设计所需的大量建筑信息,辅助建筑设计人员更便捷、更高效的完成技能设计。
        1BIM的价值及作用
        1.1解决建设信息化的瓶颈问题
        建立单一的工程数据源,推广现代CAD技术的应用,推进建筑全生命周期管理,实现工程性能、质量、安全、进度、成本在施工生命周期各阶段的一体化管理,对总成本进行分析、预测和控制,建设项目全生命周期的能源消耗和环境影响。
        1.2施工管理
        实现项目交付一体化IPD管理;实现动态、集成、可视化的4D施工管理;将建筑物、施工现场的三维模型与施工进度相结合,结合施工资源和场地布置信息,建立4D施工信息模型。在建设项目施工阶段,实现了对工程进度、人力资源、设备、成本、场地布置等的动态集成管理,实现了施工过程的可视化。实现项目所有参与者的协同工作:项目所有参与者的信息共享,基于网络的文件、图纸和文件的提交、审核、批准和使用。通过网络协作,项目各方协商协调,实现对施工质量、安全、成本、进度的管理和监控。
        2绿色BIM理念下多层建筑节能设计要点
        2.1前期投资决策
        在绿色BIM理念下,多层建筑节能设计需重点关注前期投资决策阶段,该阶段直接影响80%的项目投资。因此,必须基于绿色BIM理念为多层建筑节能设计提供可信、可靠的经济和技术支持,这样多层建筑节能设计的决策质量和效率可随之提升,建筑运营管理环节成本控制、绿色建筑标准达成均可获得有力支持,也可规避不必要的资源和材料浪费。
        2.2节约建筑资源
        在绿色BIM理念下,多层建筑节能设计可实现土地资源、能源的节约。基于节约土地资源的角度,绿色BIM理念可结合建筑规划用地平面图,在保证道路间距、消防间距、楼宇视觉间距符合标准的前提下,利用BIM技术建立单体建筑模型用于模拟日照情况,以此为建筑日照时数控制提供依据,也可同时实现最大的建设容积率和科学的地块布局,进而最终实现节约用地。基于能源节约的角度,结合绿色BIM理念将BIM技术与能力消耗分析软件相结合,可更好开展建筑参数计算和模拟,具体的计算和模拟需结合气候气象数据和相关规范标准,建筑门窗、屋面、材料、构造层次、墙体的热工性能均可由此准确求得。对比计算结果与现行标准,即可围绕材料热工性能、构造层次、设计方案开展针对性的节能设计。结合可循环材料的汇总表和利用率,科学开展基于BIM技术的可再用材料种类和重量计算,这可更好地实现材料节约。此外,基于BIM技术分析太阳辐射强度和分布区域,即可实现太阳能的高水平利用,可再生资源利用效率也能够随之提升。
        2.3改善建筑环境
        多层建筑节能设计可结合绿色BIM理念实现建筑环境的改善,如开展室内通风模拟、自然采光模拟、热环境模拟、环境噪声模拟等。

基于BIM技术的室内通风模拟可围绕建筑模型中的通风口尺寸及位置、建筑布局展开,以此改善室内流场分布,保证通风换气的更好实现;自然采光模拟需结合场地天光的可用性和自然采光要求,以此进行建筑的光环境模拟,并基于模拟结果优化建筑围护的可见光透射比及建筑布局,基于采光效果可进一步优化室内布局;热环境模拟需在模型中引入水系、草地、道路、建筑等要素,辅以优化单体设计、群体布局以及加强绿化等措施,可有效弱化热岛效应;环境噪声模拟需结合场地现状,相应的几何模型可通过BIM技术模拟环境形成,辅以内部装修、改变材质等预测建筑声学质量,可优选改造方案,更好地实现建筑环境改善。
        3BIM技术在建筑节能设计中的应用策略
        3.1绿色建筑方案设计阶段的BIM技术应用
        当前,建筑工程的类型趋于复杂化,并且在对建筑物进行设计的过程中,需要进行全方位的思考和分析工作,保证建筑物的形式与相关工作的适应性。还需要在实际的工作过程中保证建筑内容和构造更加科学和美观,运用好形体等方面的知识,将节能的效果大大提升。在此过程中,需要利用BIM将其的参数化和模块化的设计工作效率提升,提升整体的工作效果。其中包含了BIM技术的参数化软件设计的功能,将参数的应用效果和精准程度大大提升,准确地描述建筑工程形态,并可快速地完成建模,还可对已建模型中的相关参数进行修改和完善。同时,BIM系统在进行参数优化时,还可自动将一些未改变的参数保持在原有状态,从而保证综合系统具有更好的协调性。因此,BIM技术能够有效地增强综合设计的效果。此外,BIM系统中还包含了可视功能模块,利用可视化设计手段,可以从差异化的角度来分析设计方案,对于各个部件的观察和分析可以更加立体和直观,使得相关工作的进展和设计工作更加便利对进行。设计中可以从第三方的角度进行整体性的建筑物观察和分析,提升了整体的设计效果和设计的有效性。
        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。
        3.3建筑照明
        照明也是在建筑物的设计中十分关键性的工作,在人们的生活中也发挥了不可替代的作用,需要利用适中的光源为人们在夜晚提供照明服务,一些光源还可以起到减轻人们压力、调节生活、保护眼睛的作用。主要的生活照明方式为自然照明和人工照明。该设计工作的关键是需要通过位置、朝向、窗户等方面的设计改善自然照明不足的情况,合理地利用光源引入室内,改善照明的问题,尽可能减少人为照明的使用,节约资源。建筑物的设计初期,应该进行资料的收集和建筑物的采光性的分析,如果因为建筑物的布局问题而导致了建筑物室内的照明不足,就需要通过引入光线的直射增强房间的照明程度,也需要避免强光的引入导致一些不适现象的产生。另外,还需要在实际的建筑设计中,增加一些垂直程度高的植物,增加隔音和降噪的效果。
        结语
        总而言之,建设项目的设计活动拥有极强的繁杂性,并且系统性也可见一斑,在这样的情况下,任何的环节出现欠缺,都可能会致使绿色智能建设物的设计成效大打折扣,继而没有办法达到预先设定的目标,项目的环保节能也自然变成了纸上谈兵。所以,相关建设企业务必要对此项内容加以注重,明晰BIM技术的运用特性,以及绿色智能建设项目设计活动的关键意义,继而在其中应用BIM技术,唯有如此,才可以确保绿色智能建设项目设计的高效性、适用性、实时性、有序性以及完整性。
        参考文献:
        [1]白佳程.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市,2020(12):63-64+67.
        [2]万圆.BIM技术在绿色建筑中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市,2019(6):40-42+45.
 
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