刍议BIM技术在绿色建筑设计中的有效应用

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年3月9期   作者:邓生青
[导读] 作为工程建筑的一种,绿色建筑与节能环保息息相关,它采用的BIM技术内含丰富的建筑信息。

        邓生青
        中国(广西)自由贸易试验区钦州港片区管理委员会  广西钦州535008
        摘  要:作为工程建筑的一种,绿色建筑与节能环保息息相关,它采用的BIM技术内含丰富的建筑信息。随着建筑工程不断地实现智慧化与数字化,BIM技术已经在时间维度方面实现与绿色建筑设计的统一,并且两者的核心功能具有互补的特点。因此,通过在绿色建筑设计中大规模利用BIM技术,可以有效延长绿色建筑的生命周期,并提高其资源节约能力,从而助推整个绿色建筑设计行业的优化升级。
关键词:BIM;绿色建筑;建筑设计
前言
        在建筑工程的整个建设中,设计始终占据着极为重要的地位,建筑设计直接影响着工程施工活动的开展。绿色建筑设计指的是建筑物在建造之前,设计者按照建设任务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,实现作好通盘的设想,并拟定好解决这些问题的方案,用图纸表达出来。随着绿色建筑的不断进步与发展,BIM技术的作用日益凸显,它在绿色建筑设计领域的应用也逐渐得到普及,通过采用这一具有诸多优点的现代科技技术,有利于顺利开展绿色建筑设计工作,从而在极大程度上提高绿色建筑设计的整体水平。
1 BIM技术在绿色建筑设计中的应用优势资源
1.1可视化
        BIM技术具有显著的可视化特征,因此,在建筑行业的应用率极高。绝大多数的施工图纸都由平面线条绘制而成,具有一定的抽象性,普通人往往无法想象出建筑的实际架构。然而,在BIM技术的作用下,施工图纸可以呈现出立体的三维效果,有利于大众直观地看到建筑的真正构造,理解设计师的设计意图。
1.2协调性
        BIM技术可以用来协调不同施工部门的工作内容与进度。在以往的施工中,如果在过程中发生任何问题,每个施工部门会齐心协力找出问题的关键,并共同提供解决方案,但这个过程的进展会很缓慢,不具备较高的效率。但是通过借助BIM技术,各个部门在施工前就可以获取到相应的施工模型,并知晓可能会出现的问题,并在该技术的协调下,各部门将会得到改善措施。
1.3模拟性
        模拟性指的是BIM技术能够将建筑物的立体构造以及现实中的事物模拟出来,BIM的模拟性一直是传统CAD难以比拟的,它利用四维施工模拟相关软件,根据施工组织安排的施工进度计划安排,在已经搭建好的模型的基础上加上时间维度,使建筑的建造顺序清晰,工程量明确。例如,该技术能够模拟日照、节能、建筑的4D或5D构造等,实现对施工成本的有效控制。
1.4优化性
        优化性指的是BIM技术能实现对某一项目设计的优化,在实际的操作过程中,由于受信息、时间等因素的影响,往往难以达到预计的效果。但是,该技术的这一特征仍然有助于简化复杂的施工工序,减少施工时间,从而在较短时间完成既定工作量的同时,提升工程的整体质量。
2绿色建筑设计基本原则
2.1以人为本
        绿色建筑的设计应充分遵循以人为本的理念,在设计中有机融合自然元素,实现人与自然的共生,努力构建良好的居住环境。在设计绿色建筑时,应时刻遵循以人为本原则,从空气质量、采光、温度、通风等方面,为居住者打造适宜的生活住所。同时,在开展设计的过程中,既要充分涉及建筑物的本身条件,还要考虑设计效果可能对自然环境造成的影响,从而促进绿色建筑的可持续发展。
2.2节能减排
        在设计绿色建筑时,有必要降低对非再生资源的依赖性,尽可能提升清洁能源如:太阳能、水能、风能等的利用率,在更大程度上增强建筑材料热功能的效能,确保建筑的保温隔热等功效得以有效发挥。此外,还要进一步扩大可循环再造的环保建筑材料的使用范围,以尽量减少建筑设计中污染物如,噪音、辐射、粉尘等的排放,确保绿色建筑设计产生良好的环保效果。


2.3可持续发展
        随着现代科技的迅速发展,网络信息技术早已凭借各种形式渗透到人们生活的角角落落里,大量运用网络信息技术的绿色建筑设计不仅可以大大提高人们的生活舒适度,还增强了生活的安全性与便利性。在设计绿色建筑时,有必要事先评估未来的可得利益,将短期规划与长期扩展结合起来,促进绿色建筑设计的可持续发展。
3基于BIM技术的绿色建筑设计应用
3.1室外环境的分析和设计
        室外环境分析包括风环境分析、建筑物表面风压分析等,当对室外风环境进行分析时,应利用制模软件预先根据建筑物及其周围环境的位置建立模型,然后再结合有关软件具体分析风环境的状态,从而基于此进一步优化建筑物的形体构造。例如,在设计某一建筑时,设计者将建筑的长设计为250m,但经过初步的模拟实验,设计者找到了建筑设计的不足,此时的条形状建筑极可能致使周边环境的风速产生极大的变化,甚至还会致使部分地区出现完全无风的现象。为此,设计者在优化建筑设计时,充分考虑了地形因素,确保室外风环境不因建筑的出现而发生较大的变化,通过将建筑形体改为曲面状,不仅有效改善了行人区域的空气流场,还进一步提升了室外活动的舒适度。
        当分析建筑的表面风压时,应充分考虑当地的气候状况,避免因忽略此因素而致使建筑构造受不利影响的情况。通过利用BIM技术,设计者可以有效结合地域特点分析建筑的实际表面风压,并针对分析结果不断改进建筑设计方案。例如,在某一建筑的初步设计中,当时的建筑南部无其他高大建筑,正面朝向一片湖泊,因此一到夏季,该地域就盛行较强的东南风,建筑迎风面因缺乏一定的遮挡,整体风压大于2.2Pa,为此,设计者在建筑顶部增加了天窗的设计,以在一定程度上降低风压值。
3.2室内环境的分析和设计
        在分析建筑的室内环境时,可以借助BIM技术仿真建筑,然后在此基础上进一步优化建筑的采光与通风设计。在优化室内采光设计时,设计者可以借助B IM技术在分析室内环境的同时,直观地呈现出采光状况,然后根据需求采取针对性的优化措施,如在顶楼设置天窗以强化采光等。在优化室内通风设计时,同样应借助BIM技术分析通风环境,以便于优化通风设计,如在室内增设天窗可以加快室内的风向流动,改善空气质量。
3.3节能分析和设计
        节能分析与设计时绿色建筑设计的关键所在。BIM技术可以针对绿色建筑构建直观的3D模型,设计者将该模型导入建材能耗分析软件中可以得到各个建材及能源的预计消耗情况,进而根据绿色设计方案改进建筑构造,减少能源消耗,达到绿色建筑能耗标准,实现真正的绿色环保。比如,通过采取降低空调输出端能耗、强化建筑围护热工性能、选取节能照明灯、利用太阳能加热等措施,可以提升能源的利用率,符合绿色建筑设计的要求。
3.4节材分析和设计
        在实施建筑工程项目时,会运用到大规模的建筑材料,因此难免会出现浪费的现象。但绿色建筑对建材的使用较为节约科学,在其设计的过程中,往往会事先根据所需建材划分用量。在其设计标准中就有对建材用量的明晰化规定,例如,建筑用材中的钢筋必须超过400MPa,并且纵向承重的建材需含超过C50的混凝土。在以往的用材计算中,设计者往往需要花费很多的时间和精力去计算具体的用量,但现在通过借助BIM技术,设计者可以较快地测算出建材的用量及其占比,不仅减少了设计者的工作量,还在一定程度上提高了计算的准确性与科学性。此外,BIM系统具有庞大的数据库,设计者可以借此集中有效地统计与分析各个设计方案的实用性,通过对比所得结果,挑选出最为科学、最为绿色的设计方案,从而有利于节约建筑材料,提高建筑工程的实施效率。
结  语
        综上所述,在绿色建筑设计中,应尽可能运用好BIM技术,增强有关人员对设计的把控,进一步提高建筑工程的整体绿色性。当前,我国建筑行业已将绿色建筑视为重点,因此,有关设计者在绿色建筑设计中,应充分发挥BIM技术的优势,重点突出绿色化,推动我国建筑行业实现可持续发展。
        
参考文献:
[1]温馨.基于BIM技术的绿色建筑装饰设计评价研究[J].房地产世界,2021(09):134-136.
[2]巨怡雯.探析绿色建筑设计理念在住宅小区设计中的应用[J].四川水泥,2021(05):109-110.
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