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BIM技术在暖通绿色设计中的应用探讨
摘要:随着国家经济快速发展,人们开始关注生态环境保护,绿色理念逐渐融入各个行业。在建筑行业中,暖通设计起着至关重要的作用,将BIM技术运用于暖通绿色设计中,可以解决很多问题,但是也有很多需要注意的问题。为解决BIM技术在暖通绿色设计应用中存在的问题,本文对其展开研究,提出暖通绿色设计的要点,并介绍BIM技术在暖通绿色设计中的应用和前景,以期推动暖通行业的发展,为相关工作人员提供参考。
关键词:BIM技术;暖通;绿色设计;应用探讨
0 引言
绿色理念指的是在工程寿命期内,最大限度地节约资源、注重环境并减少污染,为大家营造一个绿色、舒适、高效和健康的建筑空间。绿色理念设计中,有三项与暖通工程有关:①节地与室外环境;②节能与能源利用;③室内环境。因此,暖通专业的绿色设计是绿色建筑设计中的重要一环。基于BIM技术的绿色设计指的是建筑设计工作基于建筑信息模型,根据地域的气候,从设计之初依靠设计、决策和评估制定流程,有效分析建筑能耗,从而得到最符合环境效益的方案,最终满足可持续发展的绿色理念。
1 暖通绿色设计概念及要点分析
1.1 暖通绿色设计概念
在现代绿色建筑中,住户对室内空气有非常严格的要求。要想改善室内的环境质量,可以从几个方面着手:使用天然建筑材料;加强围护结构和通风渗透建设,减少热量的损耗,从而保护室内环境;使用通风空调系统优化室内环境的质量,使建筑物真正满足绿色理念。其中,主要分为两个环节:①优化建筑的结构,考虑到建筑的绿色设计,要合理有效地使用各种资源,真正做到物尽其用,防止各类资源的消耗和浪费。②有效利用自然能源和新能源,从绿色建筑设计理念出发,自然能源的使用可以成为衡量绿色建筑的重要指标。
1.2 暖通绿色设计的要点分析
1.2.1 科学方面
在高层建筑设计中,暖通绿色设计是非常重要的。首先,要把暖通自身的功能同建筑的其他因素相互结合在一起,以便更好地达到环保节能效果。例如,可以注意建筑门窗的设计,遵循密闭性原则,防止热量损失。有效地调节并保持建筑物的室内温度,在暖通绿色设计中是非常重要的考虑因素。另外,也可以科学地引入先进技术,将暖通空调系统进行完善和更新,从而更好地满足人们对建筑居住环境的需求。
1.2.2 节能方面
在暖通绿色设计中,节能设计是最重要的一环。设计人员要充分参照建筑节能标准,在此基础上考虑建筑物自身的舒适度,防止过度追求节能设计,而使建筑自身失去原有的功能。在建筑暖通节能设计中,既要考虑到节能设计,又要考虑到人们居住的舒适程度,从而将节能设计和居住舒适度结合在一起,既满足节能环保的要求,又能营造一个舒适的居住环境。
1.2.3 安全方面
在暖通绿色设计中,要注重安全问题。目前,安全问题是设计师们最重视的课题,尤其是面对高层建筑的设计。随着当代社会发展,用地面积日益紧张,建筑楼层持续增加,已经有地方发生安全问题,造成了大量损失和伤亡。在高层建筑暖通空调设计中,安全问题是要放在第一位的,可以保障人员的安全,减少建筑损失和伤亡。安全性具体展现在以下几个方面:
①环境安全,指的是在暖通空调设计中,要避免接触易燃和易爆的物品,特别是在库房建设中安装暖通空调时,现场不能出现易燃和易爆的物品,材料的摆放要符合安全标准。另外,也要有防火措施,安装暖通空调系统,避免发生火灾;②线路安全,指的是在暖通绿色设计中,需要重点敷设线路并注重线路的走势。设计人员要深入了解高层建筑的施工图纸,详细了解电源线路和燃气管道的敷设,科学规避无效线路,避免发生安全事故;③运行安全,指的是考虑到空调运行中可能遇到的一些问题,制定一套相应的措施,有效避免安全问题。
2 BIM技术在暖通绿色设计中的应用优势和前景
2.1 BIM技术应用在暖通绿色设计中的优势
2.1.1 建筑能耗分析
使用BIM技术进行仿真模拟来分析建筑的能耗,指的是建筑运行中产生的能源损耗,例如,建筑采暖、照明、空调、炊事、洗衣等人们经常产生的能耗。整个过程分析透明,各个参与环节可以通过3D数字信息模型拟建建筑物内任意的构件,从而得到建筑物产生的能耗,其模型如图1所示。再通过能耗分析,将结果用不同形式的图表呈现出来,也可以导出为动画的形式,方便设计人员理解。
2.1.2 热能环境分析
利用BIM技术可以进行室内热环境分析,主要对太阳辐射和围护结构传热、传湿以及人为释热等情况进行研究,发现其对室内热环境形成的影响。再借助仿真模拟得到室内温度场、矢量场的结果,从而确定建筑遮阳的方式,找出适合的建筑保温形式和保温材料,得到合理的室内通风空调方案。
2.1.3 声环境分析
通过把BIM模型数据导入声环境模拟软件中,可以模拟分析出建筑噪声环境。绘制出建筑物表面和内部的噪声声线图、噪声分布图以及声强线图等,从而得出建筑物周围的噪声分布情况,以便更好地改善围护结构的隔声效果,可以为建筑物的布局、道路规划、隔声屏障设置等提供科学的理论依据。对于某些建筑,如音乐厅、剧院和演播厅对声音品质的要求很高,需要精准计算建筑的室内音质和音效,通过声音仿真模拟软件绘制出室内声线云图和声强分布图等,再使用混响时间计算所需数据,制定合理的方案并优化建筑物的外观形状、内部空间排布以及建筑高度等。
2.1.4风环境分析
使用BIM技术进行室外风环境模拟,可以精确地分析出不同的建筑布局方案,便于对风环境的模拟进行比较,最终选择科学合理的建筑布局。另外,模拟建筑外环境的风流动情况,能得到不同单体建筑之间的空气流动情况、建筑表面风压分布以及风压系数的分布情况等,这些数据信息可以科学地指导建筑内的自然通风设计。建筑物内部的自然通风和机械通风是否合理,也可以通过CFD模拟软件分析得到,可以模拟出外窗打开情况下,建筑物的室内气体流动,还能预测建筑室内的自然通风情况,为建筑功能的排布和窗口位置的选择提供科学建议,并提供节能的策略。通过确定风口的形式、位置以及风量等设计参数,计算并设定模型,分析机械通风的气流组织情况,根据气流的流速、流向和流量分布等情况,分析得出更优化的通风空调方案。
2.2 BIM技术在暖通设计中的发展前景
应用BIM技术进行暖通设计与以往的二维设计比较,可以发现二者之间有很大差异。因为BIM技术有着独特的优势,尤其是在当前社会,科技得到较好的发展,在各行各业中的应用越来越广,并广泛应用于暖通空调工程中。然而,信息技术在建筑工程中属于新技术,既给建筑企业带来了新的挑战,也带来了新的机遇。
3结语
综上所述,与传统的二维模型相比,BIM技术有很大的优势,可以信息化、可视化地展现建筑的三维模型,对工程设计的完整度和工程后期的施工都增加了便利,并提供了科学的方案。从长远的角度考虑,BIM技术不仅可以应用于暖通绿色的设计中,在整个建筑施工阶段都可以应用,有助于建筑物的长期运营。在暖通绿色设计中,要合理运用BIM技术,创造出更大的价值。
参考文献
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