绿色建筑节能设计中BIM 技术应用探讨

贺卫红

(庄浪县建筑工程安全监督管理站 甘肃 平凉 766609)

1 BIM 技术的基本内容

1.1 概念

BIM 技术是在时代发展的推动下应运而生的一项新兴技术,它能够利用CAD 等信息技术,将建筑设计以多维模型的方式呈现出来,把建筑设计中的几何形状、内部构件、材料价格、建设进度等信息通过三维立体的方法,给大家展示出来,得出的信息具有极高的真实性、直观性。BIM 技术已在国内工程设计、施工等领域得到普遍运用,真正达到了节约能源和促进建筑业健康发展的目的[1]。

1.2 特点

BIM 技术的主要特点有以下三种:首先是可视化,BIM 技术可以对施工项目的全部数据进行采集、整理,并形成三维立体模型,还能够详细准确地标注出数据信息,为工作人员后续工作的进展提供了方面;其次是多元化,BIM 技术的数据库不但可以对各种数据信息进行处理,还可以对各种数据信息进行存储和到处,为信息的传送与储存提供了多元化的方式;最后是协调性,一个项目的施工离不开设计、技术、施工和管理人员多方面的努力,对此,BIM 技术可以有效的调动各方面的人员,加强工作人员的沟通交流,增强团体精神,让其能够更好将施工项目完成[2]。

1.3 应用价值

BIM 技术在绿色建筑的节能设计中的应用价值主要体现在以下两个方面:首先,我们知道不论是工程前期设计与建设,还是工程后期的建设投入,都必须要耗费大量的资源,同时还会造成环境污染。比如,建筑材料的使用会给周围的环境造成不小的危害。而在建筑进行的过程中,由于其设备的使用,还会引起噪声和空气污染。而采光、照明、取暖设备的应用,则会导致电力能源的浪费,严重时甚至会对其生态环境造成污染。所以,从节能环保的观点出发,就必须对正在进行的建筑设计进行改进,以减少起对能源的浪费。但是,假如用常规的方法不但会效率低下,而且还不能达到节约能源的目的。在建筑设计的过程中引入BIM 技术,可使其设计方案变得更加科学合理,有效得预防项目发生变化,降低了设计和施工的成本,从基础上提升了设计工作的效率。利用BIM 技术能够准确的收集到与之相关的有效信息,为设计工作提供了有效的保障,还能够对其进行统一的管理,从而达到提高工程质量和效益、节约成本和资源消耗的目的。

2 BIM 技术在绿色建筑节能设计中的应用价值和思想理念

运用BIM 技术,可以对绿色建筑进行了基础的设计规划,还可以对其设计进行三维立体的画面模拟,同时还能够实现对各种数据信息的实时查询,大大提高了项目的工作效率,降低了人力资源的消耗。因为输出数据直接关系到模型的设计,所以数据的可信度很高,尽管在使用的后期会有一些变化,但是它的修改方法也是十分简单的,并且其精准度很高。在建筑工程的设计阶段引入BIM 技术,能够对其数据信息等方面提供强有力的支持,同时也有助于设计效率的提高,还实现了对工程项目时长的控制,同时对其进行严格的控制,以保证施工项目的顺利进行。要想让绿色建筑的节能设计被广泛应用,并获得建筑行业的认同,就必须在BIM 技术的指导下,对该地区的自然环境进行建模,并其数据分析信息进行具体的分析,将其与土地利用规划与绘图相结合,确保其各个建筑单元之间的间距是正确的,同时还要根据国家的有关法规规定,把建筑布局的合理性提升到最高限度。如此不仅能提高土地的利用率,还能够让同在一栋建筑中的使用者对其内部资源进行有效的利用。

在进行绿色建筑的参数化设计时,要充分考虑到设计者对信息的需求,而采用BIM 技术的软件能够在整个结构设计的同时,对所观测到的一切都进行了详细的描述。把参数之间有关的数据进行整合,建立起一个完整的系统,并对各建筑物进行重点设计,以保证工程整体能够顺利进行,将工程建设的效率提高。

3 BIM 在绿色建筑节能设计中的应用现状

首先,因为绿色建筑一体化研究所涉及的领域比较广,涉及的内容也比较多,所以目前这个方面的研究都比较抽象,并没有对其进行深入的研究,仅仅对施工中涉及到的具体应用有所研究。

其次,因为数量只是一种抽象的概念,并不是具体的标签,但是他却能够反应目前和将来的需要。因为这是一个非常关键的问题,所以原有的算法在参数设计中已经不能使用了。现在,参数设计主要集中在计算方法的研究,和特殊参数设计中。

最后,BIM 技术目前还处在高速发展的初级阶段。BIM 技术与绿色建筑设计等新概念,在工程设计方面都还存在着一定的发展空间。

4 如何在绿色建筑节能设计中应用BIM技术

4.1 设计前期准备

首先在节能方面,节能是评价绿色建筑的重要指标,也是推动BIM 技术可持续发展的一个重要方法。在进行建筑结构设计时,利用BIM 技术对整个建筑的日照强度和分布情况进行分析,从而对其设计的建筑结构进行不断的优化,让太阳能源的使用率得到提高。BIM 技术还可以对自然光进行有效的分析,使建筑中的自然采光得到提升,有效地减少了人工照明的能源消耗问题。还有一个方面就是如何合理地运用节能材料,随着我国社会和经济的飞速发展,公共建筑的功能需求也在日益增加,而某些建筑的设计显然不够合理,这就会导致电管网错乱现象的发生。利用BIM 技术对电管网进行系统的检测,可以更好地解决这些问题。最后,在绿色建筑的设计中,室内环境及结构热工性也是需要重点考虑的一个部分,利用软件对其进行了分析,并将其与国内有关的规范相结合,确保其符合国家的相关规定。倘若未达到有关规范,必须对其进行再评估,将建筑的能耗进行重新计算。

4.2 方案设计

(1)外墙保温设计。在对外墙保温进行设计的时候,可以将BIM 技术融入其中,该技术可以实时地对两种不同的设计模式进行检测、计算,不仅让材料的利用率得到了提高,而且还可以精确地反映出建筑物的绝热特性。此外,在进行墙体负荷功能的运算上,它能够突破传统外墙保温设计中的局限性,利用BIM技术对基础资料进行分析,并结合外墙保温资料进行统计,计算出保温材料的外部资料,从而为外墙保温材料的合理分配提供了依据。通过对热桥的精确计算,使其达到绿色建筑节能设计的要求。特别是将室外的自然温度导入并聚集起来,达到保温的目的,这样既可以降低建筑的外墙保温建设的成本费用,又能够对自然温度进行有效地利用。

(2)电能利用设计。BIM 技术在电能系统中发挥作用时,必须利用CAD 软件。在建筑设计的初期阶段,应充分考虑管道布置、电能利用、设计效果等方面的问题,对电能消耗进行有效的估算,尤其要关注的是对有毒气体的估计。对绿色建筑进行量化模拟的处理,不但能突破绿色建筑设计中所遇到的限制,还能够分析其所造成的环境污染,深入分析建筑物附近的环境质量,通过合理的设计来实现电能供应方面的合理的规划,从而达到更好的节能效果。在进行布线设计的时候,可以先对其进行有效的模拟,使线路的设计于电气设备的摆放变得更加科学合理,最终达到提高节能效果。

(3)节能与能源利用。将BIM 技术和分析建筑性能的专用软件进行有机的结合,分析建筑的能量和热特性,并据此对设计方案进行相应的调整,达到了节能的目的。此外,BIM 模型的运用也能有效地改善建筑间距、造型、墙体比例及方向所产生的问题,从而减少建筑的能耗,提高建筑的自然能量利用程度。

(4)室内环境质量。在利用BIM 技术进行建模的时候,可以对其建模门窗的大小、位置和方向进行转变,这样就可以对房间内的空气流动状况进行准确的检测,以确定其空气的质量。通过对室内的照明和噪音进行测试,可以判断出建筑的采光、隔音性能是否满足设计指标;还能够调节建筑物之间的间隔、方位,以此来提高室内的视觉效果。

5 利用BIM 技术对绿色节能设计进行优化

5.1 提高BIM 技术的应用水平

BIM 节能技术在建筑设计中逐步被运用,能够对建筑物的新能源进行准确的评估,但由于技术上还达不到实用的要求,所以在设计和实际数据上会出现很大的偏差,这主要是因为目前国内所用的BIM 软件大多来自国外,国内对其运行的控制还不到位,使得各方面的操作水平都很低。要使BIM 技术在节能设计中得到广泛的应用,就需要不断推动我国技术水平的提升,借鉴国外的管理理念以及软件技术等,让自身的技术水平不停的提高,从而使我国的绿色建筑得到更好的推广。

5.2 加强建筑绿色节能设计宣传

伴随着我国社会经济的不断发展,建筑行业的技术发展水平也随之提高,但在中国,建筑节能环节的设计往往被人们所忽略,所以目前国内的绿色节能建筑的发展趋势并不明朗。因此,中国政府应该在大力倡导和引导下,逐渐重视建筑节能问题,让大家对绿色建筑的内涵有更深刻的认识,从而促进绿色建筑节能设计的发展与执行。

6 未来发展趋势

现如今社会在不断的发展,绿色建筑设计概念的普及程度也越来越高,传统的线性设计已经不能适应现代建筑的发展,此刻BIM 技术的出现,可以弥补建筑设计的缺陷。在进行建筑设计时,需要对其承包方式、设计团队等方面进行充分的考虑,对建筑项目的周边环境也需要有一定方面的了解。如何处理建筑时所产生的垃圾问题,这在建筑工程施工的过程中也是一个十分重要的问题。所以,在绿色建筑的节能设计中引入BIM 技术,不仅能过实现目标,而且可以有效地改善周围的环境,达到节省成本费用的目的。将BIM 技术的进行应用,同时还需要对BIM 技术的应用范围和深度进行不断加强,通过模拟分析夏季高温期的日照分布,可以了解不同设计方案下的自然光的利用程度,从而选择出最优的方案。利用BIM 技术还能够对城市绿地的规划效果进行优化工作。这里尤其需要注意的是,BIM 技术还可以帮助有关设计者对施工材料的使用和施工进度进行系统性的控制,有效的降低建筑的成本费用+,提高企业的经济效益,促进企业的持续健康发展。但是,BIM 技术还需要不断地进行优化和创新,虽然目前BIM 技术已经在绿色建设节能设计中已经得到了应用,但还需要和其他技术进行科学合理的合作,并对相应的信息模型进行优化和调整。

7 结语

BIM 技术在绿色建筑节能设计中进行运用的时候,也需要遵循因地制宜的规则,其规范性和可操作性也需要得到保障。在符合绿色建筑节能设计的相关规章制度的基础上,将BIM 技术与环境仿真、信息化和三维可视功能进行结合,对建筑的采光、给排水、电能利用、外墙保温和室内环境实施绿色节能的设计。希望对各位同仁提供有效的参考。