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                綠色建筑節能設計BIM技術應用

                來源:未知
                 

                 

                摘要:BIM技術在現代建筑設計中有著廣泛的應用,能夠將設計成果通過三維立體的方式展示出來,也可以為綠色建筑技術和建筑設計的融合提供良好支撐,幫助設計人員把握建筑設計中的每一個細節,保證設計方案的合理性和可行性。本文從BIM技術的特點出發,結合具體工程實例,就BIM技術在綠色建筑節能設計中的應用進行了分析和探討。
                 
                關鍵詞:綠色建筑;節能設計;BIM技術;應用
                 
                建筑行業作為能源使用大戶,在節能降耗方面潛力同樣巨大,以可持續發展理念為支撐,綠色建筑得以迅速發展,受到了社會各界的廣泛關注。借助BIM技術,可以實現對綠色建筑的節能設計,降低建筑能耗和污染,也可以延長建筑的生命周期,在推動建筑行業長遠健康發展方面有著積極意義。
                 
                1BIM技術的特點
                 
                1.1可視化
                 
                可視化是BIM技術的基礎所在,主要是利用專業軟件,可以將管理方案、管理措施等內容轉化成相應的信息模型,通過模型管理,相關工作人員能夠非常直觀地了解設計方案的準確性和適用性,從而對施工方案進行適當調整優化。BIM技術本身有著極強的可視化特征,可以將建筑的三維立體效果進行展示,就效果圖進行可視化處理,同時也能夠推動設計和施工等時期的可視化,促進建筑構架水平的提高,將建筑的環境特征以及構成特征準確呈現出來。
                 
                1.2協調性
                 
                工程的施工建設是一個復雜的過程,涉及專業知識眾多,要求管理人員必須做好施工設計辨別工作,以盡可能減少施工過程中可能遭遇的危險。BIM技術的應用,能夠將管理措施完整展示出來,有助于管理人員更好地對施工影響區域內施工管理措施的具體運用情況進行分析,找出其中存在的不足,做好優化工作,以此來促進施工管理系統協調性的提高。
                 
                1.3模擬性
                 
                模擬性能夠實現對工程施工過程的動態分析,及時發現施工環節存在的安全問題和安全隱患,為后續的安全管理工作提供可供參考的依據。BIM技術的模擬性并不局限在建筑設施三維模擬設計方面,也可以就一些并非真實存在的實物進行模擬,以BIM技術為支撐,可以實現對建筑設計中各類事物的有效模擬,也可以實施相應的模擬實驗。如果能夠準確模擬出建筑的施工流程,則設計人員可以結合具體施工模型,編制出合理的施工方案,在BIM技術的指導下實施各項活動。BIM技術的應用還能夠就建筑施工單位的成本信息進行模擬,確保管理人員能夠在第一時間對緊急事件和突發狀況進行處理,制定出具備更強可實施性的設計方案。
                 
                1.4優化性
                 
                通過對BIM技術的合理使用,能夠就建筑設計中存在的問題進行優化處理,之所以能夠如此,主要是在BIM模型中,含有各種各樣的幾何數據信息,而這些數據信息都是以建筑設施的相關參數為基準,若數據信息的復雜性較高,則工作人員可能無法很好的掌握與之相關聯的數據信息。借助BIM技術所具備的優化性,能夠實現對各類工具使用的優化性處理,對原本復雜的施工項目進行簡化,有效降低施工難度。
                 
                2BIM技術在綠色建筑節能設計中的應用
                 
                以某住宅建筑為例,包含地面8層和地下1層,總建筑面積5600㎡,其處于我國南方沿海地區,氣候條件夏季炎熱冬季溫暖。在運用BIM技術對建筑進行節能設計時,應該先對建筑所處的環境進行分析,確定好最佳的建筑朝向,并且結合全年最低溫和最高溫,就不同季節室內溫度變化情況進行模擬分析,依照模擬分析做好綠色建筑的節能設計工作。
                 
                2.1明確建筑朝向
                 
                建筑朝向設計是綠色建筑節能設計的一個關鍵內容,科學的朝向能夠實現對于室內光照和溫度的合理調節,在夏季炎熱時可以避免室內因為光照時間過長出現高溫,冬季寒冷時也可以保證充足的光照,有助于提高室內溫度。從節能設計的角度,當建筑本身具備一定的溫度調節能力時,其在使用過程中就可以有效減少采暖和保溫等方面的投入,達到良好的節能效果。在該工程中,可以利用BIM軟件對建筑所處區域的環境進行分析,將環境參數導入到系統中,系統可以自動計算出建筑的最佳朝向。而在其他建筑設計中,技術人員可以對照上述內容,對環境參數進行收集,為建筑朝向的合理設計提供良好保障。
                 
                2.2建筑熱工設計
                 
                在建筑熱工設計中,外墻結構的性能是關鍵所在,在該工程中,考慮區域本身氣候特點,需要提高外墻的保溫隔熱性能。具體來講,一是可以選擇輕質保溫材料如聚苯乙烯板、聚苯顆粒保溫砂漿等,減少填充材料數量,降低荷載,同時提高外墻隔熱性能;二是可以采用雙層中空玻璃來降低窗戶的熱導率,在成本允許的情況下,可以使用性能更加優越的雙層中空Low-E玻璃;三是應該在建筑屋頂設置相應的保溫系統,配合綠化建設來降低屋頂導熱率,確保建筑在夏季炎熱天氣依然可以保持相對較低的室內溫度;四是可以通過設置遮陽板的方式,進一步提升隔熱效果,比較常用的遮陽板包括全擋板、水平+垂直綜合遮陽板等;五是可以通過在建筑外墻下種植爬藤植物如爬山虎等,借助植物本身的覆蓋作用和蒸騰作用,實現對于室溫的有效控制。例如,運用REVIT工具,能夠對建筑建設區域內的各種地質因素以及植被分布情況進行仿真模擬,模仿暴風、暴雨、大雪等惡劣氣候,以此為基礎,在建筑中加入區域特色,以BIM技術為熱工設計提供相應的數據參考和模型支持,保證熱工設計的合理性。
                 
                2.3建筑采光設計
                 
                建筑采光包括了自然光和人工光兩種方式,綠色建筑節能設計中,應該盡量對自然光進行開發利用,這樣才能更好的體現建筑節能特點,推動建筑的綠色發展。而為了保證自然光源的利用效果,在對建筑進行設計的過程中,可以利用BIM技術,構建相應的建筑仿真模型,就建筑的采光性進行分析,確定好最佳的采光設計,實現對于自然光源的合理利用。例如,在該工程中,建筑采光性良好,不過因為布局原因,存在部分區域光照過強的情況,影響了建筑使用的舒適性。對此,設計人員在適當位置設置了遮光設備,如在室內設置遮光簾,避免陽光直射的問題;在室外種植樹木,借助樹蔭來減少陽光直射,同時也可以起到一定的綠化效果。冬季雖然陽光并不充足,不過因為樹葉落盡,并不會對室內采光效果產生影響。
                 
                2.4關注動態設計
                 
                借助BIM技術,可以從整體上實現對建筑設計的動態把控。而在仿真施工環節,需要就整個流程中的數據信息進行收集和整理,然后運用BIM技術實施討論,就可能存在缺陷的區域進行優化。運用之前設計完成的建筑方案以及相關數據信息進行建筑的規劃設計,可以更好的探討原材料的使用情況,避免出現材料浪費的問題。建筑設計施工中,工作人員可以利用BIM技術,構建起相應的動態控制模型,持續跟進施工進度,以此來實現對施工材料和施工方法的優化調整,同時也需要將實際消耗的物資與設計方案進行對比,及時就需要調整的信息進行反饋。另外,需要將建筑施工中所有參與主體的信息完整的記錄在BIM中,幫助工作人員更好的了解工程進度以及工程完成情況,實現對建筑工程整體施工過程的有效管理和把控。
                 
                2.5優化能源利用
                 
                在綠色建筑節能設計中,應該以BIM技術為依托,對能源利用進行優化,以此來保證節能效果,減少建筑使用過程中的污染排放。以太陽能的利用為例,建筑設計人員需要先借助BIM軟件,做好太陽輻射情況分析,然后結合實際情況,制定出切實可行的太陽能利用策略。在該工程中,建筑所處區域全年太陽能輻射多,可以在建筑屋頂設置相應的太陽能光伏板,對太陽能進行收集,將其轉化為電能,為建筑中的小功率用電設備如照明設施等提供電能支持,也可以利用太陽能完成熱水供應。這個過程中,無論是供電系統還是供水系統的設計,都可以借助BIM軟件直觀的展示出來,并且對其中可能存在的問題進行調整和優化,以清潔能源替代不可再生能源,達到良好的節能效果。
                 
                3結語
                 
                總而言之,BIM技術在建筑設計中有著非常積極的作用,能夠強化不同專業之間的溝通和交流,也可借助建筑模擬的方式,將設計方案以一種直觀可視的方式呈現出來,方便設計人員對方案進行修改和調整。將BIM技術引用到綠色建筑節能設計中,能夠在提升設計可靠性的同時,實現良好的節能效果。
                 
                參考文獻:
                 
                [1]杜飛.BIM技術在綠色建筑設計中的應用研究[J].南方農機,2020,51(07):254.
                 
                [2]李提蓮,時圣濤.基于BIM技術在綠色建筑設計中的應用[J].居舍,2020,(09):80.
                 
                [3]劉旭峰.綠色建筑節能設計中BIM技術的運用研究[J].科技創新導報,2020,17(02):146-147.
                 
                [4]趙嬋媛.試析BIM技術在綠色建筑設計中的應用[J].工程建設與設計,2018,(19):167-168.
                 
                作者:叢玉琛 單位:煙臺市建筑設計研究股份有限公司
                 

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