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摘要:随着人们环保意识的逐渐增强,对建筑的环保要求也越来越高。近年来绿色建筑设计开始深入人心,成为未来建筑行业发展的趋势和方向。绿色建筑设计是通过对实验方案的优化达到节约能源和空间的效果。利用BIM系统可以对建筑方案的结构体系进行直观分析,方便了设计人员相互之间的沟通协调和对设计方案进行及时分析。本文探讨了BIM在绿色建筑中的应用。
关键词:BIM;绿色建筑;应用
绿色建筑是建筑业的发展追求和发展理念,建筑信息模型BIM是一种技术理念,绿色建筑和BIM均着眼于建筑的全寿命周期,一个强调建筑全寿命周期的各项性能,另一个尽力为建筑性能优劣的判断提供可靠数据信息支持,二者不谋而合。
1BIM技术的基本优点
1.1可视性
利用BIM技术不但能够做出类似于3DStudioVIT以及3DMAX的建筑效果图以及建筑动画,还能够对结构进行计算,并对绿色建筑进行分析,生产相关的施工图纸,对构件的参数进行注释等。
1.2模拟性
BIM设计初期能够有效模拟一些参数,并有效的优化相关的方案,例如其能够对日光照射进行模拟,进行通风模拟,对室外的噪声进行模拟,对紧急情况下疏散人口进行模拟,模拟节能环保以及对热能的传导进行模拟等。
1.3协调性
利用BIM技术能够有效在同一模型中实现将建筑业、机电业以及结构等多种专业的协同,防止由于业务之间沟通阻碍导致设计以及施工出现问题。
1.4可优化性
BIM技术能够有效的优化项目方案,以及特殊项目例如屋顶、裙楼、幕墙以及异性结构的设计等,合理的利用到了模型的几何、规则、参数以及建筑信息等。而BIM技术不单单是3D的建筑模型,其还能够做到将时间以及成本结合在一起,对动态进行5D的施工管理,还能够在虚拟的施工模型中生成相关的工程量的统计表、采购材料计划表,以及施工进度的相关报告书等。在绿色建筑设计中应用BIM技术具有十分独特的优势,具体如下所述:①有效的分析绿色建筑的采光效果;②分析能源的利用效率以及环保型材料的使用比例;③分析建筑的通风情况、采光情况、视觉效果以及噪声情况;④预判人们的心理感受;⑤通过对地形以及风环境的模拟,实现建筑环境跟自然环境的和谐统一。此外,在建筑设计中利用BIM技术还同时能够有效兼顾空间、环境以及居住环境的舒适度,使得建筑的设计效率得到较好的提高。此外,BIM技术还能够整合、模拟并分析好大量的建筑信息以及数据,所以,其还能够有效的预判并优化设计的效果。
2BIM在绿色建筑中的应用
2.1前期规划阶段
在建设项目的前期,要从经济社会、城市规划、业主需求、周围环境等等方面进行调查研究,分析该项目的规模、类型、用地要求、周围的景观地貌和对环境的影响程度等等,用以决定该建筑的造型以及空间朝向等。通过对拟建建筑及周边场地的数据资料收集,利用BIM并且结合GIS相关软件进行建模,可以快速地得出整体性的量化分析结果,帮助项目方进行综合性能分析,从而做出合理的场地布局、建筑造型以及周边交通流线组织设计等关键性决策。
2.2方案设计阶段
建筑师可以利用BIM来分析整个建筑方案的布局造型、通风采光、热传导、人体工学、声学、色彩等内容以及对相应规范的遵守情况,综合考虑建筑设计与后续的结构设计、建设施工的衔接以及其中可能需要应对的问题。例如,与Ecotect软件相结合,将BIM模型转化为可视化的细部分析图,可以做到对建筑局部构件的细节推敲,同时也能对光照、太阳辐射、热传导、声波等进行多种实时分析;用基于BIM的ProjectVasari软件,可以从云端模拟分析建筑物风场气流及日照辐射的影响等。在BIM的参与下,项目各利益方关注的焦点能够得到直观的展现,彼此的意图能够得到充分的表达,并能快速进行交流与反馈,做出决策的时间也大为减少。
2.3项目施工建造阶段
该阶段主要应用BIM进行模型最终检查、碰撞检测、施工可视化以及工程量的计算。设计师可以通过BIM模型的三维渲染来实时展现建筑物,对建筑模型的整体质量和功能完整性进行检验,像是建筑内部空间有无重叠、有无功能上的冲突;是否有适当的构件围闭、结构受力传导是否通畅合理;设计是否实现了业主的意图、是否符合国家与行业规范的具体要求等。
随着大型商业及综合体项目的增多,业主方对机电管线综合的要求越来越高。机电管线种类繁多,BIM模型可以反映所有管线和设备在建筑内的情况。传统的CAD时代是用叠图纸的方式比对,很容易造成信息的缺失与错误。利用基于BIM的三维仿真技术进行施工前的碰撞检查,设计师可以快速发现设计中的碰撞与冲突,及时在设计阶段进行优化修改,减少了因施工图纸出现的错误和漏洞而引起的返工复工现象,避免了材料损失、机械台班的损失以及窝工引起的资源消耗,同时也提高了与业主沟通的能力。
在施工管理中我们可以借助BIM技术,将空间与时间整合在一个可视的4D模型中,对施工现场的管理进行模拟,能够直观快速地显示任意阶段的施工进度情况:对机械的摆放位置、构件的起吊部位与次序以及整个工作流程进行优化,提前反映施工难点,从而提出最佳方案,提升施工安全性,保证建筑质量。另外,通过建立BIM模型,施工企业还能在工程投标中快速测算招标清单工程量,并可制订相应的投标报价策略,获得竞标的优势;而评标委员会的专家组则能通过4D模型直观地了解施工单位对投标项目施工难点的控制方法是否合理,进而对投标单位的施工经验水平与技术实力做出科学的评估。
传统的材料统计是根据现有图纸和文件进行,亦或使用专门的造价软件根据CAD图纸或文件重新建模后进行统计。一是耗费大量人工且容易出错,二是方案一旦变更所有数据需要重新统计,极不效率。现在基于BIM的关联数据库提供的详细信息能达到构件级,可以快速对各构件进行统计分析,通过BIM模型提取材料用料,精确计算工程量,大大减少了人工操作和计算错误,能够方便地实现工程量信息与设计方案的完全一致,随时为采购计划提供数据支撑,为现场管理提供审核依据,这就是所谓的BIM的5D应用。
2.4运营维护阶段
建筑在投入使用前,可以先通过BIM进行先期的测试与调整。移交环节的资料文档等也可以方便地跟随BIM模型一起转移。接着通过BIM制订一个科学的维护方案,能够提高整个建筑的运行性能并降低能耗和维护费用,从而降低总体运营的成本。能够同步提供建筑使用情况与性能、入住人员信息与出行规律等,对一些重要设备还能跟踪其例行维护的历史记录,以便对该设备的使用状态提前做出判断。借助BIM的智慧运行维护也能对突发事件有快速响应的能力,包括预防、报警和处理全方位,保证管理没有盲区。BIM还可以提供一个绿色建筑评估体系,通过将BIM与物联网结合,将传感器与终端控制器连接起来,对建筑物进行健康监测,利用云计算平台,将每层建筑能耗计量与节能管理系统组合起来,形成一个总的管理系统,方便住户及物业人员进行操作管理。
总之,在BIM技术的支持下可以实现绿色建筑的推广与普及,从而节约更多的能源,保护更多的环境,促进全社会积极、健康的发展。
参考文献:
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