BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第6期   作者:刘婧祎
[导读] 科学采用BIM技术对于绿色公共建筑的设计工作具有重要意义,
        刘婧祎
        中广电广播电影电视设计研究院 100045
        摘要:科学采用BIM技术对于绿色公共建筑的设计工作具有重要意义,不仅可以提升设计的可视化程度,还能保证节能环保设计效果。因此,在设计工作中,应着重使用BIM技术进行绿色公共建筑的设计,完善节能设计体系。
        关键词:BIM技术;绿色公共建筑设计;应用
        前言
        BIM技术在绿色公共建筑设计中具有一定优势和价值,不仅能够提升设计工作的效果,还能及时、全面掌握设计的不足之处,提升绿色公共建筑设计水平。因此,应在绿色公共建筑设计领域积极运用BIM技术,增强设计工作的有效性和合理性,提升绿色公共建筑的设计水平。
        1BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用价值
        1.1能够协调建筑设计工作与环境的关系
        在应用BIM技术过程中,可以利用建模的方式统筹建筑工程和环境之间的关系,通过自然环境控制技术来验算建筑功能的具体条件,便于为相关设计工作的实施与开展提供理论基础。在应用BIM技术的过程中,可以采用立体化建模功能,层层分析墙体导热参数、室内采光参数、幕墙光线折射参数等数据,并根据具体情况改进设计方案。同时,应用BIM技术还可以输入当地区域的地质、气候、光照等环境信息,验证工程设计内容是否有问题,并及时作出调整,这样不仅可以协调工程和环境之间的关系,还能防止出现节能设计的相关问题。
        1.2能够提升材料与资源的利用率
        我国在绿色公共建筑方面已经提出了环保设计的标准,但是如果采用传统的设计方式,很难精确计算材料与资源的利用参数,容易出现浪费材料、损耗资源的情况。而应用BIM技术可以建立相关模型,精确计算材料和资源的应用量,准确推算工程材料使用量和资源消耗量。一旦发现设计内容中存在节能环保问题,可以及时提出相关建议,以确保材料与资源的利用率。
        1.3能够提升室内外设计的科学性
        传统设计方式经常会引发室内外结构节能设计的相关问题,不能确保节能性与环保性,影响各方面设计工作的有效实施和开展。而使用BIM技术,可以通过仿真日照环境、通风环境等建模方式模拟室内、室外环境,为室内外设计提供准确依据,便于在开展室内外设计工作的过程中,合理进行节能环保的处理,保证设计工作符合节能环保的基本要求,增强设计工作整体效率。
        2BIM在绿色公共建筑设计中的应用策略
        2.1节能与能耗分析
        节能是绿色建筑设计评估标准的重要组成部分,在该项目中为了实现节能目的,在外墙保温上选用了砂加气砌块的建筑围护模式,而在屋面则的保温上则选用了挤塑聚苯板,并且为了提高保温效果,通过科学规划,在屋面完成面上种植了佛甲草,不仅做到了有效隔热而且植物还可以有效吸收热量,并净化空气,同时为降低窗户热量损失,外窗采用了中控玻璃设计配合铝合金断桥,据严格检测,热传导系数仅为2.0W/(m2?K)。以上这些节能设计都是通过BIM技术完成的,主要流程是在能耗分析软件中直接导入该建筑的3D建筑模型。并将相关的技能按照技术标准要求进行设置,然后结合项目位置,BIM技术可以自动完成并构建该建筑的能耗分析模型,然后利用数据分析、处理以及可视化技术,实现直观的建模。然后相关人员可以根据建模结构,输入相关的参数实现优化和调整公共建筑结构方案的目的,从而可以在设计阶段就实现对绿色公共建筑的能耗控制。

除此之外,BIM技术可以有效分析太阳辐射情况,对于其强度以及分布提供具有参考价值的分析结果,在该建筑中,通过对太阳辐射情况以及当地气候的分析。分别设置了固定遮阳窗,在该建筑的东部以及西部增加了智能调节的活动遮阳百叶。而且BIM还可以及时优化设计和优化公共建筑的太阳能设备使用计划,以最大程度地利用可再生能源。
        2.2材料节省和资源使用分析
        绿色公共建筑设计中使用的建筑材料有一定的规定,例如,在建筑工地500km范围内的建筑材料重量占总重量的60%,绿色的可再生材料占比要达到10%以上等。在建筑材料的和资源的使用中通过传统的方式计算,不仅效率低下而且准确率不足,尤其是在建筑功能越来越复杂的背景下。通过BIM技术的使用可以有效解决这一问题,这是因为BIM不仅可以实现对建筑物的结构建模,而且可以在建模过程中统计各种材料的使用与要求,从而高效率的提供准确的材料和资源使用结构,通过这样的分析。可以在施工准备阶段为材料与资源的准备提供有价值的参考,并制定合理的物流进场计划,从而避免材料和资料的浪费。此外,BIM技术提供的材料与资源使用分析,包括建筑工程的各个方面,比如水、电、暖等,且可以对管道设计进行碰撞检查,为施工提供有效的指导,从而避免因施工冲突引起的材料和资源浪费。比如在该项目中,通过BIM技术分析,为了实现绿色功能建筑的建设目标,在施工中采用和砂加气砌块作为公共建筑的墙体,这类材料的主要组成是硅矿尾矿砂,其总重量达到了整个用量占比的30%以上,超过了可再生材料占比10%的要求。
        2.3节水与水资源利用分析
        通过将气候参数输入到BIM构建的模型中,结合相关的降雨公式,可以实现对未来一段时间内的降水情况进行预测,并结合建筑设计构建一套较为理想的雨水收集与利用系统。并设置良好的排水工程,依据建筑所在地的地形、建筑情况等,对建筑设计整体进行优化,提高其对水资源的利用率。比如在该项目中,通过对当地用户用水习惯的分析以及长期气候情况的分析,利用BIM技术配置了节水型的卫浴用品以及节水设施,并对绿地用水等进行了优化,设置了相关的雨水收集利用装置等,极大的提高了水资源的利用率,实现了绿色公共建筑节水的目的。
        2.4室内环境质量
        室内环境质量直接关系到用户使用建筑物的体验,也是建筑物最为基本的功能要求之一。绿色建筑由于受到诸多限制,在设计时很容易忽略室内环境质量的控制。利用BIM及时进行设计可以对建筑物的室内环境进行模拟,比如热环境、光照情况以及声场等。并可以实现经济性和其他要求的合理协调。绿色建筑在设计时利用BIM技术优化建模,在建筑的第一、二、四层,采用了新风系统,并使用干式风机管进行管道建设,而在三、五、六层则根据实际情况采用了毛细管与新风系统结合使用的形式。而且为了提高对于光照的利用率,在各层都有采用了光导管技术,有效提高了部分暗区的采购效率。
        2.5绿色公共建筑的可持续性
        在设计可持续建筑时,建筑运营阶段的能耗和成本也是关注的焦点。BIM致力于在公共建筑运营阶段如何体现可持续性,在设计建筑物之前,可以使用BIM对公共建筑物的使用过程进行模拟和预测,从而确保对公共建筑进行有效管理。BIM也可以为联合建筑提供绿色建筑评估系统,将BIM与公共建筑网络相结合,连接传感器和终端控制器,并监视公共建筑的健康状况。云计算平台构成了一个完整的管理系统,可测量公共建筑各个层面的能耗,并构建建筑能源管理系统。
        结束语
        在设计绿色公共建筑时,BIM技术是实现其现代发展的关键技术。BIM技术的使用可以获得更多的数据资源,创建一个三维模型来分析建筑物的内部和外部使用条件等,从而使设计人员更方便地进行更改和控制。并全面提高建筑设计的质量、可靠性、安全性和环境友好性。
参考文献:
[1]李冲.BIM技术在緑色建筑设计中的应用[J].建材与装饰,2019(28):109-110.
[2]王浩宇.BIM技术在镰色公共建筑图]録色建策设计效果分析图设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(19):71.
[3]刘婷.BIM技术在緑色建筑设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(9):65.
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