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BIM技術主要指利用3D數字技術對建筑物實體建立仿真模型,從理論上說等于在虛擬的平臺上進行建筑物的模擬設計,并對施工過程、進度、后期維護管理等進行模仿,實現建筑工程的數字化管理,為建筑的實際施工奠定堅實的理論基礎。
2BIM技術的特點
2.1可視化
傳統的建筑設計只能通過紙張或者計算機2D/3D軟件完成,其主要作用是為后期施工提供相應的規格尺寸及效果展示,但還需要借助人們的空間想象才能將整個建筑在自己的腦海中呈現。BIM技術的出現為建筑模型的直觀展現提供了平臺,設計人員的設計理念能夠直接在建筑模型中展示出來,有助于建筑企業內部的人員交流,并對相關的設計進行討論,做出最佳決策。
2.2協調性
協調性首先是建筑企業內部各專業人員間的組織協調,在內部形成一個有效的標準性文件,便與推動建筑工程的進程。另外BIM技術還能夠在建筑內部相關布置以及空間設置上起到協調的效果,例如樓梯井的布置、防火區布置、水管布置、線路布置以及其他輔助布置等。
2.3模擬性
傳統建筑設計在施工前只存在一個理論上的工程項目,具體效果只有等到施工后才能體現,很多難以預料的問題會在施工中一一呈現出來,但難以進行更正,最有效的方法是在設計中消除問題,進行設計優化。BIM技術能夠利用建立模型來模仿現實中的建筑,并通過其表現形態得出一些具有重要參考意義的數據。例如在進行材料配與承受應力之間的關系時,僅僅通過經驗與猜測難以找到最佳配比的真實比例,因此可以借助BIM技術將利用優化技術設計的方案數據輸入仿真系統中,模擬房屋的結構,在模擬環境中測試不同材料比例的受力情況,將得到的數據繪制成統計圖,明確找到最佳配比點。只要不存在突然變數,計BIM技術得到的結果一般比較準確。由此可見,設計人員在建筑設計之初時可以結合BIM技術,對設計的可行性通過模型進行仿真,讓設計可能存在的問題及早呈現并將其消除,減少施工中不確定性,便于設計工作的進行,減少設計偏差。另外通過BIM技術還能夠實現自動出圖功能,提高了建筑設計效率。
3BIM技術在建筑設計中的應用
3.1BIM技術在建筑空間規劃上的應用
空間規劃是建筑設計的第一步,在選定建筑地點后可以對當地的空間進行地形分析,尤其是在地形比較復雜的建筑基地上地形分析必不可少。通過BIM技術對建筑基地進行空間分析,例如具體的坡高、斜率、以及坡向等分析,對于建在地形復雜地區的建筑物可以利用BIM技術進行初步探索,為設計工作提供有力的支持,開闊思路。在坡度分析是可以利用GIS建模,并對其中的各項參數進行模擬,設計人員能夠對根據需要從不同角度進行探索,并生成一系列基礎數據,供后期設計參考。地形探索完畢后即可進行與建筑物的空間規劃。對建筑物的空間規劃一般利用BIM技術的可視化分析技能,將建筑通過3D技術立體呈現出來,并進行室內的視野分析、規劃可視度分析、道路可視分析等,在進行各項分析前首先建立相應的模型,并利用BIM技術進行調試,結合各因素綜合參考,得出最佳的空間規劃模型。
3.2BIM技術在建筑模型構建上的應用
建筑模型是對建筑實物的替代,在建筑設計中建筑模型可以看做是設計人員設計理念具象化后的產物。在設計過程中,建筑模型具有重要作用,其中包含了各項自然科學及建筑理念,一般來說,建筑模型構建的合理程度將直接決定建筑物的實際質量。計算機原有的三維模型軟件雖然能利用3D形式將建筑物呈現出來,但缺乏靈活性,在信息標注上存在一定的局限性,無法將眾多信息融為一體,缺乏參考性。建筑物模型構建首先需要為建筑物構建一定的物理條件,保證物理條件適當后即可將相關的設計方法和理念加入其中,開始構架建筑物的具體狀態和具體特征,并對建筑物的內部及外部進行全方位分析,確保建筑模型的合理性。在建筑結構中一定要加入建筑常用的參數,將建筑物量化,改變傳統建筑模型缺乏靈活性及參考性的弊端,實現人與建筑模型的直觀對話。此處的參數化模型相當于一個實用的數據庫,設計人員能夠從中得到有效信息與科學性啟發,并在原有的基礎上進行設計延伸,減少不合理設計出現的可能性,找出建筑各組成部分間的聯系,簡化施工過程,提高建筑物的整體質量。
3.3BIM技術的仿真技術應用
BIM技術相比于傳統建筑設計不僅實現了建筑的參數化設計,還有效的將計算機仿真技術應用起來。設計人員在將建筑物設計完成后可以通過計算機仿真技術對建筑物的各項標準進行檢驗,確保在受力以及各建筑部分協調上具有可行性,最低標準是在使用期內不能發生結構安全,同時在建筑過程中應該體現經濟性特點。在設計中除了要滿足日常居住需求還要考慮一些突況,例如受到重物的沖擊或者地震等因素的影響,保證承受一定范圍外力的影響,降低居民的生命財產安全。在設計中應該考慮到相關因素可能造成的影響,利用BIM技術對設計方案進行演練,并結合仿真結果在設計之初需要理由巧妙地力學原理,從不同角度進行受力分析,例如在建筑物的抗震能力可以通過仿真來實現。
4結束語
國家已明確提出要走建設資源節約型社會的路線,建筑節能就是節約資源的重要組成部分。所謂的建筑節能,就是在保證建筑主體結構功能的基礎上力求做到節約資源,即利用一定量的節能保溫材料使其發揮最大的保溫隔熱功效。相關數據證明,在各種建筑架構中,圍護結構的能源消耗率是最高的,占整個建筑資源消耗的一半以上。建筑外墻節能保溫主要分為內保溫與外保溫兩種(也有兩者同時出現的情況)。其中,外墻外節能保溫技術集多種優點于一身,包括:施工簡單、方便、快捷,容易控制施工進度,提高施工效率,經久耐用性較強,施工技術和施工方法先進等,這些優點決定了其在各種節能保溫技術當中脫穎而出,受到歡迎。另外,外保溫技術是和內保溫技術相對的,其也處在發展和普及階段,這種建筑保溫節能技術正受到大力的推廣。與內保溫節能技術不同,外保溫節能的技術更加先進與科學,其優越性是顯而易見的,如果內節能保溫和外節能保溫在材料選用、尺寸厚度相同的情況下,外保溫方式的保溫效果更加明顯。此外,外節能保溫技術的適用范圍更為廣闊,不論是改造后的舊樓、破樓,還是新建的建筑,外保溫技術一律適用。除了以上幾個方面,外保溫技術的優點主要集中在以下幾個方面:由于其設置方位的特殊性,即設置在建筑護結構的外側,所以能夠對建筑主體起到很好的保護作用,使得建筑能夠更加禁得住時間和外部因素的考驗,擴大了建筑的空間,使住戶住的放心、住的安心。
2外墻外保護技術在建筑設計中運用的可行性分析
經過各種反復而大量的科學實驗和數據分析,已經證實這種具有技術和理論支持的外墻外保溫技術擁有極大的可行性,并且隨著技術的不斷完善和發展,相信外墻外保溫技術的推廣只是時間上的問題。但是,在實際的建筑外墻施工中,此技術的實施還是存在一定的技術難度,這也是由于當前施工技術與工藝不十分完善所導致,但這并不影響此技術受到建筑行業和施工單位的青睞。外墻外保溫技術不同于外墻內保溫,它具有更廣泛的適用性和更優良的保溫效果在施工完成后,擁有更長的使用壽命,還能一定程度上增加建筑室內空間,降低冷凝結露問題的出現,使建筑物的更適宜居住和使用。而且,此種保溫技術的應用還能提高建筑物護墻體的耐久性,降低建筑物的形變和裂縫率,從而保證建筑物的結構完整和安全,尤其是對經常出現暴雨雪天氣的地區,此技術更具有適用性。另外,此技術具有極大的適用性,不論是新樓層施工,還是舊樓層施工,都能夠有效運用,這也決定了其必然會被推廣到建筑施工行業。雖墻體綜合造價略有增加,但節省采暖設備投入,使用后空調采暖費用降低,節約能源,節土利廢,綜合效益明顯。當然,這些因素都直接為其在建筑設計中的廣泛運用提供了可能。
3外墻外保溫技術在建筑設計中的具體運用
正因為外墻外保護技術在技術理論及作用上所表現出來的突出優勢,使其在現今的建筑設計中有著十分重要和廣闊的使用空間。接下來,將分別先從施工條件、以聚苯顆粒漿料外墻外保溫施工技術為例,對其具體運用程序及流程等幾個方面的內容進行介紹,具體如下:
3.1基層處理。科學合理的處理墻體外表面對墻體外表面的基本要求是清潔干凈,不允許有任何灰塵、砂礫停留表面,一旦發現有污染物粘連,要立即清理干凈,達到施工的要求,此外,墻體外表面必須呈90°,不能有任何彎曲,最大偏差控制在5mm以內,一旦超出這個數據,要及時處理,處理的常用材料是水泥砂漿。
3.2涂界面砂漿。在界面涂料的管理和控制工作中,是按照20:35的比例來進行配合和分析的,其水泥砂漿和中砂的配合比是以1:1:1.2為主的綜合性配合方式,這對于提高工程施工技術和質量至關重要,但是在配合的過程中一定要注意,嚴謹在水泥混凝土配和完成之后再進行加水,避免出現漏水和漏漿的現象。
3.3沖筋,打灰餅。在施工的過程中,對于混凝土面筋的控制要嚴格的進行總結和歸納,一般對于筋寬都是控制在0.5~0.7的范圍之內。
3.4保護層施工。在保護層施工的過程中是采用無縫刮墻進行施工的模式,其在施工的過程中仍然是以水泥為主,且在施工的時候更是要嚴格的禁止出現墻體過于光滑的現象,當墻體結構太過光滑的時候,我們在工作中應當采用刷子將其涂刷成魚鱗狀。當表面用手按不動時施工第二遍,表面用鋁合金的刮尺初步刮平,再用木抹子搓平。平整度用2m長靠尺檢查,控制在4mm以內。聚苯顆粒保溫料的攪拌時間不少于3min~5min,已拌完的保溫材料要在3h內用完,3d~7d后施工保護層。
當前高層建筑的數量逐漸增多,而高層建筑在冬天供暖時需要消耗大量能耗。在可持續發展理念的影響下,我國近年來建造了很多節能綠色建筑,這些節能建筑能夠讓住戶在享受舒適生活的同時降低暖通空調的消耗。雖然我國逐漸提高了對建筑暖通節能的重視,但是我國現有的建筑節能技術水平與發達國家相比依然存在很大的差距。這就需要我們對建筑節能技術進行深入研究,明確建筑節能設計的基本原則,通過合理的建筑暖通節能設計降低建筑能耗。在建筑項目中暖通空調節能設計的基本原則包括以下幾點。
1.1合理控制通風量以保障空氣品質
在建筑項目中對暖通空調進行設計時,不僅需要讓室內的通風量盡可能大,也需要對進排風進行合理控制,對室內氣流進行合理組織,以達到消除室內異味、浮塵與細菌的目的。通過合理的通風控制,不僅可以并保障室內空氣質量,改善住宅的居住環境,也符合節能的要求。
1.2保障室內的熱舒適度符合要求
室內熱舒適度的影響因素包括溫度、風速、濕度以及輻射溫度等。在對暖通空調進行設計時,就需要對這些影響因素進行分析,通過巧妙組合保障它們的合適比例,進而滿足室內舒適度。例如,由于建筑圍護結構具有一定的熱傳導性,可以借助該部分降低室外溫度變化對室內的影響,營造良好的室內微氣候。
1.3保障局部與整體設計的協調性
對于人口較為密集的建筑如寫字樓等,可以采用集中供暖的方式來減少能耗。但是在對建筑進行整體暖通設計時,也需要滿足個體需求的差異性,保障節能控制有一定的彈性空間。在對暖通空調進行設計時,首先保障每個房間能夠獨立進行溫度調節,然后再對分戶熱量進行合理設計。
2建筑設計中有效應用暖通節能技術的措施
2.1明確暖通空調的設計參數
建筑設計中暖通空調產生能耗的大小不僅與當地的氣候變化有關,也取決于室內溫濕度設計的相關參數。在保障夏季室內住戶有較好舒適度的前提下,室內溫度每升高1攝氏度,暖通空調相應的計算能耗將降低5%至10%左右。而若室內的濕度提升50%左右,則暖通空調的能耗將降低15%左右。在暖通空調總負荷中,新風量所占的負荷約為25%至40%。適當引入新風不僅可以保障室內空氣質量,也可以維持室內外適宜的壓力差。因此設計過程中應該明確新風量的大小,以盡量降低系統運行能耗。此外,在建筑設計中一些設計人員為提高速度,大多忽視了對圖紙的審核工作,很難解決暖通系統中的能耗問題。這就需要項目審核人員加強對設計圖紙的審核,及時發現審核過程中存在的問題,并采取必要的措施優化設計方案,以有效降低系統能耗。
2.2合理選擇節能技術以提高質量
當前暖通空調設計中應用的節能新技術包括低溫送風技術、可變流量技術以及熱泵技術等。在建筑暖通設計中應該合理應用這些技術,并對比不同的設計方案,可以提高整體的節能性。與常規的空調系統相比,低溫送風技術由于送風溫度較低,能夠有效降低輸送管道的能耗。也可以將低溫送風系統與冰水結合起來,以增強系統的制冷效果,進而節約能源。高層建筑中一般采用水-空氣空調運行方式,進而為室內提供適宜的溫度。但是這樣的供暖方式較為復雜,且相應管道與設備需要投入的大量資金,并且維護費用較大。由于暖通系統在冬季的耗能占到總體能耗的25%至30%左右,而夏季的能耗僅為15%左右。這樣可以充分應用可變流量技術,合理控制系統各級水泵的流量,并對低級流量進行二次利用,進而避免能量的浪費。熱泵技術就是從地熱中獲取低品位熱能,進而轉換為人們可以利用熱能的一種新型技術。這些暖通節能新技術在暖通設計中的合理應用,可以有效提高暖通系統的節能性。
2.3選擇節能性好的設備
在設計過程中也需要選擇節能性好的設備,進而為暖通系統的節能性提供保障。對于冷源機主機設備的選擇,一般根據能效的高低來確定。與電力制冷劑相比,吸收式制冷劑的能效相對更低,這樣在供電充足的情況可以選擇電力制冷劑,并綜合分析電源、建筑物用途、投資量等因素。在冷卻塔運行過程中,風冷方式與水冷方式產生的能耗相差不大,兩者的應用各有優勢,應該根據實際需求合理選擇。暖通系統中鍋爐的節能也是十分重要的,設計人員需要對鍋爐的運行功率進行合理設計,并在運行中進行合理調節與控制。暖通技術在近年來得到了迅速發展,但是其帶來的污染問題也日益凸顯,并且能耗越來越大。可以在暖通系統中加入可再生能源,進而減少污染,提高暖通系統的使用壽命。
2.4做好運行管理與維護工作
再好的設計都需要有效的管理提供保障,若管理不當很容易導致浪費。在暖通系統總能耗中主機所占能耗的比例超過60%,因此做好主機的能耗控制工作是節能設計的首要任務。首先根據建筑中主機的數量與功率進行負荷調節,并且詳細分析建筑內不同場所暖通系統的負荷,結合室內的不同環境因素制定相應的管理方案,進而找到最佳的方案。這樣不僅可以保障室內的舒適度,也可以有效減少系統能耗。在設計暖通系統水泵時一般留有富余,并且只啟用了側面水泵,這樣很容易導致水資源浪費。系統主機的制冷效果與水量有一定的關系,但是在水量有限的情況下,多個系統同時工作將增加耗電量。這時候可以采用變頻技術控制水泵閥門,若運行中的暖通系統較多則保障閥門全開,保障流量與能耗的一致性,以提高節能效果。此外,水泵中若存在腐蝕、水垢等也會影響系統的制冷效果,可以選擇合適的輸送設備并設置水處理裝置,加強對系統運行過程中輸送管網的維護與管理,進而降低系統的能耗。
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