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绿色公共建筑设计中BIM技术应用的原则和措施

来源:散装水泥 作者:孙玉涵
发布于:2021-03-25 共4103字

  摘    要: 近年,绿色环保理念已经逐渐融入我国建筑工程领域,而BIM技术属于建筑工程领域中较为重要的建模技术,可以将整体建筑表达出来,将其应用在绿色公共建筑设计领域,具有一定的严谨性与合理性。因此,在绿色公共建筑设计过程中,应该积极应用BIM技术,制定完善的技术方案,统一相关技术在建筑设计领域中的应用标准,为合理开展与落实相关设计工作夯实基础。文章详细阐述BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用原则、应用措施和应用价值,旨在提高BIM技术在绿色公共建筑设计的应用程度,推广绿色、节能的设计理念。

  关键词: BIM技术; 绿色公共建筑设计; 应用;

  1 、引言

  BIM技术在绿色公共建筑设计中具有一定优势和价值,不仅能够提升设计工作的效果,还能及时、全面掌握设计的不足之处,提升绿色公共建筑设计水平。因此,应在绿色公共建筑设计领域积极运用BIM技术,增强设计工作的有效性和合理性,提升绿色公共建筑的设计水平。

  2 、BIM技术的应用现状

  BIM技术能够实现整体建筑结构表达的准确性、客观性,并根据布局设计的变化而改变,确保有关设计工作的合理性与严谨性。目前,很多国家已广泛应用BIM技术。例如:美国在上个世纪九十年代就开始应用3D模拟技术,将其与时间维度相结合,开发了4D模型,能够动态化模拟工程。在此期间,很多软件公司开始优化相关技术,为绿色建筑设计提供技术支持和保障,尤其是一些企业改进BIM技术的过程中,开始增设Revit的软件,不仅能够确保绿色建筑设计效果,还能形成良好的设计模拟形式和体系。
 

绿色公共建筑设计中BIM技术应用的原则和措施
 

  3 、BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用价值

  近年,绿色公共建筑的设计工作已经开始重视对BIM技术的应用,采用相关技术不仅能够提升建筑设计的合理性,还能从根本上预防节能设计的不足之处,具有重要意义。

  3.1、 能够协调建筑设计工作与环境的关系

  在应用BIM技术过程中,可以利用建模的方式统筹建筑工程和环境之间的关系,通过自然环境控制技术来验算建筑功能的具体条件,便于为相关设计工作的实施与开展提供理论基础。在应用BIM技术的过程中,可以采用立体化建模功能,层层分析墙体导热参数、室内采光参数、幕墙光线折射参数等数据,并根据具体情况改进设计方案。同时,应用BIM技术还可以输入当地区域的地质、气候、光照等环境信息,验证工程设计内容是否有问题,并及时作出调整,这样不仅可以协调工程和环境之间的关系,还能防止出现节能设计的相关问题。

  3.2 、能够提升材料与资源的利用率

  我国在绿色公共建筑方面已经提出了环保设计的标准,但是如果采用传统的设计方式,很难精确计算材料与资源的利用参数,容易出现浪费材料、损耗资源的情况。而应用BIM技术可以建立相关模型,精确计算材料和资源的应用量,准确推算工程材料使用量和资源消耗量。一旦发现设计内容中存在节能环保问题,可以及时提出相关建议,以确保材料与资源的利用率。

  3.3 、能够提升室内外设计的科学性

  传统设计方式经常会引发室内外结构节能设计的相关问题,不能确保节能性与环保性,影响各方面设计工作的有效实施和开展。而使用BIM技术,可以通过仿真日照环境、通风环境等建模方式模拟室内、室外环境,为室内外设计提供准确依据,便于在开展室内外设计工作的过程中,合理进行节能环保的处理,保证设计工作符合节能环保的基本要求,增强设计工作整体效率。

  4 、BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用原则

  4.1 、经济性原则

  通常情况下,绿色公共建筑的建设、运营与维护工作都非常复杂,直接反映社会与技术发展水平。如果设计不合理,很容易出现成本高、效益低等问题。因此,采用BIM技术开展设计工作应遵循经济性原则,选用具备实用性、经济性的技术与原材料,确保在节能环保的基础上控制成本,提升绿色公共建筑的效益。

  4.2、 节能性原则

  为更好满足绿色公共建筑的设计要求,在设计过程中应遵循节能性原则,合理设定资源节约标准,制定完善的规划方案,保证资源利用率的同时,在建筑工程中,设计应用可再生类型的资源,遵循因地制宜的原则,按照当地气候、环境、自然发展的特点,在建筑保温、通风、照明等方面合理进行节能设计,节约能源,保护环境,达到绿色建筑设计目的。

  4.3、 舒适性原则

  建筑工程的舒适性和资源消耗之间存在一定矛盾。例如:为保证夏季高温阶段室内的舒适度,使用空调降温,会消耗很多电力,不符合节能环保的要求。在此情况下,使用BIM技术开展节能设计的同时就会考虑到舒适度的问题,利用建模方式模拟公共建筑空间的情况,在增强舒适度的同时确保建筑工程整体节能效果。

  5、 BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用措施

  5.1 、合理设计节能体系

  首先,应用BIM技术应该着重设计节能体系,严格控制相关建筑围护结构的性能,如果不符合标准,必须做好能耗的计算工作。使用BIM技术的绿色公共建筑与统一环境下其他建筑的能耗进行对比,如果相比之下本工程能耗较高,必须合理调整处理,以完善节能体系。其次,应用BIM技术设计相关节能体系期间,应在建模系统中全面输入建筑方提供的平面图纸、维护结构图纸等,便于获取有关的参数信息,与国家的节能标准相互对比,判断本工程的设计参数是否和国家节能标准相符。如不符合,要与建设方及时沟通,共同调整设计方案,最终达成节能环保的基本要求。

  5.2 、完善室内外的设计模式

  5.2.1 、室外设计

  通常情况下,公共建筑室外会采用玻璃幕墙或镜面材料,如果不能科学设计,将会增加反射度,直接影响周围区域的建筑采光。因此,在室外结构设计过程中,应重点应用BIM技术增强采光率,预防出现光污染的现象。设计人员可在BIM软件中输入日照时间数据、模拟计算数据等,再开展采光实验分析工作,生成光照方面的分析报告,按照报告内容调整模型,以免室外设计出现失误。同时,还可以应用BIM技术模拟建筑周围环境,根据具体模拟状况开展建筑设计的调整工作,以此确保建筑外部结构的节能、环保设计,从根本上减少设计问题。

  5.2.2 、室内设计

  应用BIM技术进行绿化、节能的室内设计时,应根据室内的照明、显色与眩光值等特点,合理设计室内的自然采光与节能灯照明系统,根据BIM模型中的色温标准选用灯具设备,再利用BIM技术分析灯具的节能效果,确保节能设计符合标准。同时,通过BIM的风环境试验、日照试验等,可以保证室内的自然采光。使用BIM技术建立通风模型,计算夏冬两季的通风系数,再按照当地区域的环境特点,调整通风系统的设计内容,利用通风系统减少空调的使用量,减少能源损耗和浪费,以满足室内通风系统节能、环保的基本设计要求。

  5.3 、合理设计节能材料

  首先,应充分发挥BIM技术在材料选用、设计过程中的价值。目前,我国在绿色公共建筑方面,已经提出相关材料的使用标准,在确保工程安全性与质量的基础上,允许整体进驻重量超出10%,达到可持续利用的目的。根据这个标准很难精确计算、选择节能材料,在此情况下,可以利用BIM技术模拟建筑模型,开展数据分析和计算工作,在准确计算建材数量的情况下,为设计节能材料提供帮助。其次,可以应用BIM技术构建暖通、电气、给排水等方面的模型,提出节能材料的设计意见,同时验证设计的准确性与合理性,明确是否存在冲突或材料浪费的问题,这样设计人员就可以根据BIM模型情况,改进、调整设计方案和设计内容,提升设计效果。最后,应用BIM技术设计节能材料的过程中,还应重视幕墙材料的选用,选择双层玻璃材料可以增强保温性能,通过BIM技术可以明确设计双层玻璃加入惰性气体、漫射性气体的参数,形成良好的材料设计模式。同时,也可利用BIM技术设计吸热玻璃幕墙结构,在普通玻璃中添加具备吸热性能的着色剂,既保证吸热功能,又减少阳光进入室内,有效节约空调能耗。

  5.4、 合理进行细节化设计

  可以使用BIM技术开展细节化的绿色公共建筑设计工作,借助软件筛查设计方案和图纸是否存在问题,及时调整和完善设计内容,为后续建筑工程施工提供帮助。应用BIM技术期间,可以转换绿色公共建筑的设计参数进行整体分析,掌握建筑的属性和特点,防止出现细节问题,保证整体绿色公共建筑的设计效果。在细节设计的过程中,应建立绿色公共建筑各工序、各建筑结构的设计模型,利用模型模拟真实场景,便于分析和研究是否存在问题和不足。此外,还可以利用BIM建模技术,模拟新能源的设计场景,便于分析建筑工程的环境,审核新能源系统的设计情况,确保建筑工程可以利用太阳能、地热能等新能源,借助新能源代替不可再生能源,达到节能环保的设计目的。

  5.5、 增强设计专业的协同性

  传统的设计工作涉及到很多专业,相互之间缺少沟通渠道,经常发生冲突,导致协作效果不好。应用BIM技术可以全面收集BIM中的拓扑信息、物理信息、几何信息等。

  例如,利用拓扑信息明确各设计部分的关联性,通过物理信息掌握结构的物理性质,利用几何信息分析工程的三维空间特征。再将此类信息设置在专业协同的平台中,便于工程师、设计人员与管理部门、各个设计专业在平台中相互协同工作。例如:在室内外节能设计过程中,各个设计专业可以在网络平台中获取BIM建模信息,提出关于节能设计方面的建议和意见;而设计部门可以按照实际情况调整设计内容、完善设计方案,确保各项设计工作的开展与实施效果。

  6 、结语

  综上所述,科学采用BIM技术对于绿色公共建筑的设计工作具有重要意义,不仅可以提升设计的可视化程度,还能保证节能环保设计效果。因此,在设计工作中,应着重使用BIM技术进行绿色公共建筑的设计,完善节能设计体系。

  参考文献

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作者单位:贵州航天职业技术学院
原文出处:孙玉涵.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用[J].散装水泥,2021(01):88-89+117.
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