BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用

潘林  陈校元

中建八局第四建设有限公司  山东省青岛市  266101  

摘要：随着社会的发展和人们对环境问题的关注日益增加,建筑节能设计成为建筑行业的一个重要方向。BIM技术作为一种集成的数字化工具,为建筑设计和施工提供了更为精确和高效的方法。本文将探讨BIM技术在建筑节能设计中的实际应用,以期为促进建筑行业的可持续发展提供理论和实践的支持。

关键词：BIM技术；绿色建筑；节能设计

引言

当前，我国坚持推行绿色、可持续发展战略，国家相关部门制定了大量的规划和标准。针对当前的建筑行业，提出了更加明确的规范，强调要大力建设和发展绿色建筑，提倡节能和绿色环保理念。在绿色建筑建设中，传统的施工与管理方法缺乏运用优势，很难保障绿色建筑建设的有序进行。建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技术改变了传统的二维CAD技术在施工方面的局限，能够提高施工标准化水平，确保施工质量。

1运用BIM技术的必要性分析

第一，提升节能设计水平。应用此技术，建立三维模型，对建筑工程总体结构，包括工程内各项细节进行模拟，进而能够快速找到设计期间遇到的难题，并及时解决，保证建筑设计满足节能低碳设计需求。第二，提高效率。利用此技术建立三维模型，保证工程的尺寸布局更为精细化，对建筑内外的空气流动情况进行模拟分析，评估项目质量缺陷，由此可节省更多时间，提升效率，缩短工程建设周期，对大范围推广绿色技术具有积极影响。第三，增强工程设计控制成效。以三维模型为基础，深入分析项目设计图纸，优化项目布局，提高工程建设质量，避免工程建设期间出现严重事故。

2节能设计的基本原则

2.1整体规划与优化

节能设计的基本原则之一是整体规划与优化。这要求在设计阶段就综合考虑建筑的方位、布局、结构和材料等，以达到最佳的能源效率。例如，合理的朝向可以最大限度地利用自然光照，减少人工照明的需求；而有效的建筑布局和空间规划则可以改善自然通风效果，减少空调的使用。

2.5局部细节关注

除了整体规划，局部细节的关注也是节能设计不可或缺的部分。这包括窗户的大小和位置、隔热材料的选择以及建筑密封性的提高等。这些细节虽小，但对提高能源利用效率和室内舒适度有着重要影响。例如，使用高效的隔热材料可以显著减少冷暖空调的能耗，而合理的窗户设计则可以最大化自然光的利用并减少热量损失。

3、BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用

3.1前期规划阶段

在前期规划进行建筑选址时要均衡“暖”与“凉”,BIM技术将通过精确的地理信息系统(GIS)数据分析,模拟建筑选址在不同季节的光热环境,以实现完整意义上的节能。利用BIM技术的空间分析功能,确定建筑在不同朝向下的能源利用效果,确保建筑在各个季节均能达到最佳的节能性能。

3.2方案规划设计阶段

通过BIM技术,建筑布局可在设计初期实现高度灵活性,结合环境特征、气象数据,BIM模型可模拟不同布局对能源效能的影响,以找到最优解。BIM技术提供了精确的三维模拟,使得建筑朝向的选择能够在设计阶段就充分考虑到光照、通风等因素,以达到最佳的节能效果。通过BIM技术,对建筑日照、采光状况进行精细模,根据不同时间段的日照情况,优化窗户位置和大小,实现最佳的采光效果,减少能源消耗。BIM技术的体形分析工具可模拟建筑形状对风场的影响,优化建筑外形以降低风阻,从而减少对能源的消耗。

3.3室内环境

在室内环境中，需要进行分析的因素比较多，在绿色建筑室内环境设计过程中，温度、光照、照明、照明等都会对其产生影响。另外，声音环境和空气环境也对室内舒适度有很大的影响。设计人员可以采用BIM建模技术，通过引入气象信息，设定特定的环境参数，并以此为基础，分析各种因素对内部空间的作用。设计者必须不断调整各项参数与数据，在不同的设计模式下，进行室内舒适的对比，才能选出最佳的设计模式，达到节能降耗的目的。例如，灯光系统设计过程中，灯不仅是一种照明工具，还起到了改善环境气氛的作用，LED绿色照明是我国环保照明的关键技术，在照明效果、节约能源方面有明显的优势，常被用于公共设施、医院、机场、车站等场所。因此，对于设计者来说，怎样才能更好地进行照明系统的设计就显得非常重要。为减少照明系统在使用时的能量消耗，设计人员应充分发挥自然照明的优势，以确保照明系统能满足不同时期的需要。

2.2通风设计

应用此技术，可模拟室内外风情况，结合工程室内的环境条件及项目周围生态条件，开展相应的模拟工作。在此环节，设计人员可以找到影响建筑室内通风效果的因素，经过深层次分析后，优化室内外风设计。一般而言，工程外部的温度变化、风向与风速等，均会对室内外风产生一定影响。明确各项影响因素后，运用此技术建立三维模型，此模型能够模拟工程外部风力环境。然后结合具体的模拟情况，优化工程外部结构，调整工程通风体系，不断降低空调的使用频率，避免消耗大量电能，达到低碳节能目标。通过加强通风设计，对建筑工程外部结构和通风结构进行优化，可获得比较好的节能效果，降低建筑空调与通风系统能源消耗量，真正实现低碳节能目标。

2.3日照分析

为更好提升绿色建筑的舒适度，需尽可能减少外部太阳直射，避免给人体带来诸多不适。在具体设计环节，考虑到工程外墙特点可适当采取玻璃幕墙，不仅能够减少能源的消耗量，而且可以提高建筑舒适度。因为工程所在区域不同，故不同地区的工程项目，其外界环境也存在一定差异。在此背景下，工程内部的日照辐射情况也完全不同，故设计人员要按照因地制宜原则加强优化设计。

设计人员要根据不同区域的具体情况开展全面分析，加强建模，对工程建设完毕的室内光线和温湿度控制状况进行有效模拟，对建筑室内采光参数及遮阳参数等进行调整，保证外部光能获得更好利用，减少热能浪费，在改善建筑内部环境的同时，提高绿色建筑设计效益。

2.4、3D建模与可视化

3D建模与可视化是BIM技术在绿色建筑节能设计中的关键功能之一，这一功能通过提供直观的三维模型和可视化效果，为设计团队提供了更全面、立体的视角，从而优化建筑形态、结构和系统，以最大程度地提高能效，减少环境影响。以某绿色建筑设计项目为例，该项目的核心目标是整合可再生能源，最大化利用自然资源，减少对传统能源的依赖。利用BIM的三维建模功能，设计团队能在虚拟环境中精确模拟建筑物的布局，包括周边环境和气象条件，通过这种方式，团队可以分析和优化太阳能光伏板、风力涡轮机等可再生能源设施的位置和朝向，以最大化能量采集效率。同时，可视化功能使设计者能在设计的早期阶段识别可能的阴影覆盖区域，有助于调整建筑布局以避免能源收集设备之间的相互遮挡。

结束语

综合考虑前期规划、方案设计和深化阶段的应用,详细阐述了BIM技术在建筑节能设计中的多层面实践。通过精准的地理信息分析,BIM在前期规划中确保了建筑选址的均衡“暖”与“凉”,实现了全面的节能目标。在方案设计中,BIM技术赋予了建筑布局、朝向、日照、采光和体形设计更高的灵活性,为建筑节能性能提供了精确的科学依据。在深化设计阶段,BIM技术的维护结构设计和遮阳设计进一步加强了建筑在使用阶段的节能效果,表明BIM技术在建筑节能设计中展现出显著的优势和潜力。

参考文献

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