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天津院运用BIM软件完成绿色建筑设计

发布于:2015-09-28 14:37:28 来自:BIM技术/土建BIM应用 [复制转发]








项目概况




解放南路文体中心位于解放南路地区,该地区在天津市南部,区域北接海河,南临外环线,东西两侧分别为微山路和解放南路,总占地面积17平方公里,分三期建设。按照天津市政府“十二五”规划,将天津市解放南路地区建设成为生态宜居社区,在地区规划中确定,区内新建建筑100%达到国家绿色建筑标准,成为国内首个中心城区人口密集区的绿色生态居住区。




作为该地区首个非经营性公建项目,文体中心的服务半径覆盖全部起步区以及邻近该地区的部分建成区。为居民提供交流、健身、成人教育、文化活动等社区服务场所,完善居住区的社会职能。为社会展示绿色建筑理念,同时降低实际运营成本。为此,天津市建筑设计院(简称“天津院”)制定了设计目标:低碳零能耗、LEED铂金认证、国家绿建三星。具体为:建筑能耗控制在每年50~70kWh/㎡(普通节能建筑能耗的40%左右);碳排放量控制为每年42.7~60 kgco2/㎡(普通节能建筑碳排放量的50%左右)。




绿色建筑对BIM理念的需求




1、自然生成




建筑如同一棵有生命力的大树在现有的环境中生长,经过设计师的修饰与引导让它与自然相融合,这需要建筑造型与场地周边环境相适应,并提出客观的理论依据支持。






2、零能耗




解放南路文体中心项目将作为北方地区首座零能耗建筑,需要利用综合的节能措施,并寻求最优值。






因此天津院需要结合天津市(北方寒冷气候)自然条件,通过比选选定适合的被动节能措施,并且要将被动节能措施与建筑造型整合研究,再根据被动节能措施的选用和自然条件优化主动节能措施,而这一切都需要整合大量的数据进行综合分析研究,作为科学的理论依据。




3、人性化设计




解放南路文体中心是人们放松活动的场所,因此要着重强调人性化设计,以实现低能耗下的高舒适度,为此天津院采用高效节能的控制系统,并为建筑量身定制零能耗的运营方案。






BIM技术在绿色建筑中的深化




BIM——建筑信息模型在绿色建筑的设计过程中会有多维度的运用,不同设计阶段,整合相适应的数据模型。无论在规划阶段、方案比选阶段、还是在设计细化阶段,都进行着提取、交互、验证的过程,对于整个设计周期,也是闭合了这一设计流程。真正的将绿色建筑设计深入到绿色建筑研究,强化了设计的说服力。






1、地形融入——体量模型(数据信息)




采用AutoCAD Civil 3D与Google map的结合,快速调用场地周边城市环境,并通过直观的可视化形式协助设计团队理解规划意图。根据生成三维地形基础数据进行场地环境分析;通过环境的模拟分析,再加上设计理念,自然生成适应于场地环境建筑形体。






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图 1 地形基础数据






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图 2 体量方案





2、方案比选——分析模型




依照规划阶段的数据分析结论,天津院提出了四种方案体块利用专业软件快速建立分析模型,并通过不同软件的数据信息交互,完成建筑方案的分析模拟数据,通过加强比较,最终选出满足设计目标的最优方案。






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图 3 室内自然通风利用率分析





利用Autodesk Simulation CFD的流体力学电脑模拟分析,计算出各方案的立面风压差,评估各方案自然通风利用的效果。




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图 4 方案优化





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图 5 围护结构的热量验证





3、节能措施优化——详细模型




要达到低碳零能耗的目标,节能措施的选择和优化应属重中之重,也是BIM与绿色建筑结合的关键。天津院通过Autodesk Ecotect、IES、STAR CCM+等分析软件,再用BIM技术辅助各专业合理的选用节能措施,以得出的分析结论作为依据,在自然通风、天然采光、遮阳、光导纤维利用等被动措施方面,以及高效暖通空调设备、高效照明设备等主动措施方面对项目进行整合优化,并在过程中不断提升模型信息,最终按实际完善了详细模型。






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图 6 墙体传热系数分析 图 7 遮阳及天然采光优化






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图 8 太阳能光伏板的排布





4、方案验证——成果模型




在此阶段已经可以集成完整的建筑数字信息,Autodesk Revit系列软件的协同工作模式让各专业在设计过程中及时的交流,并直观发现问题。为了获得最终优化后的设计方案节能效果,天津院对项目的整体综合能耗及热舒适度进行了模拟验证,得出了结论,也是闭合了绿色建筑研究的过程,并指导了后期的零能耗运营方案。







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图9 建筑模型 图10 设备专业模型






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图11 碰撞检测 图12 建筑能耗验证结论





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图 13 控制系统指导运营管理





总结与展望




通过解放南路文体中心项目的设计实践,综合利用BIM技术和建筑能耗分析进行可持续性设计,创建了天津市建筑设计院绿色建筑项目应用BIM技术的工作流程、各专业协作模式;研究了BIM应用的成果输出方式,以及BIM应用过程中各种仿真软件工具所需的数据交互方式,探索了适合天津地区绿色建筑项目的BIM技术应用的标准和规范。






通过解放南路文体中心项目的设计实践,天津院的BIM团队建立了具有动态的完备性、关联性、一致性的建筑数字信息模型,并以之为核心平台载体,进行能耗分析、碰撞检测、4D施工模拟等可持续设计,对于目前主流BIM工具盒软件分析工具的应用水平得到很大提升,并为后续类似项目的应用提高打下了基础。相信BIM应用的设计标准、规范将会日趋成熟完善,将会更加促进BIM应用的普及推广。BIM技术是一项新兴技术,作为处于探索阶段的先进建筑设计解决方案,其发展将由软件工程师与建筑设计师在加强沟通的基础上共同完成,使BIM技术更加高效的适用于实际工作,并推动软件行业与建筑设计行业在BIM带来的“革命”中双赢发展。BIM技术需要整个建筑行业在建筑全生命周期的各个阶段、各个环节加以应用,将实现真正意义上的建筑设计革命。


全部回复(19 )

只看楼主 我来说两句
  • 双飞飞
    双飞飞 沙发

    超好的资料,谢谢分享!!!
    2016-07-26 10:58:26

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    赞同0
  • 小五哥哥
    小五哥哥 板凳
    感谢楼主的分享!
    2016-06-03 08:21:03

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这个家伙什么也没有留下。。。

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