绿色建筑设计应用思维导图

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2023-04-12

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绿色建筑设计应用

为提升绿色建筑设计效率，合理开展建筑数据分析和验算，提升建筑质量，指出了 BIM 技术在绿色建筑设计中的重要性，分析了 BIM 技术在绿色建筑设计前期及设计中的应用，包括合理分析场地气候、设计场地、布设道路及建筑体型设计、建筑排水和采光设计、外墙保温和电能设计、光线设计、模拟场地噪声和能耗。

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思维导图大纲

1BIM技术在绿色建筑设计中的重要性

BIM技术属于三维建筑信息模型，能够合理共享和传递建筑信息，设计中可使抽象建筑更加形象化，突出部件间的位置关系，提升生产效率，节省建设成本。BIM技术平台包括建筑的全部信息，如建筑结构、建设类型、材料性能等，且信息处于共享状态，在发送和接收信息时能够实现同步性，确保共享有效信息，节省成本。BIM技术应用于绿色建筑设计中，能够增加绿色建筑的有效性，减少能源消耗，保证有效使用能源，还能减少污染，使人们的生活质量得到保证。人们对绿色建筑的需求不断提升，将BIM技术应用于绿色建筑设计中，能够减少工作人员的工作量，为其提供数据支撑，保证数据的合理性和可靠性，为客户构建理想的建筑模型。其还能够发挥出建筑功能，避免浪费材料，提升建筑的完整性。

2工程实例

福建某山庄工程总建筑面积为1.73万平方米，地上建筑面积大约为1.25万平方米，建筑群划分成三个功能区。项目处于丘陵位置，有着高低起伏的特性，是建筑群的适应性、外观和布局均有着较高的标准。此项目使用BIM技术开展设计，通过分析能耗选择合适的设计方案，为绿色节能设计提供参考，见图1。使用CAD3D软件，分析甲方提供的地形数据，构建模型信息，从而开展相关操作。

3BIM技术在绿色建筑设计前的应用

绿色建筑设计师需要综合分析相关要素进行设计，设计场地时，要将原地貌的特色和地形自然条件进行保留，避免大幅度改造地貌地形。要保护原场地的生态环境，将其与项目融合在一起。分析地形植被，应用BIM技术分析场地环境，便于设计师选择出最合理的朝向开展布置工作。对于场地的人文要素、生态环境要素和自然地理要素，要应用BIM技术开展场地设计、分析和建模工作。由于传统地基分析会存在着一定的问题，应使用BIM技术与GIS技术，模拟场地的建筑空间和环境，快速合理地分析结果，遵循绿色建筑设计原则，节约土地，保护环境，做出合理的场地规划。

3.1合理分析场地气候

开展绿色建筑设计的前提是分析场地气候。使用BIM软件将气象数据的二维数字信息变成图像，确保建筑师能够掌握场地的气象信息，了解舒适性区域。使用软件模拟场地区域太阳辐射的朝向，按照全年过热期、过冷期太阳辐射计量确定建筑的朝向。

3.2设计场地

设计场地能够令场地建筑物和周围环境要素形成整体，确保合理使用场地，达到最佳效果，获得最大的经济效益，从而实现绿色建筑的目标。传统建筑场地设计需要设计师结合自身经验，但设计要素较多，人工分析容易出现问题，而BIM技术能够解决这些设计问题。应用BIM技术模拟场地，同时在场地模型开展分析，能够理性设计场地。场地模型要应用数字地形模型来表达，在开展场地模型设计时，数字地形高程有着重要的作用，因此需要构建场地的数字高程模型。构建场地模型的数据来源包括采集图矢量化、航空航天、影像测量及人工测绘等，其中地理信息资源较为普及，能够获取免费的地形数据，即使无法获取DEM模型，也可提供地形数据三维资料，通过相关软件构建场地模型，如先设置标高，使用导入的格式描绘高建数据，若是无法获取DEM数据，则要通过周围现有的植物、建筑和树形等获取地形数据，使用无人机影像测量和扫描方式，通过摄影扫描结合测量型GPS给出控制点，将此导入软件，对四周建筑应用地面激光扫描建模，利用无人机测绘建模，从多角度围绕定点拍摄合成建筑外形。

3.3布设道路

建筑内部的道路是重要的纽带，在设计道路和复杂地形时，要符合配置横断面的标准和消防要求，使用BIM技术设计标高，形成纵断面和平面等，保持动态性，便于设计师选择最佳计划方案。

4BIM技术在绿色建筑设计中的应用

4.1建筑体型设计

人们要求建筑外形具有美观性和实用性，通过建筑体型设计可实现节能目标，应用BIM技术，可优化建筑模型的可视性特征和参数型特征。可视化设计能够灵活转换角度，可视点可以是室外或室内，具有透视性，也可以观看全局建筑模型，开展局部观察，从而调整方案细节。在设计前期，要调研场地情况，根据建筑总平面布局及BIM技术场地分析数据，掌握通风模拟情况，合理设计建筑间距和朝向，确保建筑总体布局符合要求。图2所示为场地总平面布局相关影响因素。

4.2建筑排水和采光设计

采光设计是绿色建筑设计的重要组成部分。科学合理的采光能够节省电力、能源，建筑工程材质、面积均和采光效果有着直接联系。传统工程设计主要应用渲染方式，但采光效果和预期设计目标存在较大差异，光线效果不理想，采光设计无法突出绿色节能理念。在收集建筑空间布局数据、窗户采光面积及玻璃材质信息时，要使用智能化绘图工具来处理虚拟部分，全方位观察建筑空间中的采光度。合理使用BIM技术，对室内采光灯具实施一体化设计。使用BIM技术能够模拟出室内卧室、厨房和餐厅的光线，利用3D功能为业主提供虚拟设计效果。根据协同设计理念，结合立体设计和平面设计，应用BIM技术模拟输水流量、排水布局，根据高层水压设计节能排水系统，确保用户充足的供水，防止浪费水源。设计排水时，要全面整合数据材料，选择绿色建筑节能设计材料，合理制定管道布局计划。应用BIM技术查看是否有冲突部分，及时优化设计方案，确保排水管道无交叉、无重复等情况。建筑排水附属设施要合理应用BIM技术，避免反复安装。

4.3外墙保温和电能设计

在绿色建筑节能设计中，外墙保温设计十分重要。在外墙保温设计中应用BIM技术，能够打破平面设计的约束，合理使用保温模式计量荷载，如外墙基层数据、外墙受力分布及保温层设计参数等数据信息，通过明确荷载分布情况，实现科学配置元素，使墙面支撑结构能够均匀受力。设计人员要合理使用BIM技术开展冷桥位置预测，围绕建筑物开展绿色节能设计，充分发挥节能效果。电能设计中，CAD软件能够合理分析管线布局，按照分析结果设计使用电能的方案，但无法在设计中探究生态污染情况与工程间的关系，不符合绿色节能设计要求。因此要应用BIM技术，通过全方位能耗来计量工程生态环境中有害气体的含量，要按照建筑生态环境负载力开展设计，提升绿色节能水平。安装电器设备时，要应用BIM技术演示功能设计细节，确保线路布局符合要求。

4.4光线设计，加强能源管控

我国各区域气候差异较大，因此建筑采光和遮阳设计有着不同的标准。南方地区更加重视调节和控制湿度，对于室外采光有着不同的要求，大多使用遮阳方式，减少室内外光照差异。北方地区纬度高，对于室内采光有着严格的标准，要通过增加采光的方式，提高室内温度。设计人员要综合分析地区差异，合理应用BIM建模，掌握室内光线，把控湿度和温度，通过合理的设置室内采光和遮阳参数，更好地利用建筑热能和光能资源，优化室内环境，提高绿色设计建筑的经济效益。建筑材料会影响建筑工程节能效果，为保证绿色建筑设计符合要求，设计人员需应用BIM技术提升建筑工程的建设质量和生产效益，要掌握建筑碳排放量超标情况，采用针对性的方式进行改进，分析建筑绿化及市政工程，加强建筑设计节能效果。使用BIM技术数字化建模来分析工程进度，节省工程成本，综合应用BIM技术，调节工程生产资资源调度和进度，保证绿色工程建设具有重要意义。设计建筑工程需要设计人员在BIM软件中合理融入水文信息资料和气候参数，根据数据模型来探究环境参数是否会影响建筑设计项目，保证其排水功能和吸水性。室内设计要应用BIM技术来优化配置，通过建模分析来探究水、环境、采光等，提升水资源使用率。开展环境分析管理，保证绿色建筑设计符合目标，设计人员要根据风系统需求，应用光导管、毛细管技术，保证建筑物室内采光效果的提升，降低电力成本。BIM技术具有数字化和信息化特征，能够更好地分析绿色建筑设计结果。BIM技术可提供信息参考，提升绿色建筑设计的合理性。绿色建筑设计中，要准确划分建筑热功能，加强计算参数的合理性和便捷性。利用BIM技术可帮助工作人员完成任务，提升数据精准度，节省时间。绿建筑设计中，BIM技术能最大化使用能源，使建筑项目达到绿色标准。设计师要合理应用BIM技术，科学计量房间采光指数，合理把控窗户外部材料，调整建筑外环境。4.5模拟场地噪声和能耗在建筑物理环境中，声环境是重要的组成部分，场地声环境设计主要是为了改进建筑工地环境噪声。居住区域噪声危害巨大，声环境预测模拟分析技术能够实时检测场地噪音。能耗是判断建筑性能的宏观指标，能耗模拟是以传热理论为基础开展的仿真模拟预测，可帮助开展针对性的设计。节能标准中的平衡设计即为能耗模拟，模拟能耗包括封闭空间，同时要输入模拟软件开展分析。