BIM技術(shù)為手段的綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐

綠色建筑分析是綠色建筑設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，而當(dāng)前的建筑模擬軟件主要分為：風(fēng)環(huán)境(fluent、phoenics)、光環(huán)境(ecotect、radiance)、能耗(equest、designbuilder)和聲環(huán)境(raynoise、cadna/a)等。如此多的軟件，其建模方式不一樣，工程師對(duì)于同一個(gè)項(xiàng)目要建立多個(gè)模型，浪費(fèi)了大量寶貴的時(shí)間。隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在多種綠色分析軟件提供了多種兼容其它格式的接口。而BIM技術(shù)的出現(xiàn)，為只建立一個(gè)模型同時(shí)提供給多種軟件進(jìn)行分析成為可能，從而大大減少工程師的工作量。

1、項(xiàng)目介紹

某生態(tài)新城低碳體驗(yàn)館，建筑地上兩層，高度12.7米，總建筑面積15595平方米。是集低碳展示館、游客中心、景區(qū)管理中心、配套商業(yè)餐飲及會(huì)所為一體的綜合體。項(xiàng)目建設(shè)滿足低碳技術(shù)展示、文化風(fēng)俗展示、景區(qū)接待管理等需求。項(xiàng)目以綠色低碳為理念，將低碳技術(shù)、現(xiàn)代科技與生態(tài)景觀有機(jī)結(jié)合，達(dá)到設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)三星級(jí)綠建標(biāo)準(zhǔn)。

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2、室外環(huán)境分析

2.1室外風(fēng)環(huán)境

使用Rino建立初步的建筑形體，為使建筑和景觀結(jié)合將建筑屋頂設(shè)計(jì)為隨地形起伏的雙曲面，將雙曲面屋頂導(dǎo)入Revit搭建初步的建筑結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)初步建筑模型導(dǎo)出導(dǎo)出.sat格式文件，周邊場(chǎng)地模型采用sketchup和犀牛軟件修復(fù)，最終導(dǎo)出stl格式文件，放入Phoenics軟件進(jìn)行室外風(fēng)環(huán)境模擬分析，優(yōu)化建筑形體結(jié)構(gòu)。建立模型如圖2。 規(guī)劃要求的建筑長(zhǎng)約250多米，通過(guò)初步模擬計(jì)算，條形建筑容易導(dǎo)致建筑周邊風(fēng)速的突變和局部死區(qū)，不利于形成良好的室外風(fēng)環(huán)境。如結(jié)合地形，對(duì)建筑形體進(jìn)行優(yōu)化，采用曲面形式，能改善室外行人區(qū)的空氣流場(chǎng)，提高了人員室外活動(dòng)的舒適度。

2.2建筑表面風(fēng)壓

建筑面朝湖泊，南側(cè)無(wú)高大建筑擋。夏季及過(guò)渡季節(jié)，淮安地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。在東南風(fēng)場(chǎng)下，建筑迎風(fēng)面有2.2Pa以上的風(fēng)壓。低碳體驗(yàn)館建筑高度較小，且北側(cè)覆土。該項(xiàng)目風(fēng)壓最低值出現(xiàn)在建筑頂部，約為-1.6Pa。所以，在建筑頂部設(shè)置可開啟天窗可以有效促進(jìn)室內(nèi)自然通風(fēng)。迎風(fēng)面和背風(fēng)面之間有超過(guò)3Pa的壓差。

(如圖3，4)

將200多米長(zhǎng)的建筑分三個(gè)區(qū)域，中間用走廊連接一方面，避免了渦旋和死區(qū)的產(chǎn)生。改善了建筑外主要活動(dòng)場(chǎng)地的風(fēng)環(huán)境。另一方面，減小了室內(nèi)進(jìn)深，縮短空氣在室內(nèi)的流動(dòng)距離，減少了空氣在室內(nèi)的滯留時(shí)間。有利于改善室內(nèi)自然通風(fēng)。

(如圖5)

建筑中段為低碳展示館，通過(guò)對(duì)建筑形體的修正，使中間位置獲得最大風(fēng)速，適合放置風(fēng)力發(fā)電機(jī)，達(dá)到建筑立面的風(fēng)力展示效果。

3.2通風(fēng)優(yōu)化

過(guò)渡季節(jié)，室外溫度為20℃時(shí)，由于室內(nèi)溫度高于室外溫度，在熱壓力驅(qū)動(dòng)下，室內(nèi)氣流流往室外。當(dāng)天窗開啟時(shí)在天窗，空氣流速約0.5m/s。可見，本項(xiàng)目在低碳展廳頂部設(shè)置了可開啟天窗，有明顯的促進(jìn)室內(nèi)自然通風(fēng)的作用。

沒(méi)有天窗時(shí)，室內(nèi)空氣齡最高值為2800s，設(shè)置可開啟天窗時(shí)，室內(nèi)空氣齡最高值為2000s。利用熱壓通風(fēng)原理，很好地促進(jìn)了室內(nèi)自然通風(fēng)，減少了空氣在室內(nèi)的滯留時(shí)間，改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)。

4、其他關(guān)鍵的綠色建筑

4.1地源熱泵系統(tǒng)

建筑中部為低碳展示區(qū)，冷熱源為地源熱泵，共兩臺(tái)制冷量190kw、制熱量190kw的機(jī)組，其中一臺(tái)為熱回收型，回收熱量供生活熱水用。

為達(dá)到展示效果，地源熱泵機(jī)房設(shè)計(jì)為可參觀的展廳，通過(guò)三維的BIM設(shè)計(jì)，我們優(yōu)化了機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備位置及管道排布方式，使展示空間更具美觀性。

4.2雨水系統(tǒng)

本工程屋面雨水采用虹吸雨水排水方式,部分建筑屋面的雨水經(jīng)室外棄流池排除初期雨水。后期雨水排至地下雨水設(shè)備房?jī)?nèi)的原水收集池，以備雨水處理設(shè)施使用，其余屋面雨水直接排至與市政雨水相連的室外雨水管網(wǎng)。

室外場(chǎng)地、停車場(chǎng)等地采用滲水磚鋪裝，消防車道雨水采用漫流至道路兩側(cè)滲水場(chǎng)地或草地，可增加雨水下滲量，以營(yíng)養(yǎng)地下水及減少地面熱島效應(yīng)，從而有效降低地表徑流系數(shù)，而大大降低雨水地表徑流量。

4.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電

建筑南向湖面，南立面擁有很好的采光及日照，通過(guò)對(duì)日照環(huán)境的分析及綠色建筑要求，在南立面左右兩側(cè)設(shè)置外遮陽(yáng)系統(tǒng)。在中部低碳展示區(qū)域配置可隨太陽(yáng)高度改變的自動(dòng)外這樣系統(tǒng)，同時(shí)在此系統(tǒng)上集成太陽(yáng)能光伏發(fā)電板，使立面太陽(yáng)板獲得最大量的太陽(yáng)照射。

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