1绿色建筑设计管理理念的价值
1.1减少能源消耗与环境污染
与其他行业相比,建筑行业的能源消耗高,占全社会能源消耗总量的50%,甚至更高。多年来,我国在大力推行可持续发展理念,以实现人与自然的和谐相处。因此,降低建筑行业的能源消耗至关重要,此项工作的复杂性高、专业性强。建筑企业在建筑设计中渗透绿色化理念,不仅能形成现代化设计体系,降低建筑施工和运行的能源消耗、资源浪费,特别是通过优化照明、保温、通风、隔热等设计,还能避免后续施工对环境造成较大危害,促进生态保护、恢复。
1.2有效保护建筑物周边原生环境
建筑设计是后续施工的重要依据,原先的建筑设计中如果未融入绿色化理念,建筑企业依此设计方案组织建设活动时,将造成较大的环境污染,如建筑废弃物随意堆积占用土地资源,污染土壤、水源,或者施工噪声干扰人们正常的生产生活,这些都不利于人与自然的和谐发展。绿色建筑设计理念的节能性、绿色化,强调建筑企业在施工期间进行绿色化作业,以确保建筑附近的环境平衡性与稳定性,有利于生态文明建设。
2 BIM技术的应用优势
BIM模型是借助若干个软件共同实现的。建筑工程多采用数据交互能力强、对硬件要求低、应用范围广的Autodesk平台,具体包括RevitMEP软件、节能软件BECS、采光分析软件DALI、建筑通风软件VENT、Cadna/A软件、Navisworks软件等。利用上述建模软件和性能分析工具,可有效优化绿色建筑的设计质量,其优势体现在可视化、协同设计、性能模拟等方面,具体如下:(1)可视化。传统建筑物设计是利用二维平面图纸来表示建筑物的平面、剖面及节点,直观性较差。尤其是大型建筑项目,结构十分复杂,图纸绘制难度大,对设计人员的空间想象能力要求高。利用RevitMEP软件可建立建筑物的三维模型,并进行渲染、漫游、模拟等,从而直观地表达绿色建筑的每一个结构细节,改善展示效果。(2)协同设计。建筑物设计涉及多个专业,且专业人员之间的对接多基于docx、xlsx、dwg等格式的文件,容易出现缺项、漏项、信息更新不及时等问题。(3)性能模拟。各项性能分析工具能准确模拟采光、日照、通风等,模拟结果可为优化绿色建筑设计方案提供数据支撑。
3 BIM技术在绿色住宅建筑设计中的具体应用
3.1室内采光设计和分析
建筑室内环境中的光照情况对人们的居家生活具有深远的影响,如光色的冷暖、照度的高低等。在绿色住宅建筑设计中,设计人员可以利用BIM技术构建建筑物室内的三维数字模型,并从多维度分析建筑物表面的日光照射情况。如当地气候、建筑朝向、窗户大小、遮阳措施等,以便于准确掌握不同时间的日照情况,并在此基础上更好地规划设计室内照明系统,从而降低建筑物中照明、空调等设备的能源消耗,并实现建筑物整体的视觉效果。同时,在充分利用自然光照的基础上,也不可忽视遮光设计,这就要求设计人员应使用BIM技术模拟建筑光照的动态变化。可以通过合理设置玻璃幕墙、遮阳窗帘、绿色植被等减轻自然光的直接照射。除了要科学运用自然光之外,也要将人工采光方式融入其中。通过利用BIM技术对建筑物的采光特性加以分析,明确建筑物内具体位置及户型分布,从而进一步优化照明系统设计。比如,设计人员在BIM模型中添加天空穹顶元素,可以精准地模拟自然光射入角度及强度,有效减轻建筑物能源消耗,进而实现绿色节能的目标。
3.2室内通风设计和分析
从绿色建筑设计中发现,风速、风压、风向等因素直接决定了室内空气质量及通风效果,所以要对此环节加以重视。在这一过程中,设计人员要综合考虑建筑物的室内环境及周边区域等因素并进行检测。通过合理应用BIM技术模拟出真实的三维建筑模型,来计算分析影响室内通风的因素。如建筑物周边环境的风速、风压、风向等要素的改变,可在此基础上为该模型结构附加室内外分离环境,以便于对建筑物的主体布局和通风结构进行优化和完善,从而减少建筑物内空调、通风系统的使用率,进一步降低建筑物的能源消耗。同时,BIM技术的有效应用,可以帮助设计人员从庞大繁多的数据产品库中挑选出与之对应的通风设备,并利用BIM系统中的模块功能来模拟建筑物的通风情况,使其更加准确地计算出风力参数。如果建筑物内通风设备发生变化时,设计人员可以利用BIM软件模拟出建筑物中的通风设备,并对已经改变的通风系统加以优化和调整,最终实现降低建筑物通风系统能耗的目的,达到绿色住宅建筑设计要求。
3.3建筑空间设计和分析
在绿色住宅建筑设计中,建筑空间是尤为重要的,这就要求设计人员应从多角度考虑和分析,最大限度地降低建筑施工难度,以确保建筑工程设计、施工效果。通过合理应用BIM技术,将有关于绿色住宅建筑项目的数据归入其中,构建出完整的三维建筑模型,可以直观地观察建筑室内空间情况,分析和判断出室内环境、空间布局中各个功能之间有无冲突或问题,从而及时发现问题,最大限度上减少数据误差。从建筑空间角度出发,其所涉及了各式各样的要素,如室内环境、空间布局、建筑距离、建筑层高等。利用BIM技术构建三维立体模型,可以直观、全面地审视建筑空间结构,进而精准判断建筑空间布局是否契合业主的实际使用需求。通过这种方式,能够全面把握建筑空间结构的细节,并对其进行优化设计,以提升建筑物室内空间的利用率和合理性,从而满足绿色住宅建筑设计要求。
3.4建筑热工设计和分析
建筑热工是通过对建筑物的热量传递、能量消耗等方面加以分析,有效利用BIM技术,可以大大提高建筑设计效率和质量,从而实现绿色建筑设计目标。通过应用BIM技术,可以添加建筑设计中的各项元素,构建建筑热力学模型,模拟建筑物内的温度、湿度、热量等参数,帮助设计人员优化建筑热工性能,并预测建筑运行费用和维护成本,从而利于设计人员全面统筹建筑生命周期成本,达成绿色住宅建筑设计标准。在此期间,要重点关注建筑外墙结构,进一步改善外墙保温性能,具体方法如下。(1)使用聚苯材料,可以减少建筑物所承受的热荷载,提升外墙保温性能。(2)使用双层中空玻璃材料,降低建筑外窗导热系数,阻碍室内外热量传递。(3)建筑楼顶要采用保温系统,将屋顶导热系数变小,维持建筑室内恒温。(4)可以在建筑外墙容易受到较强光照的位置安装遮阳板,如完全遮挡、垂直遮挡、水平遮挡,以起到隔热保温的作用。
结束语:文章研究了BIM技术的应用优势、建筑物BIM模型构建方法及绿色建筑优化设计。建筑BIM模型要先自定义构件族库,再拼装构件、开展管线碰撞检测,以防施工期间出现大的设计变更。同时,建筑物的外墙保温材料、外窗类型、侧窗面积等可基于性能分析软件选出性价比最佳的方案,并直接导出各种给排水管道节点图。
参考文献:
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