建筑实践2023年4期

绿色建筑材料应用的中级建筑设计探究

王菲

内蒙古远创建筑工程有限责任公司 010000

摘要： 本文旨在探讨绿色建筑中材料应用的中级建筑设计，通过对绿色建筑设计理论和BIM技术的应用优势的介绍，分析绿色建筑设计过程中存在的问题，并提出基于BIM技术的绿色建筑设计方法。在设计前期阶段，借助BIM技术进行场地环境分析和气候条件评估，优化场地设计和规划布局。在方案设计阶段，结合BIM技术的可视化和参数化设计功能，进行建筑体型设计和布局规划，通过性能模拟分析选择最优方案。在初步设计阶段，利用BIM技术进行详细的性能模拟和优化，包括风、光、热、声、能源等方面的分析，以实现节能和舒适性的设计目标。在施工图设计阶段，运用BIM技术进行协同深化设计和管线碰撞检查，提高设计质量和施工效率。本文旨在为中级建筑设计人员提供绿色建筑材料应用的参考和指导，促进绿色建筑的发展。

关键词：绿色建筑、BIM技术、材料应用、中级建筑设计、性能模拟、优化设计

引言

绿色建筑作为建筑行业的重要发展方向，注重资源节约、环境保护和人体健康。绿色建筑设计涉及到多个方面，其中材料应用是重要的考虑因素之一。随着信息技术的发展，BIM技术在绿色建筑设计中的应用越来越广泛。本文将结合绿色建筑设计理论研究和BIM技术的优势，探讨绿色建筑材料应用的中级建筑设计方法。

一、绿色建筑设计理论研究

1.1 绿色建筑设计的基本原则

绿色建筑设计的基本原则包括地域性、自然性、高效节能性、健康性和经济性。地域性要求充分了解当地情况，体现出区域特色，并尽量保留或利用原有的自然条件，减少生态破坏。自然性强调建筑与自然环境的和谐共生，通过设计与自然相互作用，实现资源的最大利用和环境的最大保护。高效节能性要求通过采用先进的技术和策略，最大限度地减少能源消耗，提高能源利用效率。健康性关注人体工学舒适性，优化室内外环境，创造对人们身心健康有益的居住空间。经济性要求绿色建筑在经济成本上具有可行性和可持续性，将投资回报与环境效益相结合。

1.2 绿色建筑设计存在的问题

尽管绿色建筑设计受到越来越多的关注和支持，但仍面临一些问题。首先，绿色建筑设计理念在实际工作中的认识水平较低，仍然存在传统设计方法的应用，对影响绿色建筑设计的自然因素缺乏科学判断和分析。其次，在建筑评级方面，过于依赖选用高性能机电设备来达到评分要求，缺乏对绿色建筑概念内涵的实质性理解。此外，绿色建筑设计信息在设计过程中的提取、维护和共享方面存在不足，难以在建筑的全生命周期中体现其价值。

二、基于BIM技术的绿色建筑智能化设计

2.1 BIM技术在绿色建筑设计中的优势

BIM技术（Building Information Modeling）以其全面、准确、可视化的特点，在绿色建筑设计中发挥着重要作用。首先，BIM技术可以实现协同设计，通过共享BIM模型，提高各参与人员之间的沟通效率，实现各专业系统的内部关联和实时跟踪方案优化。其次，BIM技术可以更好地进行绿色建筑性能分析和方案比对。传统的性能分析模拟需要手动输入数据，容易出现错误或重复工作，而BIM模型中已包含大量设计信息，无需重新建模，只需将BIM模型转换为性能模拟分析常用的格式即可。此外，BIM技术可以在设计前期对建筑场地进行不同环境因素的模拟分析，帮助确定最优设计方案。

2.2 基于BIM技术的绿色建筑设计方法

基于BIM技术的绿色建筑设计方法包括建立绿色建筑设计团队和配备专业的BIM团队。绿色建筑设计团队应包括建筑、结构、电气、设备等一般专业以及经济、规划、环境、景观等绿色建筑相关专业。BIM团队负责人需要全面了解BIM技术和专业设计工作，并将BIM团队与绿色建筑设计团队有效结合，明确项目建设目标、完善工作流程，并制定BIM应用范围和模型详细程度。在设计过程中，可以根据绿色建筑设计阶段的时间维度调整工作流程，包括设计前期阶段、方案设计阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段，以充分发挥BIM技术的应用优势。

三、绿色建筑材料应用的中级建筑设计探究

3.1 设计前期阶段的材料应用

在绿色建筑的设计前期阶段，需要全面考虑场地环境和气候条件等因素，以为场地设计提供支持和指导。绿色建筑设计人员应该深入了解自然地理要素、生态环境要素、人文要素和气候要素，从而在设计过程中综合考虑这些要素的影响。

借助BIM技术进行场地气候环境分析是设计前期的重要任务之一。通过BIM技术，可以建立数字化的场地模型，将地理信息系统中的数据与模型结合，对场地进行建模和分析。这样做可以更准确地了解场地的地形、地貌、水文特征等情况，并为项目的朝向、布局设计提供基础数据。同时，借助BIM技术中的气候分析工具，可以对场地的气候条件进行模拟和评估，包括温度、湿度、风速等方面的分析。这有助于确定最佳的建筑朝向、布局和形式，以最大程度地利用自然资源和节约能源。

3.2 方案设计阶段的材料应用

在绿色建筑方案设计阶段，需要综合考虑地形和地貌等因素，并进行通风和日照分析，以实现节能、节地、节料的设计效果。通过借助BIM技术的可视化和参数化设计功能，可以快速进行建筑概念建模和参数化描述，对建筑体型和布局进行设计。

在方案设计阶段，借助BIM技术进行通风分析非常重要。通过模拟建筑的通风情况，可以评估建筑内部空气流动的效果，了解自然通风的可行性，并进行相应的调整和优化。同时，借助BIM技术中的日照分析工具，可以模拟建筑在不同时间段内的日照情况，评估建筑的日照性能和采光效果。这有助于确定建筑的朝向、布局和开窗设计，以最大程度地利用自然光线，减少对人工照明的依赖，降低能耗。

3.3 初步设计阶段的材料应用

初步设计阶段是在方案设计的基础上进行技术方案的深化设计阶段。在这个阶段，BIM技术的应用可以进一步优化建筑的性能和功能。

在初步设计阶段，借助BIM技术进行性能模拟分析是至关重要的。通过模拟建筑的风环境、光环境、热环境和能耗等方面的性能，可以评估不同设计方案的性能表现，并根据模拟结果进行优化调整。风环境模拟分析可以评估建筑在不同风速和风向条件下的风压和风载情况，为建筑的结构设计和外立面设计提供参考。光环境模拟分析可以评估建筑内部的采光情况和照明效果，为室内空间的设计提供指导。热环境模拟分析可以评估建筑在不同气候条件下的热舒适性和能耗情况，为建筑的节能设计提供参考。能耗模拟分析可以评估不同设计方案的能源消耗情况，为建筑的能源管理和节能措施提供依据。

3.4 施工图设计阶段的材料应用

在绿色建筑的施工图设计阶段，BIM技术的应用可以提高施工图的精确性和可操作性，促进施工过程的高效进行。

借助BIM技术，施工图可以直接从BIM模型中生成，避免了传统二维图纸的编制过程，减少了图纸的误差和不一致性。BIM模型中包含了丰富的建筑信息和几何数据，可以在任何位置进行剖切和查看，从而实现对施工细节的详细展示。同时，BIM模型可以与其他专业模型进行协同，进行碰撞检查和冲突解决，避免设计与施工之间的冲突和错误。这有助于提高施工图的准确性，减少施工过程中的纠纷和改动。

四、结论

绿色建筑材料应用的中级建筑设计是建筑行业的重要课题。本文通过介绍绿色建筑设计理论和BIM技术的优势，分析了绿色建筑设计中存在的问题，并提出了基于BIM技术的绿色建筑设计方法。通过合理的材料选择和应用，结合性能模拟和优化设计，可以实现绿色建筑的目标，提高建筑的能效性能和舒适性。中级建筑设计人员应充分了解绿色建筑的原则和要求，并合理应用BIM技术，以推动绿色建筑的可持续发展。

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