BIM技术在城市建设节能设计中的应用_康永泰.pdf

2023年第1期新 疆 有 色 金 属BIM技术在城市建设节能设计中的应用康永泰（兰州市勘察测绘研究院，甘肃兰州 730000）摘要：BIM技术是近年来才兴起的信息化手段，能够融入城市建设全过程，在我国实现建筑信息化的过程中发挥了非常重要的作用，通过有效利用BIM技术，能够使城市建设集可持续发展、健康、和谐、高效于一体，是城市建设节能设计的强力武器。基于此，本文将在简单介绍BIM技术的定义和主要特点的基础上，详细地分析在城市建设节能设计中BIM技术的具体应用。关键词：城市建设；BIM技术；节能设计0 引言现阶段，我国拥有非常快的城市化发展速度，同时也出现了越来越严峻的建筑耗能形势。相关的研究结果显示，在各行业总体能耗中建筑行业的能耗已经接近二分之一，同时有环境污染等问题存在。所以，为了平衡城市建设与保护生态之间的管理，处理好能源利用与建筑之间的关系，现阶段很多城市建设工程开始利用BIM技术开展节能设计，如海绵城市建设、智慧生态城市建设等。1 BIM技术的相关概述1.1 BIM技术的定义BIM技术的主要作用就是通过建筑三维实体模型的利用来为设计人员和施工人员提供方便。若是能够有效的利用BIM技术，能够使城市建设节能设计中的各种问题得到有效解决1。另外，BIM技术不仅能够准确的预估设计工作中可能出现的问题，并完成相关优化策略的制定，还能够使城市建设管理效率得到有效提升。1.2 BIM技术的主要特点（1）协调性。在开展传统设计工作的过程中，建筑设计的各个方面需要由不同专业的设计师独立完成，设计师之间无法进行有效的交流和沟通，导致有各种矛盾问题在各专业设计图纸中存在，而完成BIM模型的创建能够实现协同工作，有效避免各专业的设计矛盾问题。（2）可视化。即可视项目建设全过程，相关人员可以围绕三维模型开展设计、施工以及运营管理，BIM模型能够通过三维立体的实物模型向相关人员展现线条式构件，同时能够将建筑物的信息融入其中，如工程量、原材料等，在很大程度上将所见转变为所得，为相关人员开展各项工作提供了极大便利。（3）模拟性。在应用BIM模型的过程中模拟性非常广泛的应用，它不但能够对建筑物及周边的实际情况进行模拟，而且能够完成结构分析、火灾疏散情况分析等，也可以在一定程度上模拟工程招投标、施工等阶段。（4）优化性。BIM 模型中除了存在建筑物固有信息的内容外，还包括工程造价、施工进度等信息，能够在一定程度上提前预知建筑设计方案的变更，从而对建筑工程造价和工期进行合理控制。2 在城市建设节能设计中BIM技术的应用2.1 采光模拟城市建筑使用时的能耗在很大程度上会受到建筑采光设计的影响。在设计城市建筑时，建筑物的周边环境、朝向等因素都会影响采光效果，同时设计工作拥有较大的难度，需要计算的数据非常庞杂，如果采取人工计算的方式不但需要投入大量人力，还有较大的几率会导致计算结果存在偏差，会对建筑的节能性和采光效果产生不良影响2。在这种情况下，可以利用BIM技术对建筑采光设计过程进行模拟。在实际开展工作时应该遵循以下流程：在系统中输入建筑环境数据信息，与建筑所在地点的日照、天气等条件相结合，合理的选择和确定适宜建筑的各项参数，系统就能够完成最优窗地比、窗墙比等数据的自动计算。BIM技术能够实现采光设计优化，保证建筑能够在最大程度上利用自然光源，从而使用于室内照明的能源消耗降低，促进建筑节能设计作者简介：康永泰（1979-），男，甘肃永登人，高级工程师，汉族，本科，主要从事测绘地理信息工程管理工作。DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2023.01.036902023年第1期新 疆 有 色 金 属效果的提升。2.2 日照分析在城市建筑能源消耗中采暖系统也占据较大的比重。所以，在设计城市建筑的过程中，应该充分的利用太阳能资源，促进建筑采暖能耗降低。通过BIM技术的应用能够准确的分析建筑地点的日照情况，与建筑日照的变化情况相结合能够有效提升建筑采暖系统设计的合理性，更加充分的利用太阳能资源。另外，在设计建筑形体时，也可以对BIM技术进行利用，通过气候、光照等条件的分析，能够为设计人员设计建筑形体提供帮助。例如，针对南方地区环境潮湿、炎热的气候，在设计的过程中应该对通风、散热等问题进行充分重视，通过 BIM 技术的应用，能够有效实现建筑开口面积的最大化，同时合理的调节室内采光，能够使建筑节能性得到提升。2.3 围护结构在设计建筑围护结构时，通过BIM技术的应用能够对各种材料的能耗数据进行对比，从而帮助设计人员更加合理的选择围护结构材料。例如，以中空玻璃建筑围护结构为例，由于在建筑能量中有三分之一左右会通过传导，所以对比例进行合理设计，能够使建筑使用中的能量损失得到有效避免3。BIM软件能够快速、合理的选择中空玻璃类型，并且科学的确定其方向、尺寸、洞口等信息。2.4 模型可视化在传统的城市建筑施工中，需要施工人员在得到详细的施工材料图纸后，与施工图纸相结合开展整体施工。图纸中虽然包含各个部分的施工图，但是却只由简单的面、线、点组成，若是不附带详细的施工技术资料，将无法使施工图的整体施工细节得到准确、全面的展示，在对施工图纸内容进行理解时，对施工人员的专业技术和想象力拥有较高的要求。通过对BIM建模方法进行利用，能够有效构建城市建筑整体模型以及相关构件，在这种情况下所有有关人员都能够清楚的了解各种施工信息，能够有效提升整体施工和细节施工的质量。2.5 协同合作城市建设节能设计涉及到很多专业领域和学科，包括给排水设计、电气设备设计等，拥有广泛的涉及领域和复杂的项目结构。通过有效的运用BIM技术，再与其他可视化技术功能相配合，如手机动画图像渲染等，能够在同一个三维空间中容纳不同专业的施工设计图纸，能够使建筑整体结构和施工现场情况得到最直观的展示，使各种建筑设施和设备的关系和位置更加明确，能够使竣工后的城市建设项目状态得到较为准确、直观的展示，并且能够有效的协调各方面的设计工作，促进相关建筑设计的进一步优化。在这种情况下，能够使工程返工的情况得到最大程度的避免，能够在施工周期控制方面发挥重要的作用，有效实现节能、高效、节材的目标。2.6 计算节能设计城市建设节能设计需要将模型导入专业的设计软件，进而实现建筑信息的获取，在经过系统分析后完成节能性能结果的计算。相比于传统的设计软件，BIM不但能够提升信息资源的获取量，而且能够更加快速、准确的完成模型的建立，能够实现非同源数据的协同管理，从而使设计工作量减少。同时，在城市节能设计中，可以通过将GBS信息导入信息模型来完成热模型的建立，在格式转化完成后，设计人员将XML格式的信息输入软件就能够了解建筑的能源消耗信息，能够有效的简化设计流程，提升城市建设节能设计质量。3 结束语作为建筑节能领域的重要技术，BIM 技术能够快速完成建筑模型的建立，并有效的共享和传递设计信息，准确分析设计结果，能够使城市建设节能效率得到进一步提升。所以，城市建设的设计人员应该对应用BIM技术的工作充分重视，与城市建设节能设计实际需求相结合，合理利用BIM技术的各种优势，促进建筑设计质量的有效提升。参考文献：1 张文川.BIM技术在计算机辅助建筑节能设计中的应用研究J.科技经济市场，2016（7）:2.2 张文政，郑艳龙，王雪莲.BIM 技术在绿色建筑节能设计中的应用J.建筑工程技术与设计，2018，000（019）:4225.3 李鹏飞.BIM技术在建筑节能设计中的应用研究J.大科技，2017（30）.收稿：2022-03-0491