BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究 周为国

发表时间:2020/9/23   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:周为国
[导读] 摘要:在城市建设过程中,建筑的高能耗问题引起了社会的广泛重视,这与当前绿色环保的可持续发展理念格格不入。
        深圳市罗湖区政府投资项目前期工作办公室
        摘要:在城市建设过程中,建筑的高能耗问题引起了社会的广泛重视,这与当前绿色环保的可持续发展理念格格不入。决定建筑能耗的一大因素就是建筑的设计方法,传统的二维平面式设计方法已经渐渐难以满足需求,近年来三维立体的BIM设计技术得到了广泛应用,大大提高了建筑的设计水平。本文分析了BIM技术的概念和优势,然后总结了其在绿色建筑设计方面的应用措施。
        关键词:BIM技术;建筑设计;绿色建筑
        引言:
        我国已经进入了工业化时代,工业的高速发展为经济发展注入了新鲜血液,也带来了一些环境、能源方面的问题,这其中可再生能源的迅速减少需要引发我们的危机意识。在国家大力发展环保技能技术的基础上,绿色建筑设计成为减少建筑能耗的一大有效措施,这有助于改善传统建筑占据总能源消耗一半以上的现状。
        一、相关概念的介绍和分析
        (一)绿色建筑设计
        节能减排在保护环境、节约成本等方面都起着至关重要的作用,为了改善传统建筑能耗过高的问题,节能减排理念与建筑设计的结合催生出了绿色建筑的概念,在近几年的建筑市场上得到了广泛应用。传统建筑带来的能源消耗与环境污染问题触目惊心,发展绿色建筑主要是在保证建筑功能的基础上减少对能源和环境的不利影响。这样不仅有助于改善人们的居住体验,更是促进了人与自然的和谐发展。绿色建筑是一种设计的方法或者理念,而不仅仅是在建筑物周围种植绿色植物亦或是其他措施。运用绿色建筑设计理念,在尽可能保护周边生态环境的基础上,使用一些环保节能的建筑材料,减少对能源和环境的不良影响,是发展绿色建筑的首要目标。
        (二)BIM技术
        BIM技术是一种三维立体建模技术,在建筑设计以及其它很多领域都有广泛应用。在设计绿色建筑时,收集相关参数后再进行整合,然后使用BIM技术进行建模,在后续的建筑设计、建筑施工等环节中,都能随时通过更新信息、参数来对建筑模型进行改动,以期达到最优的设计效果。BIM技术与绿色建筑设计的结合,可以为施工团队和设计团队的合作提供技术保障,以及为后续的建设甚至拆除提供信息、数据参考。BIM技术改变了传统的二维、平面式的设计方法,将立体的建筑模型呈现出来,可视化技术给建筑设计提供了极大的便利。在项目建设过程中,任何部门都能随着工程的建设情况,对模型进行更新和改动,这对于施工的顺利开展有很大帮助。BIM技术作为一种数字化、信息化技术,即便是非常复杂的设计方案,也能清晰地展现在设计人员和施工人员面前,方便他们对工程状况进行分析,有效提高了施工效率,对于减少施工成本也有一定帮助。
        二、为何要将绿色建筑设计和BIM技术相结合
        (一)方便各部门开展施工合作
        目前的建筑工程规模显著增加,施工周期也较长,施工中需要使用的信息、数据极多,如果各部门之间的交流不顺畅,将会严重影响施工的顺利开展,还可能埋下重大的安全隐患。而以信息技术为基础的BIM技术,可以为施工单位各部门提供一个数字化的信息交流平台。这样,不论是设计部门,还是施工建设部门,都能随时将信息和数据共享给其它部门,方便各部门之间的信息交流和技术交底,这对于提高施工效率有很大帮助。
        (二)能够提高设计方案的质量
        使用BIM技术技术,只需要将相关数据、参数等输入到系统中,就可以呈现出三维立体的建筑模型,可以模拟出建筑在多种条件下的性能表现,这比传统的平面设计方案效果更好。同时,仿真系统还能够模拟出不同环境条件下的建筑采光、通风情况和能耗情况,方便设计人员结合工程的具体需求,对建筑方案进行改进和完善,这样能够减少施工过程中的设计方案变动,缩减了施工周期和施工成本。可以说,使用BIM技术可以有效提高建筑设计方案的质量。


        (三)可视化技术呈现设计过程
        可视化可以说是BIM技术技术最为强大的一项功能,以往的建筑设计主要使用CAD等专业软件,设计图也是平面的、二维的,一般的非专业人士对此不甚了解,特别是业主很难从平面设计图中获得自己想要的信息,也就不能发现自己不满意或者存在问题的地方。而利用BIM技术技术,将设计方案立体地呈现出来,建筑的各个细节要素都一目了然,不具备专业知识的人员也能略知一二并提出自己的意见。
        三、在绿色建筑设计中应用BIM技术的方式
        (一)能够有效降低建筑能耗
        节能减排是绿色建筑设计的核心理念,提高资源的利用率是降低建筑能耗的主要途径。在进行建设方案设计时,使用BIM技术可以构建三维模型,并模拟建筑日常的能耗状况,特别是可以加入当地的气候数据,让建筑能耗的分析更加全面和精准。同时,使用BIM技术可以顾及到建筑结构的小细节,提高建筑设计方案的准确性,可以有效减少施工中的施工变更情况,这也是节约能源的一种有效手段。此外,太阳能的大规模使用,减少了对传统化石能源的不利影响,目前越来越多的绿色建筑开始配备太阳能设施。使用BIM技术分析当地不同时段的太阳能辐射情况,可以显著提高太阳能的利用效率,为绿色建筑提供尽可能多的能源供给。太阳能作为一种清洁能源,增加太阳能的使用就可以减少传统化石能源的使用,这对于保护环境、降低建筑能耗是非常有利的。
        (二)能够提高建筑管理水平
        建筑的能耗较高是影响建筑业发展的重要问题,使用BIM技术,不仅可以减少建筑设计、施工以及后续维护的能耗,还可以利用BIM技术的实施监控功能,检测短时间内的建筑能耗变化,了解建筑内的各种设施的运行情况。通过对建筑内设施的管控,实现能源利用效率的最大化。BIM技术还可以提供报警功能,这一功能在施工中有重要作用,一旦施工现场出现安全事故,BIM进行警报,方便现场管理人员尽快处理安全事故,降低安全事故带来的经济损失,保障施工人员的人身安全。
        (三)有利于环保材料的使用
        随着科学技术的不断发展,降低建筑能耗不能仅从建筑这一个方面着手,环保建筑材料对节能减排的作用同样应该引起重视。在设计以及具体的施工中,要在满足建筑对材料性能的基础上,多选择环境友好型材料或者可再生材料,在尽量降低建筑能耗以及对环境影响的同时,设计人员还要提高环保材料在全部施工材料中的占比。在使用BIM技术进行模拟时,设计人员应该确定好环保材料的模型,例如材料的尺寸和样式等,并与材料厂家的人员做好沟通,对模型中的环保材料的参数、信息进行修正,确保环保材料的尺寸、数量与工程要求相符,在施工中不会出现碰撞问题。环保材料需要单独制作。预制环保材料,可以有效减少现场粉尘过多的问题,制作好的环保材料,其性能和规格都能满足工程要求,基本不会导致返工问题,有助于提高施工效率。设计人员还要汇总使用的所有环保材料,并用BIM技术分析其节能性能,确保绿色建筑的整体能耗在可接受的范围内。
        (四)可以帮助优化室内环境
        使用BIM技术优化室内环境,可以提高绿色建筑的设计质量,为使用者提供更加优良的环境。主要方式是通过对室内采光、通风等条件进行数字化模拟,结合使用者对室内环境条件的需求进行设计方案的优化。例如设计者可以通过改变门窗的位置来改善采光条件或者降低室内噪音;也可以通过模拟当地气候优化热环境,改善建筑周边的热岛效应,为使用者提供更加舒适的居住环境,同时也有效减少了耗能。
        四、结束语
        综上所述,绿色建筑在我国有广阔的发展前景,而其与BIM技术的结合,可以进一步优化绿色建筑能耗,取得优良的建筑节能减排的效果,为环境、能源的健康发展做出贡献。
        参考文献:
        [1]贾真,张磊,张瑶瑶. BIM与绿色建筑的高效整合及应用[J]. 居业,2019(8):86-87.
        [2]陈虹宇,徐刚,吴贤国,等. 基于BIM绿色建筑信息化设计和绿色度评价研究[J]. 建筑技术,2019,50(8).
        [3]陈登峰,赵婷,张金涛. 基于BIM的绿色建筑室内光环境研究[C]// 国际绿色建筑与建筑节能大会. 2016.
 
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