绿色建筑设计思路分析

2022-09-21 16:17:14 来源:写作指导

摘要:BIM技术在绿色建筑设计中的应用,有利于提升建筑节能环保性能。本文将结合某博物馆工程案例,分析BIM技术在绿色建筑设计中的应用价值,并提出几点具体的设计思路,以期充分发挥BIM技术优势,促进绿色建筑设计水平的提高。

关键词:BIM技术;绿色建筑;设计思路

0前言

BIM技术即建筑信息模型,通过将建筑工程信息整合在一个三维模型中,全面反映建筑环境、结构、构件及属性之间的关系,从而为工程设计活动提供支持。在绿色建筑设计要求下,也可以采用BIM技术对建筑节能环保效益进行预测分析,确保绿色材料及施工技术的合理应用。通过推广BIM技术的应用,可以加快绿色建筑产业发展步伐。

1工程案例

某博物馆建筑工程总建筑面积14.5万m2,地下结构2层,地面主体结构3层,局部结构5层。该博物馆的建筑最大高度为68m,主体结构的1~3层设计有通高的中央大厅。博物馆1层功能分区包括公共服务区、活动临时展厅、学术报告厅、非遗展厅等。博物馆2层主要包括专题展厅、4D影院、未成年活动中心、观众互动中心、公共服务区等。博物馆3层主要功能空间包括专题展厅、休息区、观众互动中心等。建筑局部的4层和5层空间主要设计为多功能厅、文物库房以及科技保护用房等。在该工程的设计过程中,通过采用BIM技术对建筑内部进行模型化处理,集成建筑工程信息,可以为绿色建筑设计提供支持。在BIM技术的具体应用过程中,设计人员应充分掌握其应用优势,利用BIM软件功能简化设计过程,并通过分析和预估,确保建筑能够满足绿色设计标准要求。

2BIM技术应用优势

首先从BIM技术的自身应用优势来看,这种建筑信息模型技术已经较为成熟,市面上的应用软件众多,包括ArchiCAD、Bentley、Revit等。BIM技术具有模拟性、可视化、协调性等功能特点,在上述应用软件的支持下,可以快速构建建筑三维信息模型,并基于三维模型开展动态化设计。各专业设计人员可以根据BIM三维模型,明确本专业设计任务,充分考虑与其他专业设计内容的联系性。而且BIM技术具有碰撞检测功能,能够提前发现各专业施工存在的冲突问题,从而对设计方案进行优化,避免在实际施工中出现较大的设计变更。因此,BIM技术在建筑设计中的应用,能够有效帮助工程减少材料、能源等方面的浪费,减少返工重建的现象[1]。从BIM技术在绿色建筑设计中的具体应用情况来看,BIM技术能够为绿色建筑设计提供的帮助有很多。比如在环境分析方面,可以利用BIM三维模型的仿真功能,对建筑声、光、通风环境等进行全面分析,判断自然环境是否能够满足建筑使用需求,并合理增设相应的环境调节措施。以最大化利用自然环境条件为原则,减少照明、空调等设备的使用。再比如,在绿色建筑施工过程中,可以根据BIM模型的指导,精准确定施工材料使用数量,减少不必要的材料浪费,在实现节材目标的同时,帮助工程降低施工成本。此外,BIM技术在建筑运营管理中也能够发挥出重要作用,在建筑全生命周期内,降低其施工和运行能耗。因此,应积极推广BIM技术在绿色建筑设计中的应用,进一步提高绿色建筑工程建设的综合效益[2]。

3BIM技术在绿色建筑设计中的应用

3.1环境适应性分析

在BIM技术的具体应用过程中,需要通过对绿色建筑的环境适应性进行分析,合理设计建筑结构。在BIM技术的支持下,设计人员可根据环境采光的影响,选择建筑幕墙形式,分析对自然光源的实际利用情况。设计人员可以将前期采集的工程数据添加到建筑BIM信息模型中,并根据第三方单位的采光试验及光污染检测结果,分析建筑采光形式的合理性。在建筑通风环境分析过程中,还可以模拟室外风速及空气流通情况,判断是否能够满足室内通风需求。然后通过合理设计窗口朝向、尺寸等,提高对自然通风的利用率。在具体设计过程中,可以整合建筑平面图与常年风速资料,对室外通风环境进行模拟,为建筑通风系统设计提供依据。此外,也可以利用建筑BIM模型分析风力荷载对建筑的影响,提高建筑结构稳定性和使用安全性。在BIM技术的支持下,不仅可以快速完成环境适应性分析工作,而且可以全面兼顾各项环境因素对建筑的影响,提高建筑设计方案的合理性。

3.2优化能源利用率

在全面分析建筑环境适应性的基础上,应通过采用绿色建筑设计方法,优化建筑能源利用效率。首先在建筑布局及朝向设计方面,应同时考虑夏季通风与冬季保暖的需求,在特定的建筑环境下,分析建筑围护结构热工性能是否满足要求。在BIM技术的应用过程中,可以快速完成建筑能耗计算工作,通过搜集相关数据参照值,结合建筑结构形式、规模等方面的考虑,在具体环境下完成能源利用率分析计算工作。如果计算结果与同类建筑相比能耗量较高,则需要更加深入的分析能耗原因,按照绿色建筑的相关设计标准,对能耗较高的部分进行优化改进,确保建筑能耗模拟计算量低于同类参照建筑。在整个分析计算和设计优化过程中,由于BIM技术提供了动态模拟和科学计算功能,实际需要设计人员操作的部分较少,可以有效缩短建筑设计周期,以更小的代价实现绿色建筑设计要求。

3.3控制材料使用率

在绿色建筑设计的材料控制方面,首要要提高对环保材料应用的重视,在设计过程中,优先选择环保材料,避免建筑材料废弃对环境造成污染和破坏。在BIM技术的支持下,设计人员可以协调建筑质量要求与节能环保设计要求之间的关系,在能够满足建筑承载力、结构强度等的前提下,通过广泛使用环保材料,充分发挥绿色建筑的环保效益。在设计过程中,还可以依托于建筑三维模型,模拟施工过程,控制材料损耗,减少不必要的材料消耗。然后根据动态模拟结果,精准确定实际施工中需要使用的材料类型及数量,采取材料限量控制措施。通过不断提高绿色环保材料在建筑材料使用总量中的占比、并严格控制材料损耗量,可以实现对建筑材料的高效利用。此外,在材料现场制作及加工生产的过程中,也可以提前采用BIM模型进行分析,解决现场粉尘污染等方面的问题。总而言之,BIM技术的应用为利用建筑材料综合利用效率提供了新的途径,是帮助绿色建筑工程提供经济效益和环保效益的重要手段。

3.4改善室内环境

最后,在建筑室内环境设计过程中,可以利用BIM技术手段,对室内环境进行模拟分析,帮助设计人员详细调整各项设计参数,确保室内环境实际运行情况能够满足各功能分区的要求。在具体设计过程中,可以根据绿色建筑设计标准,对室内采光度进行合理调整,在充分利用自然光源的基础上,通过采用节能灯具,对其安装位置进行合理设计,满足建筑实际采光需求。在室内热环境分析过程中,为了改善建筑室内热岛效应的影响,需要综合地方天气条件的考虑,采取合理的建筑结构设计形式。同时应对室内通风环境进行改善,将自然风源与建筑空调系统等结合设计,确保室内的空气流通,缓解热量聚集。在BIM技术的支持下,设计人员能够综合分析室内环境的宜居性,并根据数据分析结果,对设计不合理之处进行改进,不断提升绿色建筑设计水平。

4结束语

综上所述,BIM技术的应用能够为绿色建筑设计提供多方面的支持,兼顾建筑与环境之间的关系,并实现各项绿色节能技术的合理应用。通过对BIM技术在绿色建筑设计中的应用案例进行研究,可以把握好绿色建筑设计要点,充分发挥BIM技术优势,促进工程设计水平的提高,从而确保绿色建筑能够符合相关标准要求。

参考文献

[1]陈清阳.关于BIM技术的绿色建筑设计思路探析[J/OL].河南建材,2019(4):191-193.

[2]李汀.基于BIM技术的绿色建筑设计思路分析[J].建材与装饰,2017(41):102.

作者:张颖 单位:中南建筑设计院股份有限公司