摘要:BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑設計中有著廣泛的應用,能夠?qū)⒃O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(shù)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(jié),保證設計方案的合理性和可行性。本文從BIM技術(shù)的特點出發(fā),結(jié)合具體工程實例,就BIM技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設計中的應用進行了分析和探討。
關(guān)鍵詞:綠色建筑;節(jié)能設計;BIM技術(shù);應用
建筑行業(yè)作為能源使用大戶,在節(jié)能降耗方面潛力同樣巨大,以可持續(xù)發(fā)展理念為支撐,綠色建筑得以迅速發(fā)展,受到了社會各界的廣泛關(guān)注。借助BIM技術(shù),可以實現(xiàn)對綠色建筑的節(jié)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(yè)長遠健康發(fā)展方面有著積極意義。
1BIM技術(shù)的特點
1.1可視化?梢暬荁IM技術(shù)的基礎所在,主要是利用專業(yè)軟件,可以將管理方案、管理措施等內(nèi)容轉(zhuǎn)化成相應的信息模型,通過模型管理,相關(guān)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(diào)整優(yōu)化。BIM技術(shù)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(gòu)架水平的提高,將建筑的環(huán)境特征以及構(gòu)成特征準確呈現(xiàn)出來。1.2協(xié)調(diào)性。工程的施工建設是一個復雜的過程,涉及專業(yè)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(shù)的應用,能夠?qū)⒐芾泶胧┩暾故境鰜恚兄诠芾砣藛T更好地對施工影響區(qū)域內(nèi)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(yōu)化工作,以此來促進施工管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)性的提高。1.3模擬性。模擬性能夠?qū)崿F(xiàn)對工程施工過程的動態(tài)分析,及時發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)存在的安全問題和安全隱患,為后續(xù)的安全管理工作提供可供參考的依據(jù)。BIM技術(shù)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(shù)為支撐,可以實現(xiàn)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(jié)合具體施工模型,編制出合理的施工方案,在BIM技術(shù)的指導下實施各項活動。BIM技術(shù)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(fā)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(yōu)化性。通過對BIM技術(shù)的合理使用,能夠就建筑設計中存在的問題進行優(yōu)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(shù)據(jù)信息,而這些數(shù)據(jù)信息都是以建筑設施的相關(guān)參數(shù)為基準,若數(shù)據(jù)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(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信息。借助BIM技術(shù)所具備的優(yōu)化性,能夠?qū)崿F(xiàn)對各類工具使用的優(yōu)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(shù)在綠色建筑節(jié)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(qū),氣候條件夏季炎熱冬季溫暖。在運用BIM技術(shù)對建筑進行節(jié)能設計時,應該先對建筑所處的環(huán)境進行分析,確定好最佳的建筑朝向,并且結(jié)合全年最低溫和最高溫,就不同季節(jié)室內(nèi)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(jié)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(jié)能設計的一個關(guān)鍵內(nèi)容,科學的朝向能夠?qū)崿F(xiàn)對于室內(nèi)光照和溫度的合理調(diào)節(jié),在夏季炎熱時可以避免室內(nèi)因為光照時間過長出現(xiàn)高溫,冬季寒冷時也可以保證充足的光照,有助于提高室內(nèi)溫度。從節(jié)能設計的角度,當建筑本身具備一定的溫度調(diào)節(jié)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(jié)能效果。在該工程中,可以利用BIM軟件對建筑所處區(qū)域的環(huán)境進行分析,將環(huán)境參數(shù)導入到系統(tǒng)中,系統(tǒng)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(shù)人員可以對照上述內(nèi)容,對環(huán)境參數(shù)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(jié)構(gòu)的性能是關(guān)鍵所在,在該工程中,考慮區(qū)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(zhì)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(shù)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(yōu)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(tǒng),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(nèi)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(xiàn)對于室溫的有效控制。例如,運用REVIT工具,能夠?qū)ㄖㄔO區(qū)域內(nèi)的各種地質(zhì)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?yún)^(qū)域特色,以BIM技術(shù)為熱工設計提供相應的數(shù)據(jù)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(jié)能設計中,應該盡量對自然光進行開發(fā)利用,這樣才能更好的體現(xiàn)建筑節(jié)能特點,推動建筑的綠色發(fā)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(shù),構(gòu)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(xiàn)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(qū)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(nèi)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(nèi)采光效果產(chǎn)生影響。2.4關(guān)注動態(tài)設計。借助BIM技術(shù),可以從整體上實現(xiàn)對建筑設計的動態(tài)把控。而在仿真施工環(huán)節(jié),需要就整個流程中的數(shù)據(jù)信息進行收集和整理,然后運用BIM技術(shù)實施討論,就可能存在缺陷的區(qū)域進行優(yōu)化。運用之前設計完成的建筑方案以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行建筑的規(guī)劃設計,可以更好的探討原材料的使用情況,避免出現(xiàn)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(shù),構(gòu)建起相應的動態(tài)控制模型,持續(xù)跟進施工進度,以此來實現(xiàn)對施工材料和施工方法的優(yōu)化調(diào)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(diào)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(xiàn)對建筑工程整體施工過程的有效管理和把控。2.5優(yōu)化能源利用。在綠色建筑節(jié)能設計中,應該以BIM技術(shù)為依托,對能源利用進行優(yōu)化,以此來保證節(jié)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(jié)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(qū)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(zhuǎn)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(tǒng)還是供水系統(tǒng)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(diào)整和優(yōu)化,以清潔能源替代不可再生能源,達到良好的節(jié)能效果。
3結(jié)語
總而言之,BIM技術(shù)在建筑設計中有著非常積極的作用,能夠強化不同專業(yè)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(xiàn)出來,方便設計人員對方案進行修改和調(diào)整。將BIM技術(shù)引用到綠色建筑節(jié)能設計中,能夠在提升設計可靠性的同時,實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。
參考文獻:
[1]杜飛.BIM技術(shù)在綠色建筑設計中的應用研究[J].南方農(nóng)機,2020,51(07):254.
[2]李提蓮,時圣濤.基于BIM技術(shù)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(jié)能設計中BIM技術(shù)的運用研究[J].科技創(chuàng)新導報,2020,17(02):146-147.
[4]趙嬋媛.試析BIM技術(shù)在綠色建筑設計中的應用[J].工程建設與設計,2018,(19):167-168.