绿色交通建筑设计创新与BIM技术应用

绿色交通建筑设计创新与BIM技术应用

浙江省交通规划设计研究院浙江省杭州市310006

摘要:经济的高速发展,人口规模及消费层次的逐渐提升,带来了严重的社会和环境问题。能否有效解决这些问题,对于我们每个人都非常重要。在这样的背景下,绿色建筑概念应运而生。绿色建筑着眼于整个建筑的生命周期,从节能环保的角度论证了可持续发展在建筑领域的创造性尝试,有极大的现实意义。而BIM侧重于对建筑信息模型的构建,对建筑的性能参数提供技术支持。二者的结合,可以说是强强联手,相得益彰。本文基于绿色建筑的理念,深入探讨了BIM技术在绿色建筑领域的运用,有很好的借鉴意义。

关键词:绿色建筑;设计创新;BIM技术;应用

资源和能源一直是困扰人类社会发展的最大限制因素,资源与能源的开发和利用方式决定了一个社会的先进性程度,是生产力的重要标志。就当前的社会发展状况来说,对绿色资源和能源的开发利用,其意义尤为重大,这与我们生活的这个世界息息相关。各先进国家不遗余力在绿色资源和能源的研究上面,有其必然性,而绿色建筑就是最好的研究成果之一。绿色建筑不仅是一种理念,一个态度,更是切实可行的一系列办法和措施。将更高端的技术形式投入到绿色建筑的设计过程当中,对于推进环保节能,都有着非常重要的价值。

1.对绿色建筑理念的介绍

绿色建筑的理念,就是可持续发展思路在建筑业的具体体现,从技术实现的层面讲,绿色建筑突出了“四节一环保”的功能,也就是节地、节能、节材、节水,以及环境保护。相关部门和机构对绿色建筑的评价标准已经进行了详细的规范,相关规定中将绿色建筑的概念简要定义:对于全寿命周期内建筑物,必须最大限度保护环境、节约资源、降低污染,为居民提供舒适、健康、高效的生活空间,可以同自然保持和谐共生关系的建筑。

通过上述的定义,可获得绿色建筑设计的宗旨和基本依据,对于绿色建筑的设计,必须充分考虑该建筑全寿命周期内可以节省更多的能源、资源,并更加环保。只是出于这样的目的,能够提高建筑在这些方面的性能的技术,都可以考虑广泛采用。而BIM技术,就是非常有力的一种实用方法。

2.BIM在绿色建筑设计创新中的应用

2.1BIM技术简述

BIM技术是最近几年才兴起的一项用于建筑设计的计算机辅助设计技术,BIM是英文BuildingInformationModeling的简写,翻译成中文就是建筑信息模型。该技术主要利用建筑工程项目中相关的各项信息内容,建立建筑的数据模型,采用数字仿真软件对建筑物的性能进行模拟,实现设计与建设完成性能效果最大程度一致的目的。

美国相关机构对于BIM技术的定义包括三个层面:①BIM技术是对某一设施项目在物理以及功能特性上的数字形式的表达;②BIM技术属于一个充分共享的数据信息和知识资源系统,同时也是从设计到拆除整个全生命周期全部决策提供依据的具体过程;③在项目实施的各个阶段,各相关方可以利用BIM系统进行信息的提取、插入、修改和更新等操作,支持并反映各方职责的配合作业。

因此,BIM技术具有五大比较显著的特性,分别是:可视化、模拟性、优化性、协调性、可出图性,通过这五个功能特性,BIM技术自用于工程建设领域以来,逐步在全球的建筑设计领域内得到普遍的认可,也被形象地誉为建筑业的革命力量。尤其是最近几年来,随着BIM技术的更新升级,以及应用经验的累积,在一些发达国家的应用与发展已达到相当高的水平。在国内的建筑设计业,BIM也是一股强劲的热潮,包括政府的一些相关单位,以及各行业协会、建筑设计单位、建筑施工企业,还有一些相关的科研院校等,也非常重视并大力推广BIM技术,极大地推动了建筑研究、设计和施工环节的技术进步。

2.2BIM在绿色建筑中的具体运用

绿色建筑理念在具体的落实过程中,需要高新技术提供支持,这就为BIM技术的使用拓展了应用的平台。一方面,绿色建筑涉及环节比较多,各环节之间还有复杂的影响关系,需要将其作为系统工程来对待,过去的设计只能靠想象设计这些因素虽最终结果的影响,难以量化结果;另一方面,绿色建筑需要考虑很长的一段时间,是整个建筑的生命周期,对于建筑的发展,有很多不确定因素,因此在设计的过程中会顾此失彼。通过BIM技术,就能非常圆满地解决这些问题,为绿色建筑功能的具体实现技术上提供支撑。就实际的设计环节,可以从以下几个方面进行深入的分析。

(1)绿色建筑节能减排功能的分析

节能减排性能是评价绿色建筑性能的重要标准,通过采用BIM技术,创制建筑的可视化三维模型,并利用分析能耗的软件,同时对实际的建筑参数采用相应的数据格式导入软件,按照相应的标准以及规范,充分考虑建筑所在趋于的环境气象等数据,以此作为基础,完成整个建筑的能耗模型分析。通过成上述工作,进一步分析生成实际的设计数据、包括对建筑能耗的深入分析,将分析数据结果进行可视化处理,生产直观的模拟图形。并利用模拟结果对项目的节能设计进行调整计算,逐步优化所有的结构围护方案,调整相关参数数值的合理设置,进而完成对节能标准在建筑设计阶段的控制方法设计。

还可以通过BIM模型技术,对室外太阳能辐射情况进行具体的分析,根据实地太阳能辐射的强度及强度的分布情况,对利用太阳能的各种设备设施设计最优化方案,对可再生能源进行最大程度的合理利用。并且,借助软件的模型及其相关数据,还可以对室外植被的选择和配置进行优化,进而确定各种植物的种植时间和放置的位置。同时也可以对室内采用自然光的情况进行量化分析,不影响照明的前提下,尽量考虑对自然光的充分利用,减少用于照明的能耗。

(2)绿色建筑节水功能分析

按照BIM技术建立的三维绿色建筑模型,对该地域的降雨情况进行整理,软件可以生成暴雨系数以及强度的计算公式,形成系统完整的信息数据库。对于雨水采集计算来说,这些信息是非常重要的设计依据。按照雨水采集方式对各种地貌以及材质对于评价降水径流系数有直接的影响,这些情况关系到建筑的整体节水和用水性能。通过对道路和绿地等实际的面积来对收集的雨量进行计算,并要根据实际情况适时进行地对设计方案做以调整和优化。

(3)绿色建筑节材功能分析

对于绿色建筑的设计来说,其所采用的建筑材料以及这些建筑材料在实际使用中占所有建筑材料的百分比,都要满足一些详细的要求,比如对建筑材料的采购,就要满足项目500km内制造的材料其重量要占到总重量60%以上。而对于可再循环材料的使用,在安全无污染保证的前提下,重量要占到所有建筑材料总重10%以上。对于这些繁杂的要求,采用传统设计技术手段难免捉襟见肘,即使不出错也会效率极低,特别是一些相对较为复杂的建设项目。通过BIM技术处理类似的事情则要容易得多,因为BIM技术拥有较为强大的信息以及建材统计计算功能,能非常方便地计算实际各类建筑材料的使用情况,对工程所需的材料配置进行有力的指导,确保其可以满足所有评价标准的具体指标。

(4)绿色建筑对室内环境优化的分析

绿色建筑的室内环境主要包括风、光、声等构成环境,对这三各内容进行准确量化分析,通过BIM的可视化三维模型,可以非常直观地看到所有的细节,可以非常高效地进行设计。同时,BIM也能将输入的参数导入软件,完成进一步的分析,并给出具体的可行性报告来。

3.结束语

综上所述,绿色建筑的理念与BIM技术的结合,是一种相得益彰的设计方式。它们有共同的基础,都关注整个建筑全生命周期的运营状态,如果绿色建筑是宗旨,那么BIM技术就是手段。设计创新的结果,绿色建筑的理念得以现实化,通过BIM技术的设计完善,对于公众的接受,有了更多有说服力度的基础。而BIM技术因为在绿色建筑设计中的充分运用,丰富了自身的应用环节,开拓了更广阔的发展空间。

参考文献

[1]张敏,张丁丁,王元丰.国内外绿色建筑的发展及其评价体系的研究[A].既有建筑综合改造关键技术研究与示范项目交流会,2009(11):87-90.

[2]张雷,姜立叶,敏青,等.基于BIM技术的绿色建筑预评估系统研究[J].土木建筑工程信息技术,2011(1):31-36.

[3]王向远,李沛也.绿色建筑理念在新技术条件下的设计创新.[J]北方建筑,2015,6.

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