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基于BIM技术的绿色建筑设计探讨
摘要:随着环保意识的提升和可持续发展理念的深入人心,绿色建筑已经成为建筑行业的重要趋势。BIM技术,即建筑信息模型技术,通过数字化建模和信息管理,实现了建筑设计、施工、运营管理的全过程信息化和可视化。在绿色建筑设计中,BIM技术能够模拟建筑的能耗情况、材料的循环利用情况,从而为设计人员提供更直观、客观的数据支持,帮助他们优化建筑结构、提高能效性能。通过BIM技术,设计团队可以在设计初期就对建筑的节能、节水、绿色材料使用等方面进行全面优化,以实现绿色建筑设计的目标。本文将从BIM技术在绿色建筑设计中的应用方法入手,探讨其在推动建筑行业向着绿色、可持续方向发展的重要作用。
关键词:绿色建筑;BIM技术;可持续发展;节能减排;资源利用
在人类社会快速发展的今天,建筑业是消耗能源和资源最多,同时又需要环境保护与可持续发展。绿色建筑这一注重节能减排和资源循环利用的设计理念逐渐得到关注。而BIM技术这一整合数字化建模工具正给绿色建筑设计带来空前的创新与优越性。文章将从BIM技术与绿色建筑设计相结合的角度出发,探究它们之间相互结合的可能与优势,以期对推动建筑行业向更绿色,更环保,更可持续方向发展做出贡献。
一、基于BIM技术的绿色建筑设计的价值
当今社会,科学技术迅猛发展,人们环保意识日益提高,绿色建筑设计渐成新时尚。而在这一趋势下,以BIM技术为核心的绿色建筑设计也暴露出它特有的价值与意义[1]。BIM技术,也被称为建筑信息模型技术,作为一种融合了建筑设计、施工和运营管理的数字化工具,为绿色建筑设计开辟了前所未有的可能性。通过BIM技术使设计人员能够在建筑设计初期阶段对建筑物能源利用,材料选择,采光通风进行仿真与优化,实现建筑节能性能综合评价,预先发现并解决可能存在的问题,从而为建筑节能绿色化发展奠定坚实基础。基于BIM技术进行绿色建筑设计,不仅能够提升建筑能效性能、减少能源消耗、降低环境负面影响,而且能方便建筑全生命周期管理。利用BIM技术进行数字化建模与信息管理,可实现建筑物全过程跟踪与管理,并为建筑物运行与维修提供科学依据,延长建筑物使用寿命、减少维护成本、使建筑物资源可持续利用最大化。
在此基础上,结合BIM技术进行绿色建筑设计,能够给建筑行业带来经济效益。在绿色建筑逐步推广的今天,对绿色建筑设计人员及技术人才的要求会逐步提高,精通BIM技术的设计人员及工程师会更加受到市场的欢迎。与此同时,绿色建筑设计产生的节能与环保效益会给社会带来更大价值,促进建筑行业向更可持续方向迈进。
二、以BIM技术为基础的绿色建筑设计方法
(一)科学的布局设计
当今社会,人们越来越注重绿色环保的生活,绿色建筑设计这种可持续发展设计理念也越来越被重视,而布局设计对绿色建筑设计的意义不言而喻。特别是以BIM技术为核心的绿色建筑设计更强调建筑布局精细科学。在此情况下,布局设计方法就变得非常重要。在BIM技术下进行绿色建筑设计,其布局设计方法要求以整体结构为切入点,强调建筑功能性与可持续性,通过BIM技术可以使设计人员实现精准规划与优化建筑布局,保证建筑使用时可以将能耗降到最低,增加舒适度。在布局设计时,应考虑充分利用自然采光和通风资源,降低人工能源依赖程度,达到节能环保建筑设计目的。在BIM技术下进行绿色建筑设计时,其布局设计方法需充分考虑到建筑和周围环境的结合。建筑在布局上既要满足建筑本身功能上的需要,又要和周边环境和谐统一,和自然景观遥相呼应。通过BIM技术使设计人员能够模拟出建筑物外观和周边环境之间的相互关系,在降低对周边环境干扰和维护生态平衡的前提下达到建筑物的最优布置。同时以BIM技术为基础进行绿色建筑设计时,其布局设计方法需重点关注建筑内部空间合理运用。设计人员借助BIM技术可实现建筑内部空间的三维模拟以保证每一寸空间的最大限度的发挥。在进行布局设计时,应兼顾空间灵活性与多功能性,使建筑内部能够满足不同要求的改变,提升空间利用效率并减少建筑运营成本。
(二)搭建可视化模型
构建可视化模型是绿色建筑设计流程中至关重要的一环,可以给设计人员带来更加直观和具体的设计方案,有利于将建筑设计和环境保护进行有机融合。下面就对基于BIM技术下绿色建筑设计可视化模型构建方法进行讨论,目的在于揭示可视化模型建设的重要性和实践意义:
可视化模型的建立需充分发挥BIM技术优势,BIM技术作为集成式建筑信息模型可以实现建筑结构、材料和设备的全方位建模分析[2]。设计人员可借助BIM软件对建筑各部位进行数字化建模以达到对建筑设计整体控制。在进行绿色建筑设计时,设计人员可利用BIM技术对不同季节和地理位置的建筑能源利用和采光效果进行仿真,为优化设计提供参考依据。同时,可视化模型的建构需注重可持续性和生态环保,就绿色建筑设计而言,可持续性作为其核心概念之一,可视化模型的构建可以帮助设计人员加深对建筑系统间相互关系的了解,继而优化设计方案,从而达到节能和减排的目的。通过BIM技术使设计人员能够在建筑材料选择,建筑结构布置等方面进行仿真和分析,以寻求最佳设计解决方案达到绿色环保设计目的。此外,可视化模型的建构也需重视沟通和协作,绿色建筑设计作为一项复杂的系统工程,涉及到很多方面的知识,需要设计人员,结构工程师和机电工程师以及其他各方面专业人才之间的紧密协作。通过搭建可视化模型既能实现设计方案直观展示又能促进各类专业人才间信息共享和交流,提升设计效率和质量。
(三)对建筑生命周期进行仿真
在建筑设计领域中,伴随着技术的发展与推广,BIM技术成为设计人员必不可少的武器。并在当今追求绿色建筑设计中,模拟建筑生命周期已成为设计人员探索的新途径。借助BIM技术设计人员可在设计初期模拟和分析建筑物全生命周期,使得建筑物在设计阶段达到最优绿色化。建筑生命周期可简单划分为设计阶段、建造阶段、运行阶段,以往,设计人员往往注重建筑外观与功能,忽视其全生命周期中的作用。但是,在环境保护与资源节约意识不断提高的今天,设计人员逐渐认识到,建筑的设计要站在全生命周期的高度去思考,不能仅仅满足于现在的需要。通过BIM技术使设计人员在设计之初就能模拟和分析建筑能耗,材料利用和环境影响。它们能够对各种设计方案进行仿真,并对其全生命周期中的性能进行对比分析,以筛选出最能满足绿色建筑理念要求的方案[3]。在建造阶段BIM技术还能够帮助施工人员很好的对材料用量进行把控,降低浪费和提升施工效率。运营阶段还可通过BIM技术对建筑物能耗,维护情况以及其他数据进行实时监控与管理,使得建筑物时刻处于最优状态。并且在拆除阶段利用BIM技术对建筑物拆除过程进行仿真,能够较好的控制拆除后废弃物产生量,并且将废弃物分类处理以达到资源再利用最大化的目的。该全方位,持续性设计方法使得建筑全生命周期均能达到绿色最佳效果,有利于环境保护与可持续发展。
(四)能耗分析
当今社会,环境保护意识不断提高,绿色建筑设计成为建筑行业发展的一大潮流。绿色建筑设计时能耗分析非常关键。基于BIM技术对绿色建筑设计进行能耗分析不仅能够给设计人员带来综合能源使用信息,而且有助于设计人员对建筑能源效率进行优化,进而达到节能减排目的。BIM技术,也被称为建筑信息模型技术,是一种综合性、协作性强的数字设计工具,它能够对建筑的几何形状、构件和材料特性进行综合分析、将能源系统和其他信息集成到虚拟三维模型。通过BIM技术使设计人员能够对建筑物能源利用情况做出全面,系统分析与评价,从而为建筑物能源设计工作提供科学依据。
在基于BIM技术能耗分析中,设计人员需首先构建建筑物BIM模型,其中包含建筑物几何信息,材料属性和建筑系统。利用BIM软件可整合建筑模型及能源分析工具,达到建筑能耗模拟及评价。在BIM模型中,设计师能够设定建筑的各种能源系统参数,例如供暖、通风和空调系统等。接着,他们可以利用能源分析工具来模拟建筑在各种环境下的能源使用情况,从而更准确地评估建筑的能源效率。除构建建筑模型、能耗模拟之外,以BIM技术为基础的能耗分析也能在设计阶段达到最优。设计人员可通过对建筑形态调整,选材和能源系统设计,优化其能源利用效率和降低能耗水平。设计人员经过不断地仿真与优化,能够寻找到建筑能源利用最优方案,从而达到建筑节能减排的目的。在实际建筑设计过程当中,能耗分析与设计方法不但给设计人员带来更直观,更科学地进行能耗评估,而且还便于设计过程当中各专业间的协同工作,达到信息共享与沟通。
三、结束语
总之,以BIM技术为核心的绿色建筑设计方法不仅能够提高建筑设计效率和优化建筑结构,而且能够达到节能减排和资源利用最大化的目的。伴随着社会对于绿色建筑要求越来越高,运用BIM技术对于促进建筑行业向更绿色,更环保,更可持续方向发展将会起到举足轻重的作用。相信不远的未来,以BIM技术为核心的绿色建筑设计一定会成为建筑行业的主流发展趋势,并对建筑行业可持续发展作出贡献。
参考文献:
[1]刘海.建筑设计中绿色建筑技术优化与对策研究[J].工程建设与设计,2022,No.473(03):49-51.
[2]饶仕贵,王鹃鹃.BIM协同技术在建筑设计阶段的应用实践——以四川某高校综合教学建筑为例[J].四川建筑,2021,41(06):64-66.
[3]王莺.复杂公共建筑BIM正向设计研究[J].房地产世界,2023,No.390(10):160-162.