绿色建筑节能设计中BIM技术的应用探讨论文_欧明典

绿色建筑节能设计中BIM技术的应用探讨论文_欧明典

中国建筑第五工程局有限公司 江苏苏州 410004

摘要:BIM技术近年来成为全球建筑业的聚焦点之一,我国也推出了很多政策和措施加以推广,但与国外相比在研究和应用方面仍略显薄弱。文章通过区别于一般BIM技术和建筑能耗分析的结合,在气象数据方面加入未来数据,使建筑物本身不仅是分析优化方案前后的变化,而是能够得出未来10年、30年甚至60年的建筑表现结果,以应对全球变暖的趋势。

关键词:BIM技术;建筑节能;优化方法;碳排放预测

结合我国建筑行业的发展现状有效在全生命周期内实现节约资源和保护环境已经成为重要的社会课题,相关部门要积极整合设计介质,秉持节能设计理念,全面提升设计工序的合理性和时代价值,为建筑节能管理工作的全面优化奠定基础。

1.BIM技术内涵

所谓BIM技术就只是建筑信息模型技术,是一种将CAD技术作为基础处理方式的信息技术体系,能整合多维模型信息,确保利用三维几何建筑以及建筑构件能推演出建筑的进程,并且对建筑材料、价格以及建筑施工进度等基础信息进行仿真处理,从而借助模拟过程有效呈现出来,为建筑工程项目施工设计部门提供有效且直观的预测数据,为后续施工管理创设良好的平台。BIM技术最大的优势就是能实现可视化三维信息处理,结合BIM模型就能对效果图进行判定和分析,有效建立人员调度处理和沟通,并且优化决策的时效性和完整性,提升建筑项目设计管理水平,为项目建造和运营创设良好的发展空间,也能有效处理相应的信息结构。

最重要的是,在BIM技术结构内,也能形成对象化的信息处理模式,确保能按照规划要求完成几何参数的约束和处理,为信息模型的建立和升级奠定基础。需要注意的是,在BIM技术运行的过程中,能对工程信息的建立过程、管理过程和共享过程进行综合分析判定,从而实现建设项目的全生命周期管理,这对于现代建筑工程体系而言具有非常重要的价值,能在施工前借助可视化方案减少设计变更对这个施工项目造成的影响,确保最大程度上减少项目施工成本,正是基于BIM技术的优势,所以推广范围在不断扩大。

2建筑设计与能源消耗现状

70年代初的石油危机引起人们对能源的广泛关注。建筑能耗占社会消费的大部分,因此减少社会能源消耗的重点之一是建筑节能。中国现在正处于建设高峰期。根据建设部的预测,预计到2020年全国高耗能覆盖面积将达720亿平方米,建筑能耗占能源消费总量的40%,将直接加剧能源消耗危机。在中国,建筑的总能耗远远高于发达国家的建筑能源总量。在中国,建筑能耗日益增长,但节能环保的推广远远不能满足当前社会技术和生活发展水平的要求。大多数建筑设计师都习惯于现有的建筑技术,很少考虑建筑设计效果是否能够节约能源,能够保护周围环境,能否适应具体要求等。目前,中国建筑设计更重视建筑的外观和功能,忽视了建筑节能设计。

当前建筑行业的能源分析的主要方法仍然是AutoCAD和2DCAD。建筑商需要将建筑设计的相关数据手动输入到各种软件系统进行能源分析。这些软件的操作和应用并不是一件容易的事情,因为它不仅需要设计人员具备良好的能量分析基础知识,而且系统本身也需要经历一系列专业化和严格的系统操作程序。输入程序非常复杂,如果没有职业培训,非专业人员不能对庞大的专业数据进行操作分析模拟。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就是为什么很多建筑商不能直接对设计过程中的设计方案进行建筑能耗分析的原因。在传统的二维设计模式下,能效计算一般安排在设计的最后阶段,建筑设计和分析计算之间出现严重的不相交现象,这使得面向节能的生态建筑设计难以实现。

3 BIM技术在建筑节能设计中的应用

3.1向策略分析

在应用BIM技术进行设计的过程中,对建筑最佳朝向的设计较为关键,是决定建筑工程项目内部冷热舒适度以及建筑节能效率的重点。在我国,不同的地区气候具有一定的差异,这就需要建筑结构设计人员结合地区实际特点进行针对性设计,确保能在夏季尽量减少暴晒而在冬季能获得充足的阳光,因此,在北方地区更加倾向于“坐北朝南”的设计格局。结合太阳的运行方向进行建筑设计,确保能在冬季获得良好的采暖效果。

基于此,在案例中工程项目设计之初,设计人员就借助BIM技术对位置坐标进行了预估,并且选择一年中温度最低以及温度最高的两个月份对相关建筑朝向予以分析判定,从而选取更加适宜的建筑设计角度,提高节能效果的基础上,确保能为住户提供更加全方位且舒适的居住环境。需要注意的是,在利用BIM技术进行设计的过程中,焓湿图是较为关键的参数体系,能充分考量人体的热舒适性,确保能将相对湿度、气流速度以及空气温度等基础因素进行充分融合,利用软件自动化处理计算就能形成舒适区域,保证朝向处理策略的完整性和时效性。

3.2采光设计

在实际研究工作中,施工部门借助BIM技术软件对室内天然光源等基础采光要素进行了分析,整体建筑结构采光性较好,依托BIM技术就能对采光计划和设计结构进行统筹分析和判定,确保相关因素之间结合效果能满足实际设计要求。一方面,针对部分光线较强的房间要进行遮光布或者是遮阳板的处理,避免强光照射。另一方面,要在建筑前空地种植落叶树,有效遮蔽阳光的基础上,在冬季因为树叶脱落能为建筑接受更好的阳光提供保障。

3.3建筑节能与环保意识

所谓建筑节能与建筑环保是节能与环保理念与技术在建筑领域的通用名词。建筑节能环保体现在整个建筑活动的各个方面,还需要与建筑相关工程科学、社会学、文化学、经济学等各种专业知识相协调。建筑节能环保设计主要从建筑内部和建筑本身的整体社会和自然环境出发,在整体环境的规划中,建筑商必须考虑建筑本身与周围环境的关系。但它与周围环境的关系又可分为与地貌特征、植被自然环境和风向的关系。建筑商需要根据不同特点的建筑能耗特点制定节能建筑设计策略。

3.4建筑节能设计的关键和目标

建筑能耗的建筑模具和外包装结构占能源消费总量的70%。因此,它们是决定建筑节能性能的关键因素,并直接影响建筑与外部环境之间的热交换以及自然通风和照明的水平。不同的建筑模具会对建筑能耗产生巨大差异,并且它在建筑能源性质中也起着决定性的作用。通过数值计算和图像显示方法,可以使用BIM从时间和空间的角度对建筑性能进行定量和定性的描述。然后,可以直观地表达建筑物及其相关能源属性、太阳移动轨迹图、室内和室外通风和照明、热舒适度等。通过建筑构图的规划和设计来利用和改造气候,从而形成有利的工作生活环境,塑造小气候,有利于实现建筑节能。 

4结语

综上所述,在未来发展的过程中,需要应对全球气候变化、资源能源短缺、生态环境恶化等一系列严苛的挑战,BIM技术与绿色节能建筑无疑将成为未来建筑设计的主流趋势。现代建筑设计理念遵循碳循环的概念,以低碳为导向,坚持可持续发展道路,发展循环经济,建设低碳生态城市,推广普及低碳绿色建筑。BIM是一门持续发展并且对建筑领域带来不断变化的新技术,为实现绿色节能建筑提供了重要的技术平台和实现手段。通过BIM技术的合理优化和资源配置,以及政府部门的大力支持,必将推动绿色节能建筑在我国建筑领域成为常态。

参考文献:

[1]孙文.BIM技术在绿色建筑中的应用优势分析[J].陕西建筑,2016,(10).

[2]俞梦骁,叶建红,吴娇蓉.大型活动人流交通组织管理:问题与对策研究[J].交通与运输(学术版),2014,(2).

论文作者:欧明典

论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期

论文发表时间:2019/4/4

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