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摘要:新时期环境下,我国建筑行业的发展十分迅速,涌现了越来越多的现代化工程,而在建筑工程中,需要消耗大量的资源和能源,对周围环境还会产生一定的影响。面对这种情况,绿色建筑逐渐受到了国民的广泛关注,为了更好促进绿色建筑的发展,促进绿色建筑设计水平提升,BIM技术得到了行业广泛运用。
关键词:绿色建筑;节能设计;BIM技术
引言
BIM(Building Information Modeling建筑信息模型)以参数化三维模型为基础,在建设项目的规划、设计、施工及运行维护中得以应用。工程技术人员可以通过BIM技术对各类建筑信息进行分析,不仅大大提高了生产效率,也节省了更多的成本。
1BIM技术在绿色建筑节能设计中的优势
BIM技术的优势在于其对建筑信息的3D模型和数字化的能力。首先,在BIM系统中,可以对建筑物结构进行数字化建模,显示属性并明确建筑物与组件之间对应关系和实际条件,包括大小、材料、形状和成本。传统的2D图形只能用线绘制平面图形,BIM技术可以实现3D建模。其次,BIM技术具有清晰的可见性和协调性。BIM技术可以以三维形式显示绿色建筑的最终设计结果,并将其传输给多个设计师和软件系统,以实现建筑信息,建筑模型和建筑效果的共享,多种相互作用使设计师可以轻松地改进设计,且有效地优化建筑设计的连续性并增强建筑效果。最后,BIM技术具有高效率的优点。BIM技术可以将原始的2D设计转换为3D,从而可以帮助进行设计师初步研究和设计,实现数字信息处理并简化设计,还可以生成有效的架构模型,以实现架构设计中的参数化信息和提高效率。
2绿色建筑节能设计中BIM技术应用
以某住宅建筑为例,包含地面8层和地下1层,总建筑面积5600㎡,其处于我国南方沿海地区,气候条件夏季炎热冬季温暖。在运用BIM技术对建筑进行节能设计时,应该先对建筑所处的环境进行分析,确定好最佳的建筑朝向,并且结合全年最低温和最高温,就不同季节室内温度变化情况进行模拟分析,依照模拟分析做好绿色建筑节能设计工作。
2.1节材及材料利用
由于建筑数量不断增加,建筑行业对建材的需求量很大,所以建筑材料生产行业也是所有行业中对自然资源和能源消耗最大、污染的土地最多、对大气污染最严重的行业之一,建材生产行业的发展极度依赖于这些不可再生资源。建材的原料大多是来自一些不可再生的矿物,还有一些是工业的废弃物,使用可再生资源的材料很少,且大多是不可重复利用的。遵循着可持续发展的原则,在保证材料质量可以达到相关性能且无污染的要求下,要尽量选择可再生、可重复利用的材料来进行建筑施工。同时,建设单位要对建筑设计中的可循环材料的比例进行计算,通过BIM建立模型,建立材料明细表,准确计算出可循环材料所占的比例,这样可以有效的保证设计中节约材料用量,并做到对材料的循环利用。
2.2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。
2.3日照、朝向分析
首先,日照方面,由于建筑体的位置不同,其所处环境便会存在较大差异,进而接收到的日照辐射强度不同。日照强度的高低会对建筑体室内采暖系统的运行负荷产生直接影响。借助日照分析,可得到对应建筑体周边日照光线变化。结合上述结果进行建筑体的设计,包括朝向、位置、布局等。此外,还可以根据不同时期日照量的大小进行方案优化。其次,朝向分析。确定合理的建筑朝向,保证建筑体投入使用后,其使用效果、舒适度等满足实际需求。朝向合理与否,会对建筑体内部温度产生直接影响,夏季高温期间,需避免室内长期处于西晒环境;冬季低温期间,还要保证室内有一定的阳光照射,利于提高室内温度。从节能的角度分析,当房屋自身结构具有温度调节功能时,便可降低采暖、防晒等方面的投资,达到节能要求。考虑到不同区域地理位置不同,实际房屋设计中,必须充分考虑当地特殊性等进行细节分析。如部分工程项目中借助Ecotect软件进行环境分析。将施工环境参数(包括极端最高、极端最低气温等)录入软件,借助软件计算得到最佳朝向。
2.4建筑热工设计
在建筑热工设计中,外墙结构的性能是关键所在,在该工程中,考虑区域本身气候特点,需要提高外墙的保温隔热性能。具体来讲,一是可以选择轻质保温材料如聚苯乙烯板、聚苯颗粒保温砂浆等,减少填充材料数量,降低荷载,同时提高外墙隔热性能;二是可以采用双层中空玻璃来降低窗户的热导率,在成本允许的情况下,可以使用性能更加优越的双层中空Low-E玻璃;三是应该在建筑屋顶设置相应的保温系统,配合绿化建设来降低屋顶导热率,确保建筑在夏季炎热天气依然可以保持相对较低的室内温度;四是可以通过设置遮阳板的方式,进一步提升隔热效果,比较常用的遮阳板包括全挡板、水平+垂直综合遮阳板等;五是可以通过在建筑外墙下种植爬藤植物如爬山虎等,借助植物本身的覆盖作用和蒸腾作用,实现对于室温的有效控制。例如,运用REVIT工具,能够对建筑建设区域内的各种地质因素以及植被分布情况进行仿真模拟,模仿暴风、暴雨、大雪等恶劣气候,以此为基础,在建筑中加入区域特色,以BIM技术为热工设计提供相应的数据参考和模型支持,保证热工设计的合理性。
2.5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。
结语
综上所述,BIM技术具有诸多的特点,它在绿色建筑设计中具有显著的应用价值,因此,在绿色建筑设计中要做好对BIM技术的合理使用,充分发挥此技术优势来实现绿色建筑节能设计的效果,这对推动绿色建筑的发展具有重要的意义。
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