建筑节能设计中BIM技术的应用策略

发表时间:2021/5/20   来源:《建筑实践》2021年40卷2月第4期   作者:杨肖楠,宋博文
[导读] 我国建筑业日益繁荣,已经成为经济领域的重要组成部分

         杨肖楠,宋博文
         中国核电工程有限公司郑州分公司,河南省郑州市 45000
         摘要:我国建筑业日益繁荣,已经成为经济领域的重要组成部分。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。
         关键词:建筑节能设计;BIM技术;应用策略
         引言
         随着建筑业的飞速发展,许多新技术已被应用到设计和施工过程中。在建筑的设计中,BIM技术的应用实现对建筑物结构的分析,并实现数据建模,并可视化设计结果,可以优化设计质量并提高施工效率。
         1 BIM技术应用概述
         BIM技术实现了对建筑工程的全流程信息化、模型化管理。将复杂的物理信息和建筑功能以真实、精准的数字信息仿真模拟来表达,为建筑的设计与施工提供了完整且具有逻辑性的信息支持。在建筑节能设计阶段,传统的建筑技能设计受限于缺少专业的建筑能耗模拟软件,无法合理的对建筑结构进行优化,影响了建筑节能设计的科学性。利用BIM技术,建筑设计工作者可以在建筑设计阶段对整个建筑的全生命周期的能耗情况进行模拟分析,从而采取针对性的调整优化方案,来实现节能减排,实现建筑节能设计的自动化、数字化、信息化发展。建筑工程在节能设计之前,应科学评价建筑的能耗现状,包括结构、材料以及单元过程等信息内容。传统的CAD图纸、文本计算方式耗时、费力,且极易产生误差。BIM技术能够为建筑节能设计提供有力的数据信息支持,且软件兼容性较高,能够高效、快捷的对建筑能耗进行全面的分析。
         2建筑节能设计中BIM技术的应用策略
         2.1搭建BIM技术支持下的绿色建筑材料管理体系
         BIM技术在绿色建筑材料管理工作中的应用并不是通过制度优化就可以实现的,而是要能够借助一定的技术手段才能够展开。当前要求能够让绿色建筑材料的管理工作朝着信息化发展,其必须能够为该类管理工作活动创建一个专门的体系结构,这一结构体系是基于BIM技术所形成的。新的管理体系结构主要有应用管理层、数据交换层、BIM模型层以及基础信息层。不同的结构体系所发挥着的管理作用不同。如,应用管理层是对施工项目活动结构、设计结构、施工结构以及绿色建筑材料结构展开管理的过程,其将所有的结构信息数据哦度进行有效管理,从而为参与到建筑施工项目中的每一个主体都提供精准有效的信息数据。数据交换层则是以终端仪器和网络BIM技术结构为基础的,通过BIM技术的基础手段完成网络信息传递平台搭建,满足绿色建筑材料的协同管理的效果。BIM模型层是整个管理体系中难度较大的一个过程,借助BIM结构可以完成对这些复杂的数据结构的三维搭建,展开对施工手段方案、施工结构等的模拟应用,确保能够达到绿色建筑材料质量管理的国家要求。基础数据层是借助JFC文件格式将建筑施工项目中所产生的所有信息数据的长期管理,确保绿色建筑材料的相关数据管理可以实现批量的转存,从而为其他的施工活动提供依据和参考。
         2.2 BIM技术在绿色建筑方案设计阶段的应用
         在设计建筑时,必须在建筑设计过程中体现环境保护和节能的理念。BIM技术的应用从模块化建筑设计和构建项目模型阶段开始,使用软件中包含的几个功能模块来分析建筑项目的形状。参数设计模块应用于定义建设项目的整体造型,BIM系统中各种参数的细化和调整可以使建设项目的形式更加一致。为了确保建筑设计计划的质量和有效性,必须对用户的需求更加敏感。使用BIM渲染器可以在不同级别上对建筑设计进行多边形和多层次分析,这对于设计人员确定设计建筑节能的可行性和实用性很有用。

因此,在设计建筑的过程中,BIM技术还可以通过观察和详细分析,对整个设计计划进行修订,并可以比较部分设计计划和修订细节,以优化设计效率。
         2.3合理进行外墙保温设计
         当前我国在建筑节能设计的领域中,外墙保温设计主要使用挤塑板设计模式、外墙保温砖设计模式,无论采用哪种模式都需要开展数据的计算工作,提升材料的利用率。在此过程中,应该积极使用BIM技术,在使用保温砖模式期间应该全面开展墙体荷载的计算工作,不再局限于传统的平面设计模式,而是要在使用BIM技术期间有效计算外墙保温基层数据信息、保温层数据信息、外层数据信息等,明确各个部分的负载分布情况,便于科学配置相关的设计元素,保证墙面砖支撑结构的均匀性。需要注意的是,外墙保温经常会出现冷桥现象,设计人员在采用BIM技术期间应该准确测算冷桥的部分,便于制定完善的建筑节能设计方案,确保自然温度能够全面汇聚到相关系统中,形成良好的节能环保作用。
         3提供细致的信息数据
         因为任何的建筑节能设计和评估都是要根据非常多的信息数据参考才能完成的,但是应用传统的计算机辅助设计软件所设计出来的建筑模型中的信息毕竟有限,所以要在此基础之上进行建筑节能的评估,这时就需要大量的人力与物力来进行输入数据的工作,不但耗费的时间非常的长,同时,也增加了相关工作人员的工作强度,极易形成建筑能耗分析成为建筑设计后的附加工作,对建筑设计前期不会产生任何的影响。虽然有些建筑单位会按照分析的结果来对设计进行革新,但这也是耗时又费力的工作,通常效率不会很高。而BIM技术的出现,为设计信息提供了非常完整的设计模型,提高了模型的真实性与细致性,真正使建筑节能设计实现了预评估。
         3.1构建绿色建筑工业化协同效益
         建筑企业运用BIM技术,可以最大化发挥建筑节能的作用,从设计部门、施工部门、造价部门再到验收部门,加强多个部门之间的联系,明确各部分的职责,有利于进一步提高建筑项目的建设水平。所以在进行建筑节能项目建设时,可以充分利用BIM技术进行协同设计。BIM技术在建筑节能施工过程中,企业可以组织相关的人员学习BIM技术,把掌握的相关知识熟练运用到工作中,提升建筑节能质量。施工人员可以对所用的技术进行相关分析,对施工流程进行细致的划分,保证施工全过程都能按照施工标准来进行。进一步规范施工人员的工作流程,运用BIM技术快速找出符合不同建筑项目的材料,结合施工现场的建筑物料做好材料对比工作,保证建筑材料的质量,从而提高企业的经济效益。
         3.2重点开展室内环境的设计工作
         相关设计人员在使用BIM技术进行建筑节能设计的过程中,应该重点开展室内环境的设计工作,营造较为良好的室内环境氛围,确保建筑节能设计的科学性与可靠性,将BIM技术的作用还有优势全面发挥出来。首先,在使用BIM技术期间,应该重点开展自然通风的模拟工作,按照具体的建筑模型状态,针对室内风口的尺寸还有位置全面调整,提升室内空气流畅度、顺畅度,在增强通风性能的情况下,改善室内环境,借助通风减少能源消耗量。其次,应该使用BIM技术开展建筑室内布局的模拟工作,准确获取到室内布局的各项参数信息,按照建筑节能设计的理念和标准,制定完善的设计方案,创建专业化的模型,保证设计工作的高效化开展。
         结语
         现代科技推动了建筑行业的信息化发展,尤其在建筑节能领域,BIM技术等信息化技术的应用,有效提高了建筑节能设计的效率,以科学的指导对建筑结构进行了优化,实现了节能减排,推动了我国建筑行业的智能化、现代化发展,显著提高了建筑企业的市场竞争力。
         参考文献
         [1]王建忠,李金水,林璟.基于BIM技术建筑节能综合分析及应用研究[J].广东土木与建筑,2018,25(6):55-58.
         [2]王爱菊.基于BIM技术的建筑节能分析与设计[J].建筑节能,2019,47(6):117-121.
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