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BIM技术主要指利用3D数字技术对建筑物实体建立仿真模型,从理论上说等于在虚拟的平台上进行建筑物的模拟设计,并对施工过程、进度、后期维护管理等进行模仿,实现建筑工程的数字化管理,为建筑的实际施工奠定坚实的理论基础。
2BIM技术的特点
2.1可视化
传统的建筑设计只能通过纸张或者计算机2D/3D软件完成,其主要作用是为后期施工提供相应的规格尺寸及效果展示,但还需要借助人们的空间想象才能将整个建筑在自己的脑海中呈现。BIM技术的出现为建筑模型的直观展现提供了平台,设计人员的设计理念能够直接在建筑模型中展示出来,有助于建筑企业内部的人员交流,并对相关的设计进行讨论,做出最佳决策。
2.2协调性
协调性首先是建筑企业内部各专业人员间的组织协调,在内部形成一个有效的标准性文件,便与推动建筑工程的进程。另外BIM技术还能够在建筑内部相关布置以及空间设置上起到协调的效果,例如楼梯井的布置、防火区布置、水管布置、线路布置以及其他辅助布置等。
2.3模拟性
传统建筑设计在施工前只存在一个理论上的工程项目,具体效果只有等到施工后才能体现,很多难以预料的问题会在施工中一一呈现出来,但难以进行更正,最有效的方法是在设计中消除问题,进行设计优化。BIM技术能够利用建立模型来模仿现实中的建筑,并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配与承受应力之间的关系时,仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例,因此可以借助BIM技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中,模拟房屋的结构,在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况,将得到的数据绘制成统计图,明确找到最佳配比点。只要不存在突然变数,计BIM技术得到的结果一般比较准确。由此可见,设计人员在建筑设计之初时可以结合BIM技术,对设计的可行性通过模型进行仿真,让设计可能存在的问题及早呈现并将其消除,减少施工中不确定性,便于设计工作的进行,减少设计偏差。另外通过BIM技术还能够实现自动出图功能,提高了建筑设计效率。
3BIM技术在建筑设计中的应用
3.1BIM技术在建筑空间规划上的应用
空间规划是建筑设计的第一步,在选定建筑地点后可以对当地的空间进行地形分析,尤其是在地形比较复杂的建筑基地上地形分析必不可少。通过BIM技术对建筑基地进行空间分析,例如具体的坡高、斜率、以及坡向等分析,对于建在地形复杂地区的建筑物可以利用BIM技术进行初步探索,为设计工作提供有力的支持,开阔思路。在坡度分析是可以利用GIS建模,并对其中的各项参数进行模拟,设计人员能够对根据需要从不同角度进行探索,并生成一系列基础数据,供后期设计参考。地形探索完毕后即可进行与建筑物的空间规划。对建筑物的空间规划一般利用BIM技术的可视化分析技能,将建筑通过3D技术立体呈现出来,并进行室内的视野分析、规划可视度分析、道路可视分析等,在进行各项分析前首先建立相应的模型,并利用BIM技术进行调试,结合各因素综合参考,得出最佳的空间规划模型。
3.2BIM技术在建筑模型构建上的应用
建筑模型是对建筑实物的替代,在建筑设计中建筑模型可以看做是设计人员设计理念具象化后的产物。在设计过程中,建筑模型具有重要作用,其中包含了各项自然科学及建筑理念,一般来说,建筑模型构建的合理程度将直接决定建筑物的实际质量。计算机原有的三维模型软件虽然能利用3D形式将建筑物呈现出来,但缺乏灵活性,在信息标注上存在一定的局限性,无法将众多信息融为一体,缺乏参考性。建筑物模型构建首先需要为建筑物构建一定的物理条件,保证物理条件适当后即可将相关的设计方法和理念加入其中,开始构架建筑物的具体状态和具体特征,并对建筑物的内部及外部进行全方位分析,确保建筑模型的合理性。在建筑结构中一定要加入建筑常用的参数,将建筑物量化,改变传统建筑模型缺乏灵活性及参考性的弊端,实现人与建筑模型的直观对话。此处的参数化模型相当于一个实用的数据库,设计人员能够从中得到有效信息与科学性启发,并在原有的基础上进行设计延伸,减少不合理设计出现的可能性,找出建筑各组成部分间的联系,简化施工过程,提高建筑物的整体质量。
3.3BIM技术的仿真技术应用
BIM技术相比于传统建筑设计不仅实现了建筑的参数化设计,还有效的将计算机仿真技术应用起来。设计人员在将建筑物设计完成后可以通过计算机仿真技术对建筑物的各项标准进行检验,确保在受力以及各建筑部分协调上具有可行性,最低标准是在使用期内不能发生结构安全,同时在建筑过程中应该体现经济性特点。在设计中除了要满足日常居住需求还要考虑一些突况,例如受到重物的冲击或者地震等因素的影响,保证承受一定范围外力的影响,降低居民的生命财产安全。在设计中应该考虑到相关因素可能造成的影响,利用BIM技术对设计方案进行演练,并结合仿真结果在设计之初需要理由巧妙地力学原理,从不同角度进行受力分析,例如在建筑物的抗震能力可以通过仿真来实现。
4结束语
国家已明确提出要走建设资源节约型社会的路线,建筑节能就是节约资源的重要组成部分。所谓的建筑节能,就是在保证建筑主体结构功能的基础上力求做到节约资源,即利用一定量的节能保温材料使其发挥最大的保温隔热功效。相关数据证明,在各种建筑架构中,围护结构的能源消耗率是最高的,占整个建筑资源消耗的一半以上。建筑外墙节能保温主要分为内保温与外保温两种(也有两者同时出现的情况)。其中,外墙外节能保温技术集多种优点于一身,包括:施工简单、方便、快捷,容易控制施工进度,提高施工效率,经久耐用性较强,施工技术和施工方法先进等,这些优点决定了其在各种节能保温技术当中脱颖而出,受到欢迎。另外,外保温技术是和内保温技术相对的,其也处在发展和普及阶段,这种建筑保温节能技术正受到大力的推广。与内保温节能技术不同,外保温节能的技术更加先进与科学,其优越性是显而易见的,如果内节能保温和外节能保温在材料选用、尺寸厚度相同的情况下,外保温方式的保温效果更加明显。此外,外节能保温技术的适用范围更为广阔,不论是改造后的旧楼、破楼,还是新建的建筑,外保温技术一律适用。除了以上几个方面,外保温技术的优点主要集中在以下几个方面:由于其设置方位的特殊性,即设置在建筑护结构的外侧,所以能够对建筑主体起到很好的保护作用,使得建筑能够更加禁得住时间和外部因素的考验,扩大了建筑的空间,使住户住的放心、住的安心。
2外墙外保护技术在建筑设计中运用的可行性分析
经过各种反复而大量的科学实验和数据分析,已经证实这种具有技术和理论支持的外墙外保温技术拥有极大的可行性,并且随着技术的不断完善和发展,相信外墙外保温技术的推广只是时间上的问题。但是,在实际的建筑外墙施工中,此技术的实施还是存在一定的技术难度,这也是由于当前施工技术与工艺不十分完善所导致,但这并不影响此技术受到建筑行业和施工单位的青睐。外墙外保温技术不同于外墙内保温,它具有更广泛的适用性和更优良的保温效果在施工完成后,拥有更长的使用寿命,还能一定程度上增加建筑室内空间,降低冷凝结露问题的出现,使建筑物的更适宜居住和使用。而且,此种保温技术的应用还能提高建筑物护墙体的耐久性,降低建筑物的形变和裂缝率,从而保证建筑物的结构完整和安全,尤其是对经常出现暴雨雪天气的地区,此技术更具有适用性。另外,此技术具有极大的适用性,不论是新楼层施工,还是旧楼层施工,都能够有效运用,这也决定了其必然会被推广到建筑施工行业。虽墙体综合造价略有增加,但节省采暖设备投入,使用后空调采暖费用降低,节约能源,节土利废,综合效益明显。当然,这些因素都直接为其在建筑设计中的广泛运用提供了可能。
3外墙外保温技术在建筑设计中的具体运用
正因为外墙外保护技术在技术理论及作用上所表现出来的突出优势,使其在现今的建筑设计中有着十分重要和广阔的使用空间。接下来,将分别先从施工条件、以聚苯颗粒浆料外墙外保温施工技术为例,对其具体运用程序及流程等几个方面的内容进行介绍,具体如下:
3.1基层处理。科学合理的处理墙体外表面对墙体外表面的基本要求是清洁干净,不允许有任何灰尘、砂砾停留表面,一旦发现有污染物粘连,要立即清理干净,达到施工的要求,此外,墙体外表面必须呈90°,不能有任何弯曲,最大偏差控制在5mm以内,一旦超出这个数据,要及时处理,处理的常用材料是水泥砂浆。
3.2涂界面砂浆。在界面涂料的管理和控制工作中,是按照20:35的比例来进行配合和分析的,其水泥砂浆和中砂的配合比是以1:1:1.2为主的综合性配合方式,这对于提高工程施工技术和质量至关重要,但是在配合的过程中一定要注意,严谨在水泥混凝土配和完成之后再进行加水,避免出现漏水和漏浆的现象。
3.3冲筋,打灰饼。在施工的过程中,对于混凝土面筋的控制要严格的进行总结和归纳,一般对于筋宽都是控制在0.5~0.7的范围之内。
3.4保护层施工。在保护层施工的过程中是采用无缝刮墙进行施工的模式,其在施工的过程中仍然是以水泥为主,且在施工的时候更是要严格的禁止出现墙体过于光滑的现象,当墙体结构太过光滑的时候,我们在工作中应当采用刷子将其涂刷成鱼鳞状。当表面用手按不动时施工第二遍,表面用铝合金的刮尺初步刮平,再用木抹子搓平。平整度用2m长靠尺检查,控制在4mm以内。聚苯颗粒保温料的搅拌时间不少于3min~5min,已拌完的保温材料要在3h内用完,3d~7d后施工保护层。
当前高层建筑的数量逐渐增多,而高层建筑在冬天供暖时需要消耗大量能耗。在可持续发展理念的影响下,我国近年来建造了很多节能绿色建筑,这些节能建筑能够让住户在享受舒适生活的同时降低暖通空调的消耗。虽然我国逐渐提高了对建筑暖通节能的重视,但是我国现有的建筑节能技术水平与发达国家相比依然存在很大的差距。这就需要我们对建筑节能技术进行深入研究,明确建筑节能设计的基本原则,通过合理的建筑暖通节能设计降低建筑能耗。在建筑项目中暖通空调节能设计的基本原则包括以下几点。
1.1合理控制通风量以保障空气品质
在建筑项目中对暖通空调进行设计时,不仅需要让室内的通风量尽可能大,也需要对进排风进行合理控制,对室内气流进行合理组织,以达到消除室内异味、浮尘与细菌的目的。通过合理的通风控制,不仅可以并保障室内空气质量,改善住宅的居住环境,也符合节能的要求。
1.2保障室内的热舒适度符合要求
室内热舒适度的影响因素包括温度、风速、湿度以及辐射温度等。在对暖通空调进行设计时,就需要对这些影响因素进行分析,通过巧妙组合保障它们的合适比例,进而满足室内舒适度。例如,由于建筑围护结构具有一定的热传导性,可以借助该部分降低室外温度变化对室内的影响,营造良好的室内微气候。
1.3保障局部与整体设计的协调性
对于人口较为密集的建筑如写字楼等,可以采用集中供暖的方式来减少能耗。但是在对建筑进行整体暖通设计时,也需要满足个体需求的差异性,保障节能控制有一定的弹性空间。在对暖通空调进行设计时,首先保障每个房间能够独立进行温度调节,然后再对分户热量进行合理设计。
2建筑设计中有效应用暖通节能技术的措施
2.1明确暖通空调的设计参数
建筑设计中暖通空调产生能耗的大小不仅与当地的气候变化有关,也取决于室内温湿度设计的相关参数。在保障夏季室内住户有较好舒适度的前提下,室内温度每升高1摄氏度,暖通空调相应的计算能耗将降低5%至10%左右。而若室内的湿度提升50%左右,则暖通空调的能耗将降低15%左右。在暖通空调总负荷中,新风量所占的负荷约为25%至40%。适当引入新风不仅可以保障室内空气质量,也可以维持室内外适宜的压力差。因此设计过程中应该明确新风量的大小,以尽量降低系统运行能耗。此外,在建筑设计中一些设计人员为提高速度,大多忽视了对图纸的审核工作,很难解决暖通系统中的能耗问题。这就需要项目审核人员加强对设计图纸的审核,及时发现审核过程中存在的问题,并采取必要的措施优化设计方案,以有效降低系统能耗。
2.2合理选择节能技术以提高质量
当前暖通空调设计中应用的节能新技术包括低温送风技术、可变流量技术以及热泵技术等。在建筑暖通设计中应该合理应用这些技术,并对比不同的设计方案,可以提高整体的节能性。与常规的空调系统相比,低温送风技术由于送风温度较低,能够有效降低输送管道的能耗。也可以将低温送风系统与冰水结合起来,以增强系统的制冷效果,进而节约能源。高层建筑中一般采用水-空气空调运行方式,进而为室内提供适宜的温度。但是这样的供暖方式较为复杂,且相应管道与设备需要投入的大量资金,并且维护费用较大。由于暖通系统在冬季的耗能占到总体能耗的25%至30%左右,而夏季的能耗仅为15%左右。这样可以充分应用可变流量技术,合理控制系统各级水泵的流量,并对低级流量进行二次利用,进而避免能量的浪费。热泵技术就是从地热中获取低品位热能,进而转换为人们可以利用热能的一种新型技术。这些暖通节能新技术在暖通设计中的合理应用,可以有效提高暖通系统的节能性。
2.3选择节能性好的设备
在设计过程中也需要选择节能性好的设备,进而为暖通系统的节能性提供保障。对于冷源机主机设备的选择,一般根据能效的高低来确定。与电力制冷剂相比,吸收式制冷剂的能效相对更低,这样在供电充足的情况可以选择电力制冷剂,并综合分析电源、建筑物用途、投资量等因素。在冷却塔运行过程中,风冷方式与水冷方式产生的能耗相差不大,两者的应用各有优势,应该根据实际需求合理选择。暖通系统中锅炉的节能也是十分重要的,设计人员需要对锅炉的运行功率进行合理设计,并在运行中进行合理调节与控制。暖通技术在近年来得到了迅速发展,但是其带来的污染问题也日益凸显,并且能耗越来越大。可以在暖通系统中加入可再生能源,进而减少污染,提高暖通系统的使用寿命。
2.4做好运行管理与维护工作
再好的设计都需要有效的管理提供保障,若管理不当很容易导致浪费。在暖通系统总能耗中主机所占能耗的比例超过60%,因此做好主机的能耗控制工作是节能设计的首要任务。首先根据建筑中主机的数量与功率进行负荷调节,并且详细分析建筑内不同场所暖通系统的负荷,结合室内的不同环境因素制定相应的管理方案,进而找到最佳的方案。这样不仅可以保障室内的舒适度,也可以有效减少系统能耗。在设计暖通系统水泵时一般留有富余,并且只启用了侧面水泵,这样很容易导致水资源浪费。系统主机的制冷效果与水量有一定的关系,但是在水量有限的情况下,多个系统同时工作将增加耗电量。这时候可以采用变频技术控制水泵阀门,若运行中的暖通系统较多则保障阀门全开,保障流量与能耗的一致性,以提高节能效果。此外,水泵中若存在腐蚀、水垢等也会影响系统的制冷效果,可以选择合适的输送设备并设置水处理装置,加强对系统运行过程中输送管网的维护与管理,进而降低系统的能耗。
3结语