BIM技術(shù)在暖通綠色設(shè)計中的應(yīng)用分析

羅光亮

山東省城鄉(xiāng)建設(shè)勘察設(shè)計研究院

BIM技術(shù)在暖通綠色設(shè)計中的應(yīng)用分析

羅光亮

山東省城鄉(xiāng)建設(shè)勘察設(shè)計研究院

基于BIM技術(shù)的綠色設(shè)計，是指建筑設(shè)計基于建筑信息模型（BIM），結(jié)合當?shù)貧夂驐l件，強調(diào)從設(shè)計初始階段便依靠設(shè)計、評估的決策循環(huán)迭代流程，進行建筑效能分析來產(chǎn)生符合環(huán)境效益的最佳設(shè)計方案，最終達到追求環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目的。本文著重闡述了BIM技術(shù)在暖通綠色設(shè)計中的應(yīng)用，希望通過BIM技術(shù)在暖通綠色設(shè)計方面的實踐總結(jié)，為今后的綠色設(shè)計工作提供方法和指導。

BIM技術(shù)；暖通空調(diào)；綠色設(shè)計

1 概述

綠色建筑是在全壽命期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。綠色建筑評價標準設(shè)計階段評價類別中，與暖通專業(yè)設(shè)計相關(guān)的有三大項：節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用和室內(nèi)環(huán)境，所以暖通專業(yè)的綠色設(shè)計，是綠色建筑設(shè)計中的重要一環(huán)。

基于BIM技術(shù)的綠色設(shè)計，即建筑設(shè)計工作基于建筑信息模型（BIM），結(jié)合當?shù)貧夂驐l件，強調(diào)從設(shè)計初始階段便依靠設(shè)計、評估的決策循環(huán)迭代流程，進行建筑效能分析，來產(chǎn)生符合環(huán)境效益的最佳設(shè)計方案，最終達到追求環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目的。

基于BIM技術(shù)的暖通綠色設(shè)計的實施方法為：將BIM技術(shù)引入綠色設(shè)計，BIM信息模型可以高效與各類仿真模擬軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈接，對建筑的聲、熱、風環(huán)境以及建筑能耗進行模擬仿真，驗證建筑物理性能的合理性，從而快速校驗設(shè)計方案是否達標綠色設(shè)計目的、是否滿足綠色建筑評價標準的相關(guān)要求。

2 BIM技術(shù)在暖通綠色設(shè)計中的具體應(yīng)用

2.1 建筑能耗分析

基于BIM技術(shù)仿真模擬分析建筑能耗，特指建筑的運行能耗，即人們?nèi)粘Ｓ媚?，如采暖、空調(diào)、照明、炊事、洗衣等的能耗。整個過程透明化，各參與方通過3D數(shù)字信息模型就可以事先模擬建筑物任意構(gòu)件變換后所產(chǎn)生的能耗。能耗分析結(jié)果可以用各種各樣的色彩圖表直觀表達出來，也可導出動畫，提高可讀性。

2.2 風環(huán)境分析

基于BIM技術(shù)的室外風環(huán)境模擬可以準確地對不同的建筑布局方案進行風環(huán)境的模擬分析比較，從而設(shè)計出合理的建筑布局方案。而且，通過模擬建筑外環(huán)境的風流動情況，可以獲得各單體建筑周圍的空氣流動情況以及建筑表面風壓分布和風壓系數(shù)的分布，借助這些信息可進一步指導建筑內(nèi)的自然通風設(shè)計。

建筑內(nèi)部自然通風方式、機械通風的氣流組織是否合理等問題，也可利用CFD模擬軟件進行分析。模擬建筑在外窗全部開啟的情況下，其室內(nèi)通過自然風壓形成的室內(nèi)氣體流動，對其建筑室內(nèi)的自然通風狀況進行預測，為建筑功能布局、窗口位置提供合理化建議，并為內(nèi)部通風系統(tǒng)提供節(jié)能策略。此外，通過確定風口布置、風口形式以及風量等設(shè)計參數(shù)設(shè)定模型計算參數(shù)，對室內(nèi)機械通風的氣流組織情況進行分析，根據(jù)氣流流向、流速、流量分布等數(shù)據(jù)，分析通風空調(diào)方案的合理性及方案優(yōu)化比選。

2.3 聲環(huán)境分析

將BIM模型數(shù)據(jù)導入聲環(huán)境模擬軟件對建筑聲環(huán)境進行模擬，通過建筑表面內(nèi)部的噪聲分布、噪音等聲線圖、聲強線圖等可為建筑物布局、道路規(guī)劃的合理性、隔聲屏障設(shè)置等提供科學的技術(shù)分析依據(jù)，得出建筑周邊噪聲分布情況、優(yōu)化圍護結(jié)構(gòu)隔聲設(shè)計等。

對聲音品質(zhì)要求較高的工程項目（如劇院、演播廳、音樂廳等），需要對建筑室內(nèi)音效和音質(zhì)進行精確的計算，通過聲仿真模擬軟件得出的室內(nèi)等聲線云圖、聲強分布圖，混響時間測算數(shù)據(jù)等，確定方案的合理性以及優(yōu)化其外部幾何形體、內(nèi)部空間布局及高度、看臺設(shè)計等。

2.4 熱能環(huán)境分析

基于BIM技術(shù)室內(nèi)熱環(huán)境分析主要研究太陽輻射、圍護結(jié)構(gòu)傳熱傳濕、人為釋熱等因素對室內(nèi)熱環(huán)境的影響。通過仿真模擬，得出室內(nèi)溫度場、矢量場等結(jié)果，用于確定建筑遮陽方式、建筑保溫材料與保溫形式、驗證室內(nèi)通風空調(diào)方案的合理性等。也可以用來模擬建筑群夏季典型日不同時刻的室外平均溫度與來流溫度，從而計算建筑群的平均熱島強度。

3 結(jié)束語

基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計是當前中國建筑業(yè)發(fā)展的大趨勢?？梢灶A見隨著BIM技術(shù)及各類綠色設(shè)計軟件的進一步完善，以BIM可持續(xù)設(shè)計技術(shù)為核心的綠色建筑設(shè)計必將獲得更加廣泛的推廣和普及。

[1]中國人民共和國國家標準.綠色建筑評價標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2015.

[2]石磊,郄崇霄,韓智華等.基于BIM技術(shù)的綠色設(shè)計研究初探[J].中國勘察設(shè)計,2016(6).

Green design based on BIM technology refers to the ar?chitectural design based on building information model,combined with the local climate conditions,emphasis on initial stages of de?sign depend on cycle iterative process of the design,evaluation about decisions,building performance analysis to produce conforms to the optimal design of environmental benefits,finally achieve the goal of the pursuit of environmental sustainability.This paper ex?pounds the BIM technology application in HVAC green design,with BIM technology in HVAC green design practice,offers method and guidance for the green design work in the future.

BIM technology;HVAC;green design