綠色建筑節(jié)能設(shè)計中BIM技術(shù)的運用

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1、BIM的概念及特點

BIM( Building Information Modeling)，即建筑信息模型，其主要涵蓋了幾何學、空間關(guān)系、地理信息系統(tǒng)以及各種建筑構(gòu)件的性質(zhì)和數(shù)量等。建筑信息模型可以顯示整個生命周期的建設(shè)過程，即建設(shè)和運營的過程，整個模型的基礎(chǔ)主要是建筑工程項目的各種信息數(shù)據(jù)。建筑信息模型是建立三維數(shù)字化建筑模型的工具，其并不是將數(shù)字信息進行簡單的集成，而是能夠用于建筑的設(shè)計、運營等數(shù)字化的方法。由于這個模型包括大量有關(guān)于建筑材料、構(gòu)件等方面的信息，因此設(shè)計人員可以根據(jù)施工圖的規(guī)范輸出建筑物的平面圖、立體圖以及各種細部詳圖等。BIM的優(yōu)勢主要有兩點：一是運用BIM能夠?qū)崿F(xiàn)計算機對建筑物從二維到三維視角甚至多維視角的表達;二是能夠科學和完整地實現(xiàn)模擬真實世界的目的。比如，設(shè)計師可以完全模擬真實世界建筑燈光的布局、空調(diào)安裝的布局，以及分析塔吊和人工的安排等。運用BIM技術(shù)能夠有效分析和對比各種方案的利弊，從而篩選出最佳的方案。

2、國內(nèi)關(guān)于BIM技術(shù)的研究現(xiàn)狀

目前，我國在應(yīng)用BIM技術(shù)方面處于正在成熟的階段，在中國已經(jīng)出現(xiàn)了很多成功的應(yīng)用。比如，2008年北京奧運會奧運村的空間規(guī)劃和物資管理系統(tǒng)、香港的地鐵項目等都運用了BIM技術(shù)。但是，國內(nèi)在施工領(lǐng)域使用的BIM技術(shù)大都停留在解決單項技術(shù)問題方面，而缺少在項目各級使用的BIM軟件?？傮w而言，在國內(nèi)BIM設(shè)計使用的軟件較多，而施工使用的軟件較少;建模使用的軟件較多，模型應(yīng)用和集成管理使用的軟件較少;大多數(shù)的施工企業(yè)運用BIM技術(shù)進行施工投標的較多，而真正解決技術(shù)問題的較少;并且現(xiàn)階段使用設(shè)計階段B1M成果還缺少相關(guān)的法律法規(guī)的保障。

3、BIM在建筑綠色節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用

BIM的建模方法以及信息概念能夠保證信息的完整性以及準確度，若能夠和建筑綠色節(jié)能設(shè)計結(jié)合起來，也能夠節(jié)約相關(guān)的資金、材料、能源和土地等。綠色建筑的發(fā)展不僅要在建筑物建造的過程中以及后期使用中注重綠色環(huán)保，并且更重要的是要在建筑的設(shè)計階段就要進行綠色節(jié)能工作。因此，可以通過B1M技術(shù)在建筑綠色節(jié)能設(shè)計階段的應(yīng)用，為建筑物增加更大的效能。比如根據(jù)綠色建筑評價指標體系，對建筑項目的景觀可視度、采光、聲環(huán)境等進行有效分析;再比如可以將BIM與Ecotect設(shè)計軟件相結(jié)合，輸入BIM模型，就能夠得到較為直觀的數(shù)字化分析圖。

3.1 室外風環(huán)境的模擬情況

利用Autodesk Simulation CFD軟件進行流體力學電腦模擬分析，從而計算出各種方案的立面風壓差，然后就能夠有效地評估出各種方案自然通風的利用效果，從而選擇出最優(yōu)方案。結(jié)合BIM軟件對建筑物進行室外風環(huán)境的模擬，可以在設(shè)計階段對建筑物進行優(yōu)化，從而達到節(jié)能設(shè)計的要求。這樣，通過調(diào)整建筑規(guī)劃方案的布局，景觀綠化的布置情況，以及改善居住區(qū)風的流場分布狀況，就能夠有效提高人們的居住質(zhì)量，避免不必要的安全事故發(fā)生。

3.2 室內(nèi)自然通風的模擬情況

根據(jù)BIM模型的數(shù)據(jù)，可以建立多區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)分析模型，建立自然通風狀況的評價標準，從而在此基礎(chǔ)之上設(shè)計相關(guān)的方案。通過調(diào)整通風口的位置、建筑布局等改善室內(nèi)流場的分布情況，從而能夠完善室內(nèi)氣流，使其更有效地通風換氣，達到改善室內(nèi)舒適狀況的目的。因此，可以利用Project Vasari軟件對建筑物的室內(nèi)、外通風模擬進行分析，這樣即使是非專業(yè)人員也能夠運用該軟件進行綠色節(jié)能設(shè)計。

3.3建筑物日照分析情況

玻璃幕墻在建筑物的使用中產(chǎn)生了很大的影響，尤其是影響著建筑物的保溫隔熱效果，然而建筑綠色節(jié)能設(shè)計的目標就是要求建筑物能夠降低能耗，減少溫室氣體的排放，從而最大限度利用建筑物自身來達到保溫的效果。因此，就很有必要在建筑物的設(shè)計階段進行日照的模擬分析，然后選擇最優(yōu)的方案，達到節(jié)能減排的目的?？梢酝ㄟ^BIM技術(shù)能夠很好地在設(shè)計階段完成日照分析，可以利用Ecotect軟件分析太陽的輻射情況，根據(jù)分析結(jié)果來規(guī)劃和設(shè)計人為活動區(qū)域以及建筑材料的使用，同時可以根據(jù)各種植物的特性來決定其適宜的位置。運用Autodesk Ecotect Analysis的建模和分析功能能夠處理幾何形體模型，主要包括熱環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境、日照環(huán)境及環(huán)境影響等。Ecotect Analysis具有友好的三維設(shè)計界面，能夠提供性能分析以及模擬功能，其另外一個特點就是其模型能夠存成多種主要的專業(yè)分析軟件格式，其開放性結(jié)構(gòu)也成為當前主流物理分析軟件，以及國外一些國家建筑學院環(huán)境模擬的教學軟件的原因。

3.4 室內(nèi)的采光模擬情況

根據(jù)BIM的基本數(shù)據(jù)，可以進行建筑室內(nèi)采光的計算分析，根據(jù)相應(yīng)的分析結(jié)果得出最佳的方案或者可以將方案進行優(yōu)化，可以根據(jù)照明設(shè)備的具體信息對建筑物各個房間的三維照度計算和仿真模擬，并可以依照相關(guān)的規(guī)范和照明方案的能耗計算結(jié)果進行設(shè)計方案的優(yōu)化和選擇，并且可以通過分析室內(nèi)采光效果等調(diào)整建筑的布局狀況以及圍護結(jié)構(gòu)的可見光透射比等，從而達到改善室內(nèi)采光效果的目的。

3.5 BIM與Green Building Studio的結(jié)合應(yīng)用情況

Green Building Studio是一項基于Web的建筑整體能耗、水資源和碳排放的分析工具。由于GBS采用了云計算技術(shù)，因此具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和效率。該軟件可以利用建筑信息模型解決方案中的高質(zhì)量信息，從而能夠降低建筑的節(jié)能設(shè)計成本，并且提高能源分析的精確性。

4、BIM在建筑綠色節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用前景

隨著現(xiàn)代設(shè)計理念的發(fā)展以及綠色節(jié)能設(shè)計意識的普及，傳統(tǒng)的線性設(shè)計流程已不再適應(yīng)當代建筑的發(fā)展，而BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景越來越廣泛。一個高效的建筑設(shè)計流程要考慮設(shè)計團隊、承包商等參與人員的建設(shè)性以及合作情況，建筑項目對當?shù)貐^(qū)域環(huán)境的影響情況，建筑材料、產(chǎn)品及廢棄物處理的相關(guān)成本，以及對使用者進行控制策略的培訓情況等。因此，若將BIM應(yīng)用到建筑綠色節(jié)能設(shè)計中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)既定目標，而且能夠提高環(huán)境品質(zhì)、降低成本。通過BIM可以在具體的設(shè)計階段有更深入的了解，比如通過夏季太陽輻射熱分析，可以了解不同設(shè)計利用的晝光效果，從而找到最優(yōu)的解決方案，通過BIM可以有效呈現(xiàn)空間規(guī)劃的視覺效果，從而進行綠能效益的評估;通過BIM還可以看到設(shè)計的諸多細節(jié)，比如可以顯示太陽輻射的情況，能夠幫助設(shè)計師控制材料的使用，最大限度地降低生產(chǎn)成本;使用BIM技術(shù)可以有效分析建筑物的性能，從而優(yōu)化投資、降低運營成本、節(jié)約能源，并提高建筑物的空氣質(zhì)量，從而達到可持續(xù)性和能效的目標。但是，B1M軟件還需要進行進一步的完善。利用BIM軟件實現(xiàn)可持續(xù)還需要各軟件之間的相互配合，模型的信息還需要進一步進行豐富等。

BIM模型在施工過程中的應(yīng)用可全面提升工程造價行業(yè)效率與信息化管理水平，優(yōu)化管理流程，高效率、高精準度的完成工程量計算工作。以上內(nèi)容就是“綠色建筑節(jié)能設(shè)計中BIM技術(shù)的運用”，更多BIM熱點資訊/教程分享歡迎關(guān)注微信公眾號“BIM實訓”，也可點擊下方免費下載領(lǐng)取精品學習資料。