綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)應(yīng)用探討

孫增利 王亞峰

西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院 陜西 西安 710061

引言

世界能源在歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中不斷減少，目前的短缺狀態(tài)已經(jīng)引起全世界的關(guān)注。建筑業(yè)作為能源消耗量較高的行業(yè)，推行綠色建筑是其發(fā)展進(jìn)程中有關(guān)能源消耗方面的代表實(shí)例。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，以先進(jìn)的三維立體方式呈現(xiàn)設(shè)計(jì)過程，結(jié)合綠色建筑的低能耗和環(huán)保性，將建筑業(yè)的發(fā)展推向新的高潮，在提高綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)，滿足項(xiàng)目的效益需求，為建筑業(yè)未來發(fā)展提供積極影響。

1 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，滿足綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)保存。在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)大量參考以及測(cè)試數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行有效歸納保存，集合于統(tǒng)一的模塊數(shù)據(jù)庫(kù)中。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，充分了解BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在，發(fā)揮其可視化、模擬性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的合理分配。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，由于BIM技術(shù)具備可視化，能夠?qū)⒐芾韮?nèi)容以信息模型的方式呈現(xiàn)，使設(shè)計(jì)人員能夠直觀了解到方案存在的不足，規(guī)范方案的合理性，提升建筑設(shè)計(jì)的環(huán)境適用度。BIM技術(shù)的三維立體是該技術(shù)較為突出的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，在推進(jìn)設(shè)計(jì)直觀性的同時(shí)提升建筑水平。BIM技術(shù)同時(shí)具備數(shù)據(jù)的相關(guān)化，將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于后期的設(shè)計(jì)討論。在未來的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，豐富設(shè)計(jì)內(nèi)容，擴(kuò)展建筑生命周期，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)的最終效果[1]。

2 BIM技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用

2.1 框架圖設(shè)計(jì)中的模塊控制

以BIM技術(shù)作為技術(shù)支撐的綠色建筑在總體設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)行的是框架圖設(shè)計(jì)，而有關(guān)造型模塊的設(shè)計(jì)是總體任務(wù)的首要內(nèi)容。在前期階段中，有關(guān)綠色建筑的內(nèi)容較少，但卻是BIM技術(shù)與綠色建筑設(shè)計(jì)結(jié)合過程中不可缺少的基礎(chǔ)部分。在有關(guān)設(shè)備的選擇中，應(yīng)充分考慮能源消耗的實(shí)際問題，采取合適的環(huán)境材料，否則將會(huì)影響到后期階段的分析，導(dǎo)致最后的測(cè)試結(jié)果有誤差。所以有效的利用BIM技術(shù)，選擇正確材料，能夠保證后期節(jié)能設(shè)計(jì)項(xiàng)目的質(zhì)量要求。例如在夏季炎熱的天氣條件下，選擇綠化建設(shè)的方式，通過屋頂?shù)谋叵到y(tǒng)設(shè)置或遮陽板的放置，達(dá)到降溫隔熱的目的，確保夏天仍能提供適宜溫度的室內(nèi)環(huán)境。建筑模型的建立涉及很多專業(yè)方面，主要的模塊設(shè)計(jì)是在土木工程的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)。在其他有關(guān)建筑的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)、排水以及空調(diào)、電氣等方面的基礎(chǔ)知識(shí)同樣不可缺少。與此同時(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)模塊的控制也是BIM模型重要的因素之一。在BIM的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，能夠在設(shè)計(jì)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)矛盾部分是綠色建筑設(shè)計(jì)的重要標(biāo)志，稱之為模塊碰撞。在圖紙的完成之前，通過模塊碰撞發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突，及時(shí)更正。有效規(guī)范綠色建筑設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，是目前建筑業(yè)設(shè)計(jì)的重中之重，BIM軟件將相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)錄入其中，并對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證工作[2]。如果設(shè)計(jì)內(nèi)容存在偏差，不符合標(biāo)準(zhǔn)所標(biāo)寫的各項(xiàng)要求，BIM軟件將會(huì)對(duì)其進(jìn)行返還。在框架圖設(shè)計(jì)的過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)提升項(xiàng)目的工作效率，保證設(shè)計(jì)項(xiàng)目的完成度和規(guī)范性，在滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，降低項(xiàng)目的不合格率。

2.2 能源利用的模塊分析

在BIM 技術(shù)的應(yīng)用過程中，模塊分析是眾多方面中實(shí)現(xiàn)環(huán)保的主要環(huán)節(jié)。在對(duì)性能進(jìn)行三維模擬分析的過程中，充分考慮實(shí)際環(huán)境相關(guān)的各項(xiàng)性能，在保證能源消耗的同時(shí)對(duì)綠色建筑的布局優(yōu)化起積極影響。作為性能模擬常見的方法之一，模塊分析主要的側(cè)重點(diǎn)在于建筑的實(shí)際性能。結(jié)合BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)風(fēng)環(huán)境、太陽能、室內(nèi)照明以及聲環(huán)境進(jìn)行模擬分析。例如在對(duì)于風(fēng)的模擬中，在實(shí)際環(huán)境中考慮通風(fēng)狀態(tài)，將綠色設(shè)計(jì)進(jìn)行有效結(jié)合，達(dá)到節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境的設(shè)計(jì)目的。通過風(fēng)向和風(fēng)流處的合理設(shè)計(jì)，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)布局，以良好的建筑基礎(chǔ)營(yíng)造切合實(shí)際的通風(fēng)條件，改善建筑環(huán)境。而在聲環(huán)境的具體分析中，建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于噪聲的模擬也是重要步驟之一。在建筑物間衡量噪聲的影響程度，通過BIM技術(shù)對(duì)聲環(huán)境的實(shí)際模擬，從而控制聲源的影響范圍，有效降低建筑環(huán)境周圍的噪聲影響。同時(shí)，在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，有關(guān)室內(nèi)采風(fēng)以及太陽能源消耗的問題也是最終設(shè)計(jì)結(jié)果的重要因素?？茖W(xué)的建筑朝向?yàn)榄h(huán)境提供良好的采光，避免出現(xiàn)溫度差異過大，不符合人體實(shí)際感應(yīng)溫度的情況出現(xiàn)。借助BIM軟件，對(duì)太陽照射情況進(jìn)行分析，通過設(shè)備光伏板等能夠收集太陽能的設(shè)備，將太陽能進(jìn)行性能轉(zhuǎn)換，制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合節(jié)省能源的理念，在設(shè)計(jì)過程中減少相關(guān)能源的消耗，實(shí)現(xiàn)真正的綠色建筑節(jié)能宗旨。最后，有關(guān)建筑設(shè)計(jì)的成本效益也應(yīng)著重考慮，在保證滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化環(huán)境的同時(shí)，控制建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)輸出。

3 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)在世界能源短缺的現(xiàn)階段為建筑行業(yè)提供新的發(fā)展方向，在秉承綠色建筑的設(shè)計(jì)宗旨基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)應(yīng)用意義。同時(shí)，BIM技術(shù)在后續(xù)的發(fā)展中將會(huì)持續(xù)強(qiáng)化不同專業(yè)間的協(xié)作能力，在建筑模擬的基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)直觀性的設(shè)計(jì)方案。在未來，BIM技術(shù)將會(huì)帶來更加深遠(yuǎn)的影響，逐步發(fā)展BIM技術(shù)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)全面環(huán)保。在綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，強(qiáng)化設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范設(shè)計(jì)行為，細(xì)化設(shè)計(jì)理念，在滿足基礎(chǔ)目標(biāo)的同時(shí)推進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)在節(jié)能方面的發(fā)展進(jìn)程。