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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B(niǎo)IM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。
BIM建筑信息模型(BuildingInformationModeling)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ),進(jìn)行建筑模型的建立,通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。BIM建筑信息模型適用于項(xiàng)目建設(shè)的各階段,應(yīng)用于項(xiàng)目全壽命周期的不同領(lǐng)域。
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(kāi)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)

                               
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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)

                               
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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室內(nèi)環(huán)境分析   
3.1采光優(yōu)化  
將初步的建筑結(jié)構(gòu)Revit模型導(dǎo)出為導(dǎo)出gbxml格式文件,將其放入Ecotect中進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境分析。在主樓和配樓頂部分別設(shè)置采光天窗,通過(guò)對(duì)有無(wú)天窗、不同天窗形狀位置的比較分析,找到和建筑形式及通風(fēng)采光要求協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)方案。  

                               
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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(kāi)啟時(shí)在天窗,空氣流速約0.5m/s。可見(jiàn),本項(xiàng)目在低碳展廳頂部設(shè)置了可開(kāi)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(kāi)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)。


                               
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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。
來(lái)源:賽德綠色

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