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BIM技术在绿色建筑设计中的应用分析

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  【摘  要】在节能减排的背景下,设计人员可在绿色建筑设计中对BIM技术进行合理运用。本文从BIM技术的优越性分析入手,阐述了基于BIM技术的绿色建筑设计应用对策,最后通过工程实例,对BIM技术的应用效果进行验证。
  【关键词】BIM技术;绿色建筑;设计
  1BIM 技术概述
  1.1BIM 技术内涵
  BIM技术即建筑信息模型,是一项在2002 年由 Autodesk 公司率先提出的一项新型数据模型技术,由于该技术的科学性,目前已经得到了全世界范围的广泛认同。通俗来讲,BIM 技术是指在建筑、水利、市政、暖通、桥梁等工程项目中通过数字化的模型技术提供准确的数据支撑的一项新型技术,该技术的使用可以更好地为工程的设计和施工以及最后的运营阶段服务。在整个过程中,设计团队、施工单位、运营单位以及业主等各方人员被统一于一个大的三维模型数据信息库中,各方人员可以整合在一个系统之中。在BIM技术的有效应用之下,各项工程可以提高效率、控制资源的消耗同时降低成本,最终实现可持续发展。
  1.2BIM技术的优越性
  1.2.1有助于数据共享和协同作业
  建筑项目规模较大,在建设过程中会涉及到诸多方面的数据信息,如果信息无法共享,将会对工程建设造成一定的影响。BIM技术的应用,可以信息作为载体,为建设单位与设计单位搭建起一个便于沟通联系的平台,在该平台上所有的信息均能够实现共享,从而为协同作业的实现提供了支撑。
  1.2.2有助于设计方案的优化
  BIM技术除了能够模拟设计出建筑模型之外,还能对建筑的各种性能进行模拟,由此使得一些无法在现实中体现的效果,可以在模型中显现。比如,在设计阶段,可以运用BIM技术进行建模,对建筑的能耗情况、采光通风效果进行模拟,设计人员根据这些数据,可对设计方案进行优化改进,避免了方案的反复修改,大幅度提升了工作效率,设计质量也随之提高。
  2基于BIM技术的绿色建筑设计应用对策
  近年来,我国的建筑业在城市化进程不断加快的推动下,获得了长足发展,各类建筑工程项目大幅度增多,虽然这在一定程度上缓解了城市居民的居住压力,但随之而来的是能源和資源的过度消耗,以及对自然生态环境的污染和破坏。在这一背景下,绿色建筑的概念被提出[1]。建设部发布的《绿色建筑评价标准》对绿色建筑进行了如下定义:建筑全生命周期内,节约资源消耗、减轻污染,与自然生态环境和谐共存的建筑。与普通建筑相比,绿色建筑在设计方面需要考虑的因素更多。因此,可在绿色建筑设计中,对BIM技术进行合理运用。
  2.1在前期设计中的应用策略
  绿色建筑的前期设计与普通建筑存在一定的差别,设计时,需要充分考虑工程所在地的气候条件及场地环境,鉴于此,设计人员可在该阶段,对BIM技术进行应用,具体如下:(1)分析气候条件。设计人员在绿色建筑前期设计阶段,可利用BIM技术,对工程所在地的气象数据进行转化,使其变为可进行直观观察的图像信息。(2)分析场地。设计人员还可在建筑场地设计中对BIM技术进行应用,通过场地建模,对场地进行分析。通常情况下,大部分建筑工程的场地平整度都比较差,所以场地分析时,高程与坡度是关键内容。利用BIM模型,设计人员能够在较短的时间内,完成对场地高程、坡度以及朝向的分析,从而为场地的规划布局提供依据。(3)道路设计。在一些地形相对比较复杂的建筑项目中,道路设计非常重要,除了要保证畅通性之外,还要满足消防要求,同时,还应当与工程场地的标高进行有效衔接。对此设计人员可以利用BIM技术生成道路曲面,借助动态更新的功能,对道路的横纵断面及平面进行协调设计[2]。
  2.2在初步设计阶段的应用对策
  该阶段是绿色建筑设计的重要部分,需要考虑的因素相对较多,如建筑空间优化、节能等等,为使设计过程变得更加简单,设计人员可在如下几个方面对BIM技术进行运用:(1)模拟通风效果。设计人员可运用BIM技术对自然通风环境进行模拟,从风环境中对风压数据进行提取,输入到BIM模型当中,由此可确保项目达到《绿色建筑评价标准》的要求。(2)光环境分析。室内采光是建筑设计中比较重要的内容之一,良好的采光能够带给人们舒适的居住体验,并且还能降低照明设备的能耗。设计人员可以通过BIM技术进行光环境分析,对自然光照进行模拟,据此对室内房间的进深进行优化设计。工程实践表明,房间进深的幅度越小,采光效果就越高。
  3应用实例
  某项目位于重庆市××区内,是一座综合体建筑,总建筑面积约为22.48万m2,按照绿色建筑标准进行设计。重庆市地处亚热带湿润季风气候区,年均气温较高,春季风大,秋冬季节风小,雨量充沛,年均日照相对较少。在绿色建筑设计中,需要对气候条件等因素进行充分考虑,从而确保设计的合理性。在本项目的设计中,设计人员对BIM技术进行了运用,具体体现在如下几个方面:
  3.1项目场地设计
  通过BIM技术对该项目的场地高程及坡度进行分析,为场地选址提供指导依据,由此可实现如下目标:减少项目建设过程中土方开挖总量、降低能耗、减轻对周围自然生态环境的破坏[3]。结合BIM技术,按照工程所在地的主导风向,对风环境进行分析,得出如下模拟结果:在场地的西北侧,可以种植一些绿篱,这样能够使冬季的供热能耗随之减少;在场地的南向,可以种植一些体量较大的乔木,由此能够对夏季时的阳光辐射进行削弱,可以降低空调能耗。
  3.2建筑朝向设计
  在建筑朝向设计中,通过BIM技术对项目所在地的气象数据进行分析,进而得出最佳朝向为160°~200°,可按照该角度对建筑朝向进行设计。同时,为对室内采光进行优化,将气象数据输入到BIM模型当中,对项目的采光环境进行可视化模拟,并与电气设计专业进行沟通,按照模拟结果,选择节能型的照明设备,对光照强度进行补充,在满足室内照明要求的前提下,达到节能降耗的目标。
  3.3建筑形体设计
  在建筑形体设计中,利用BIM技术进行模拟,对建筑的整体轮廓进行优化,以此来增加外部的气流速度,从而使外部空气能够与室内空气形成对流,提高通风效果。通过对建筑形体的优化设计,使风速得到进一步提升[4]。同时,设计人员借助BIM技术对室内空间进行了深化设计,引入边庭结构,并在边庭上加开天窗,由此除了能够增强采光效果之外,还能使自然通风条件得到优化。在该项目中,设计人员通过对BIM技术的合理运用,使建筑达到了节能降耗的目标。同时,还大幅度提升了设计效率。由此可见,BIM技术在绿色建筑设计中具有良好的推广使用价值。
  结束语
  综上所述,国内的绿色建筑工程项目呈现出不断增多的态势,此类建筑现已成为一种主流的发展趋势。与普通建筑相比,绿色建筑设计的复杂程度更高。为此,设计人员可在绿色建筑设计中,对BIM技术进行合理运用,在提高设计效率和质量的同时,使绿色建筑发挥出节能、节材、节地、环保的优势,这对于推动我国建筑业的持续发展具有重要的现实意义。
  参考文献:
  [1]赵婵媛.试析BIM技术在绿色建筑设计中的应用[J].工程建设与设计,2018(19):167-168+171.
  [2]魏立峰.BIM技术在绿色建筑中的设计应用及案例分析[J].土木建筑工程信息技术,2018,10(02):60-64.
  [3]李新臻,郑威,石亚杰,陈峰,陈家远.BIM技术在绿色建筑中的应用研究[J].项目管理技术,2017,15(06):71-76.
  [4]哈维·伯恩斯坦,斯蒂芬·琼斯,米歇尔·罗素.绿色BIM如何助力绿色设计和建造[J].土木建筑工程信息技术,2015,7(02):20-36.
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