摘要：我国绿色建筑的设计需要具有针对性的在初期完成对地域特征的分析，从而保证绿色建筑符合地域性建筑需求。本文结合BIM技术，对绿色建筑设计初期所应该考量的具体方面进行全面分析和总结，并针对我国地域性的具体特征，对绿色建筑设计初期如何应用BIM技术做出推论，希望能够成为绿色建筑设计的参考内容，为绿色建筑设计服务。
关键词：绿色耗能；地域特征；数字化技术；建筑管理模型
前言
BIM技术是目前建筑设计当中受到广泛应用的一种新型建筑信息管理模型技术，这项技术可以利用数字化的方法将建筑设计当中纷繁复杂的设施物理以及功能特性进行表达，从而通过三维几何形状对建筑设计的真实信息进行模拟，帮助设计者在设计过程中对建筑材料、价格、建筑地理位置等重要信息做出全方位的考量。在地域性的绿色建筑设计当中，BIM技术具有十分广阔的应用空间。
一、绿色建筑的地域性要求
（一）环境特性
我国版图幅员辽阔，不同地理位置的气候特征和环境特征也都存在着十分巨大的差异，因此在进行绿色建筑设计的时候，需要充分考虑地域特性中环境特性的具体要求。例如在我国北方，冬季气候较为寒冷，且降水量相较于南方相对稀少，因此在绿色建筑设计的过程中，需要针对这一特征，保证绿色建筑具有一定的耐寒特性，能够满足北方在冬天的居住和使用。
（二）生态特性
除了环境特性之外，绿色建筑还应该在设计层面上深刻考虑建筑物所具有的地区生态特性。以传统建筑中中庭建筑的设计为例，中庭的设计一般为城市当中的气候缓冲区，并在极大程度上能够实现对建筑总体节能情况、气候条件的改善。从而拥有作为绿色建筑设计所必备的减少建筑物热能损耗的特点，满足生态需求。
（三）文化特性
与此同时，绿色建筑的设计还应该结合地域文化凸显出文化特性。例如现代建筑设计当中飞檐的设计，就是从传统建筑当中汲取而来的设计灵感，并结合了现代设计理念实现了创新，它一方面能够突出地方的文化特色，另一方面又满足了绿色建筑的基本需求，是绿色建筑设计初期设计者应当借鉴的内容[1]。
二、BIM的建筑设计模拟
（一）设计方案模拟
绿色建筑在设计初期所要面临的内容除了要有动态热能的满足、地域性的需求，还对物理性能和模型比例进行全面分析。BIM技术在绿色建筑的设计初期进行应用，可以通过模拟手段对设计内容进行十分全面的模拟和评估，例如在绿色设计中通风系统的效果、室内热负荷情况、自然采光和人工照明以及热量和湿气的流动，都可以通过BIM的方式进行模拟。例如对于我国南方多省份，年中受到梅雨季节的影响，会产生十分滞重的湿气，因此在建筑设计中需要进行对湿气的影响进行分析，从而在设计中利用技术手段提高空气质量和居住舒适性，这一方面，BIM技术的模拟优势十分巨大。
（二）建筑能耗评估
绿色建筑的另一大特点就是建筑设计可以在一定程度上降低能耗，而对于建筑设计的能耗降低情况，也可以利用BIM技术进行模拟。BIM软件中的ArchiCAD能够利用十分可靠的信息建立起具有深度细节的建筑模型，并利用工业标准格式进行软件的信息导入，从而通过建筑性能模板的计算，实现对绿色建筑的能耗进行分析。与此同时ArchiCAD还支持先进的IFC标准，能够完整集成建筑与暖通空调，并进行模拟，实现对建筑能耗的合理规划。
三、绿色建筑设计初期地域性的BIM应用方式
本文针对目前在绿色建筑初期需要具有地域针对性的空间布局、采光、通风、节能等几个方面，分别进行了BIM技术的应用论述。
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（一）BIM技术辅助下空间布局设计
地域性气候对于绿色建筑平面布局的影响十分巨大，在热环境当中，热量的得失会对建筑节能起到至关重要的作用。因此相较于温和气候区，寒冷地区和干热地区的空间布局设计要求更加严格。通过BIM技术，能够对建筑环境中气候条件进行模拟和分析，从而得出地域条件中日照辐射、相对湿度、风速、大气温度等相关数值数据，其中，可以通过ECOTECT中weather tool工具实现对建筑设计所在地域的逐时气象数据统计，并从中得到空间平面布局的被动式策略。在气象数据统计当中，还可以利用焓湿图对相对湿度、相对温度、气流速度等重要参数进行组合，从而利用主动式、被动式的策略分析进行符合实际地域要求的设计策略调整。
（二）BIM技术辅助下采光设计
建筑物的采光条件是其是否节能的重要标准，一般拥有自然采光的建筑相比于一般建筑来说，总能源消耗能够节约达45%以上，同时因照明热量，可以降低冷耗月5%左右。因此在绿色建筑的设计初期，需要结合不同的地域环境进行采光条件的模拟。BIM技术当中radiance在光模拟软件当中具有计算精度高、扩展性强的优势，因此本文利用这一软件，进行光模拟参数的设定。通过模拟的具体参数可以得出结论，在现代公共建筑当中，三层建筑所设定的不同楼层高度，在模拟体量过程中，具有不同的采光效果，例如平均照度的分析中，建筑一层在4.2m左右的高度时采光条件最好，而二层层高最佳采光高度则应该在4.8m以上（以上数值以我国华北日照条件为例）。这一数值，可以做为绿色建筑设计初期的采光设计参考数据，帮助采光设计更加科学，建筑设计更加绿色环保。
（三）BIM技术辅助下通风设计
绿色建筑的通风条件一般需要根据其所处气候带以及其应用环境中的具体温度进行设计。例如在北方冬季相对寒冷，空气在封闭的环境当中无法得到与外界的置换，因此需要在不影响室内温度的要求下实现通风。在BIM技术当中，区域网格法是通风模拟具有突出优势的技术手段，它能够将质能守恒、热压、风压等各项条件进行结合，并作出全面的计算。利用网格进行分析可以帮助绿色建筑的初期设计中实现对通风策略的制定。不过网格法在面对室内空气流动状态的时候无法完成对室内自然通风情况的分析，这时会附加风洞实验进行自然通风的研究。不过风洞实验的实验周期较长，成本相对高昂，多数用于飞行器的设计和研究，在绿色建筑的设计过程中需要谨慎考量[2]。
（四）BIM技术辅助下节能设计
绿色建筑物的能耗设计主要集中在夏冬两个季节，其中夏季的主要能耗表现在进入到室内空间的太阳辐射量、进入到墙体缝隙的热空气以及一般围护结构的热传递等等；冬季的主要能耗则集中在门窗构造不佳导致的热空气渗透、围护结构自身传热与导热。作为能耗，太阳辐射的热量和东西朝向的主导风向成为了夏冬两季主要的能量消耗。作为绿色建筑的设计需要充分考量能量消耗的地域性特点，并结合设计手法，提升建筑节能水平。BIM技术当中，可以对不同围护结构的建筑进行模型模拟，并通过生成评估报告的方式来直观地展现能量消耗的比重和围护结构材料的性能。在模拟过程当中，BIM技术除了应用ArchiCAD对地域自然环境进行认真比对外，还能够利用月度能量平衡的表格生成，来为墙体材料性能提升的设计方向提供数据支持。
结论
综上所述，绿色建筑的设计初期需要针对地域性特征进行节能设计，建筑物的能量消耗主要集中在自然环境的影响，BIM技术的应用可以使绿色建筑在设计初期完成对自然环境的模拟，并从中深刻分析出自然环境造成的建筑能耗的具体方面，为绿色建筑的设计方案制定提供帮助。
参考文献
[1]朱贵祥.探析地域性绿色建筑设计初期的BIM的体现[J].建材与装饰,2016,(11):94-95.[2017-08-16].
[2]梁波.基于BIM技术的建筑能耗分析在设计初期的应用研究[D].重庆大学,2014.
论文作者:陈军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/22
标签：建筑论文; 建筑设计论文; 技术论文; 初期论文; 采光论文; 地域性论文; 地域论文; 《防护工程》2017年第18期论文;