基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)研究

黎建波

摘要：本文簡單介紹了BIM技術(shù)的含義及優(yōu)點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)BIM？技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用進(jìn)行分析與研究，以供相關(guān)設(shè)計(jì)人員參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；綠色建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用

前言

BIM 技術(shù)的應(yīng)用與推廣已成為建筑行業(yè)發(fā)展過程中的必由之路，隨著住建部及地方政府建設(shè)部門紛紛發(fā)文明確提出重點(diǎn)推廣BIM 技術(shù)應(yīng)用，BIM 技術(shù)應(yīng)用在綠色建筑設(shè)計(jì)中也是大勢(shì)所趨。

1 BIM 技術(shù)的含義

BIM 技術(shù)是通過三維建模設(shè)計(jì)、分析和描述設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)、監(jiān)理、管理、運(yùn)行、維護(hù)等全過程相關(guān)的各種信息和與設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在建筑整個(gè)生命周期中可以重復(fù)、便捷地使用，這些信息完整可靠、質(zhì)量高。通過使用BIM 技術(shù)可以節(jié)省時(shí)間、減少錯(cuò)誤、降低成本、提高生產(chǎn)效率、提供工作效率、增加收益和商業(yè)機(jī)會(huì)、減少溝通時(shí)間。

2 BIM 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 可視性

利用BIM 技術(shù)不但能夠做出類似于3DStudioVIT 以及3DMAX 的建筑效果圖以及建筑動(dòng)畫，還能夠?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)綠色建筑進(jìn)行分析，生產(chǎn)相關(guān)的施工圖紙，對(duì)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行注釋等。

2.2 模擬性

BIM 設(shè)計(jì)初期能夠有效模擬一些參數(shù)，并有效的優(yōu)化相關(guān)的方案，例如其能夠?qū)θ展庹丈溥M(jìn)行模擬，進(jìn)行通風(fēng)模擬，對(duì)室外的噪聲進(jìn)行模擬，對(duì)緊急情況下疏散人口進(jìn)行模擬，模擬節(jié)能環(huán)保以及對(duì)熱能的傳導(dǎo)進(jìn)行模擬等。

2.3 協(xié)調(diào)性

利用BIM 技術(shù)能夠有效在同一模型中實(shí)現(xiàn)將建筑業(yè)、機(jī)電業(yè)以及結(jié)構(gòu)等多種專業(yè)的協(xié)同，防止由于業(yè)務(wù)之間溝通阻礙導(dǎo)致設(shè)計(jì)以及施工出現(xiàn)問題。

3 BIM 技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

3.1 增強(qiáng)建筑與環(huán)境的適應(yīng)性

建筑與環(huán)境有著密不可分的關(guān)系，它們是相互的、辯證的關(guān)系。建筑幕墻是使用玻璃幕墻還是諸如鏡面式這類反射度較高的裝飾外墻，室外景觀照射燈是否可以直接射入空中，都可以利用BIM 技術(shù)軟件進(jìn)行模擬、分析和協(xié)調(diào)。由建設(shè)方提供建筑的建設(shè)總平面圖、設(shè)計(jì)說明、效果圖與立面圖等專項(xiàng)報(bào)告，第三方進(jìn)行采光試驗(yàn)和光污染分析，并且編制分析報(bào)告。在BIM 軟件中輸入上述專項(xiàng)信息和試驗(yàn)數(shù)據(jù)以后，進(jìn)行日照模擬生成建筑物采光影響報(bào)告，依據(jù)分析報(bào)告優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。國家規(guī)定建筑物周邊的人行區(qū)風(fēng)速在5m/s。利用BIM 軟件也可以模擬和分析建筑物室內(nèi)外的通風(fēng)環(huán)境，模擬試驗(yàn)時(shí)需要建筑方提供建設(shè)平面圖，室內(nèi)的空氣流通和人行區(qū)的風(fēng)速設(shè)計(jì)需保持在舒適的范圍內(nèi)。在BIM 軟件中輸入上述信息，分析風(fēng)環(huán)境模式，得出結(jié)果判斷人行區(qū)的風(fēng)速是否在1.5m 范圍以內(nèi)，如需改善應(yīng)及時(shí)調(diào)整，確保順利完成實(shí)際施工。

3.2 節(jié)能及能源利用

BIM 的參數(shù)化、構(gòu)件庫等特征使得建筑設(shè)計(jì)以及后續(xù)流程針對(duì)各種分析結(jié)果，有較為及時(shí)及高效率的反饋。BIM 建筑信息系統(tǒng)可以對(duì)有關(guān)建筑質(zhì)量、進(jìn)度以及成本的信息進(jìn)行同步提供。真實(shí)有效的BIM數(shù)據(jù)及豐富的構(gòu)建信息給綠色建筑分析軟件給予強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能應(yīng)達(dá)到參照值和設(shè)計(jì)值，參照建筑與設(shè)計(jì)建筑應(yīng)處在同樣環(huán)境下計(jì)算其全年能耗。如果參照建筑的能耗低于設(shè)計(jì)建筑的模擬能耗，就需要調(diào)整維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能參數(shù)，最終達(dá)到規(guī)定的節(jié)能效果。利用BIM 技術(shù)軟件可以迅速計(jì)算出各項(xiàng)參數(shù)，在很大程度上減少設(shè)計(jì)人員的統(tǒng)計(jì)時(shí)間，并且可以有效確保模擬輸出的數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)可靠。利用BIM技術(shù)可以有效解決調(diào)整建筑布局與朝向，這樣就有利于綠色建筑設(shè)計(jì)的夏季自然通風(fēng)與冬季采暖，使建筑在冬季最大限度的利用自然能采暖，多獲得熱量和減少熱損失，夏季最大限度地減少得熱和利用自然條件來降溫冷卻。建筑規(guī)劃要從建筑選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體形、建筑間距、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、太陽輻射等多方面綜合考慮，已改善小區(qū)的微氣候環(huán)境，利于節(jié)能。由建設(shè)方提供總平面圖、施工圖設(shè)計(jì)說明等專項(xiàng)報(bào)告，第三方進(jìn)行優(yōu)化自然通風(fēng)風(fēng)效的試驗(yàn)與優(yōu)化自然采光的試驗(yàn)。利用BIM 軟件進(jìn)行上述專項(xiàng)信息的及時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)槭彝猸h(huán)境分析所支持的格式，經(jīng)過簡單的調(diào)整模型后就可以實(shí)施模擬試驗(yàn)，確保工程項(xiàng)目的采光與通風(fēng)效果符合節(jié)能需求。

3.3 節(jié)材及材料利用

建材工業(yè)是對(duì)天然資源和能源資源消耗最高、破壞土地最多、對(duì)大氣污染最為嚴(yán)重的行業(yè)之一，是對(duì)不可再生資源依存度非常高的行業(yè)。大部分建筑材料的原料來自不可再生的天然礦物原料，部分來自工業(yè)固體廢棄物。因此，綠色建筑的施工材料應(yīng)盡最大可能選取可再生、可循環(huán)再利用的材料，在保證施工材料安全、無污染性的基礎(chǔ)上，在選擇施工材料的過程中，應(yīng)確保可再生、可循環(huán)利用的材料占所有建材總比例超過百分之十以上。與此同時(shí)，建設(shè)單位提供能夠選擇的可循環(huán)施工材料的明細(xì)表以及其比例計(jì)算，詳細(xì)說明可循環(huán)施工材料的利用率。通過BIM 技術(shù)軟件模型，利用明細(xì)表功能，可以充分將可循環(huán)施工材料的種類進(jìn)行并且可以準(zhǔn)確地計(jì)算其重量，分析裁定施工材料明細(xì)表的可循環(huán)施工材料是否符合節(jié)能需求，有效保證綠色建筑設(shè)計(jì)所選擇的材料的節(jié)能、環(huán)保。

3.4 提高室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量

建筑物室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的好壞反映了人們對(duì)環(huán)境要求的健康程度，一般情況下，室內(nèi)溫濕度、入室新風(fēng)量、有害氣體的產(chǎn)生與排出、室內(nèi)氣流與室外風(fēng)速和室內(nèi)物品對(duì)空氣的釋放型污染等方面是影響室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的主要因素。此外，房子空調(diào)利用頻率高、開窗通風(fēng)少等同樣造成有害物質(zhì)超標(biāo)。同時(shí)，照明設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能做好照明的最大化節(jié)能，使照明功率密度值小于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。通過利用BIM 技術(shù)軟件模型，可以實(shí)現(xiàn)全面分析照明、風(fēng)環(huán)境、日照等，有效提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。綠色建筑的設(shè)計(jì)上尤其注重強(qiáng)調(diào)自然通風(fēng)，不僅有利于縮短空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，而且還有利于降低空調(diào)能耗。因此，就要求詳細(xì)了解綠色建筑所在地及相對(duì)的風(fēng)向條件，進(jìn)而科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)建筑通風(fēng)系統(tǒng)。通過BIM可視化模擬當(dāng)?shù)仫L(fēng)向及風(fēng)速，設(shè)計(jì)過程中可以通過調(diào)整門窗得方向與開窗的大小來處理通風(fēng)口位置和尺寸，以及改變通風(fēng)口布局等來改善室內(nèi)流場的分布情況，如形成的“穿堂風(fēng)”，引導(dǎo)室內(nèi)氣流組織有效的通風(fēng)換氣，使混濁氣體快速排出。

4結(jié)束語

總而言之，將BIM 技術(shù)應(yīng)用在綠色建筑設(shè)計(jì)中，利用BIM 技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)有效控制建筑的布局和物理環(huán)境情況，不僅有利于建筑師全面、準(zhǔn)確、有效的設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的綠色建筑，也為國家推動(dòng)綠色建筑健康快速的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持和保障。

參考文獻(xiàn)：

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