摘要:BIM,英文全称Building Information Modeling,是一个综合工程项目全部参与方所设计和运用的建筑信息来指导决策工程活动的过程。BIM技术并不只是一项技术上的变革,可以说BIM技术对建筑本身的设计过程带来的变革更具突破性,不同专业在同一个平台下协同工作,而这正是绿色建筑设计所真正需要的,因此,如何在绿色建筑中做到BIM技术的实际应用,打破建筑设计中的信息壁垒,切实提高建筑性能才是建筑行业真正应该思考的。
关键词:BIM技术;绿色建筑;应用研究
1、BIM技术概述
BIM即建筑信息模型,由于过去的科技发展较为迟缓,传统的建筑设计以二维图纸为主,虽然也注重设计所需的精确性和严谨性,但缺乏直观简洁的表达形式,BIM技术通过输入工程项目的具体信息来建立该项目的建筑模型,不但视觉上更直观,而且如有一处变动,其他专业所参考的模型会自动更新,避免了专业间错漏现象的发生,设计的精确性得以更进一步。
2、BIM技术在绿色建筑设计中的应用
1.节地及室外环境
1.1提升周边居住建筑的采光,降低光污染
所设计建筑是使用玻璃幕墙还是诸如镜面式这类反射度较高的装饰外墙,室外景观照明能否有直射入空中的光,是否会影响周边民用建筑的采光与日照等诸多问题都可以交由BIM软件加以协调。
1.2确保建筑通风,提升室内室外的舒适性
国家规定建筑物周边的人行区的风速必须高于5m/s。建设方提供总平面图,第三方事先进行风环境的模拟试验,其中需包括周边人行区1.5m范围内的风速结果,如需改善,应及时予以提醒说明。在BIM软件中输入上述信息,转变为风环境分析软件所支持的格式,经模型的简单调整后,即可进行风环境模拟,得出结果判断人行区的风速是否符合要求,如有不适,可第一时间进行调整,使后期实际施工得以顺利完成。
2.节能及能源利用
2.1确保围护结构的热工性能符合国家现行标准
比较所设计建筑的围护结构热工性能的标准值和设计值,以此判断其是否达到节能水平,如所设计建筑未能满足规定的指标时,需对其进行必要的权衡判断法与能耗计算。权衡判断法是指先计算参照建筑在一定环境下的空气调节能耗和全年采暖,之后对所设计建筑在同一环境下所需能耗进行计算,比较两者计算结果,后者计算结果小于前者计算结果即判断所设计建筑的围护结构热工性能达到节能要求,一旦后者计算结果大于前者计算结果,需对建筑本身重新调整与计算,直至符合节能要求,需注意,参考建筑的朝向、形态、大小需与所设计建筑相同,参照建筑的维护结构热工性能所取参数在标准范围之内。
2.2建筑总平面设计要有利于夏季通风动机采暖
如何通过建筑布局与朝向调整来利于夏季自然通风与冬季采暖,这一项目也可以交由BIM技术加以解决。建设方提供总平面图、施工图设计说明等文件,第三方事先进行自然通风的风效优化试验与自然采光优化试验,总平面图需要简扼阐述设计原则,试验报告应包含计算模型、初始条件与计算参数及结果等。在BIM软件中输入上述专项信息,转变为室外环境分析所支持的格式,经模型的简单调整后,即可进行模拟试验,观察工程项目的采光与通风效果,针对试验结果开展优化。
3.节材及材料利用
在建材选材过程中最好选择可循环再利用的材料,在确保安全性与无污染性的前提下,可循环利用的材料在所有建材中的比重超过10%以上。建设单位提供可用的可循环材料表及其比例计算,并说明可循环材料的利用率。在BIM模型,利用明细表及其比例计算,并说明可循环材料的利用率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在BIM模型,利用明细表功能,提取可循环材料的种类并计算比重,最终判断其是否达到节能要求,与统计维护结构的热工性能相似。
4.室内环境质量
4.1建筑室内指标符合国家现行标准
建筑室内指标包括室内照度、一般显色指数、统一眩光值等,照明设计需要将节能灯具、自然采光等因素纳入考虑范围内,尽量做大照明的最大化节能,使照明功率密度值小于现行标准。常用的日光灯光色有暖白色(3000K)、冷白色(4000K)和日光色(6500K),根据《建筑照明设计标准》中的建议是办公室最好采用色温在3300K到5300K的灯具,建设方提供详细的施工图、产品性能说明书,照明施工图需对上述参数进行明确的说明。BIM技术对这一方面的照明分析与风环境分析、日照分析相似,在此不多做赘述。
4.2采用可调节外遮阳
由于直射阳光利用向阳面,尤其是东、西向窗户,致使室内环境过热,为了达到这样目的,同时兼顾通风、采光等要求,遮阳形式与材料都要谨慎选择,热反射玻璃、反射阳光涂膜、活动百叶窗也是近几年来应用广泛的遮阳材料。
3、BIM技术在建筑工程施工阶段的应用
1.“先试后建”,虚拟施工
虚拟施工是BIM技术在施工阶段的运用,它是一种在虚拟环境中建模、模拟、分析建筑设计和施工过程的数字化、可视化技术。利用这种技术施工现场输出的同步画面可向各方展示工程进度,其结果使参与工程各方的沟通、协调更加富有成效。简单地说,虚拟施工就是“先试后建”,传统的施工方案主要基于项目经理和项目组的经验。对于结构复杂的大型建设项目仅靠施工的经验来编制施工方案一定会受到各方的质疑,同时由于建筑项目的单一性和不可重复性,施工方案同样具有不可重复性。
施工现场虚拟三维全真模型可以非常直观、便利地协助施工管理者分析现场的限制,找出潜在的问题,制定可行的施工方法。虚拟施工过程包括了施工顺序、设备调试、资源配置等。通过模拟,可发现不合理的施工顺序、设备调用程度与冲突、资源的不合理使用、安全隐患、作业空间不充足等问题。
2.优化施工管理
为了解决施工过程中的问题,我们往往要配备大量的管理人员,从而给项目增加大量的管理成本。模拟施工的过程再现不仅可以制定完善的施工方案,同时也清晰的展示了整个施工过程。BIM技术为建造者提供一个身临其境的虚拟空间,通过多种媒体对感官刺激获得对所需解决问题的清晰和直观的认识,为施工管理人员和工人进行开工前培训和实际操作提供了参考。
3.竣工模型交付
当一个建设项目建造完成准备投入使用时,首先需要对建筑进行必要的测试和调整,以确保它可以按照当初的设计进入正常运营。BIM技术能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地整合起来,从而为业主获取完整的建筑物全局信息提供途径。通过BIM与施工过程记录信息的关联,甚至能够实现包括隐蔽工程资料在内的竣工信息集成,不仅为后续的设施管理带来便利,并且可以在未来进行维修、改造、扩建过程中提供有效地资料信息。
结语
我国平稳有序的经济发展虽然为建筑行业提供了一个合适的契机,却仍然无法改变建筑行业投入高、消耗高、产出低、效益低的产业特点,在当下提倡建设资源节约型社会和环境友好型社会的背景下,建筑行业的改变刻不容缓,BIM技术是从科技的角度来寻找并突破建筑业长久以来存在的发展弊病,积极助推绿色建筑的建设,极具有推广意义。
参考文献:
[1]易君,魏来.BIM技术在绿色建筑评价体系中的应用[J].工程建设标准化,2014
[2]黄锦涛.BIM技术在绿色建筑中的应用[J].山西建筑,2015
[3]杨翠.BIM技术在建设绿色保障性住房中的应用研究[J].建筑与预算,2014
论文作者:赵隆斌
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/9
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