BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

劉北生（中煤科工集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210031）

BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

劉北生
（中煤科工集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210031）

目前我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)取得了一定的成果，但建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能卻往往被人忽視。BIM技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)在建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)方面能夠發(fā)揮顯著的作用，本文通過(guò)分析建筑節(jié)能現(xiàn)狀與BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以煤礦項(xiàng)目為例探討B(tài)IM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

BIM技術(shù)；建筑節(jié)能設(shè)計(jì)；煤礦建筑

資源能源的短缺不僅是某個(gè)國(guó)家或者地區(qū)的問(wèn)題，而是一個(gè)全球性的問(wèn)題。面對(duì)資源的有限性與人類(lèi)需求無(wú)限性的矛盾，每個(gè)國(guó)家、每個(gè)行業(yè)都有責(zé)任、有義務(wù)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，最大限度的減少對(duì)能源資源的浪費(fèi)，尤其是耗能較多的建筑行業(yè)。在建筑節(jié)能水準(zhǔn)不斷提升的當(dāng)下，我國(guó)的建筑行業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)還存在著諸多的問(wèn)題，很多建筑團(tuán)隊(duì)墨守成規(guī)、沿用傳統(tǒng)的技術(shù)，沒(méi)有創(chuàng)新的觀念。BIM技術(shù)的到來(lái)有如一絲春風(fēng)，其在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用又給我們帶來(lái)了更多的希望。

一、我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與其分析軟件的現(xiàn)狀

1 我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

相比于發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于建筑節(jié)能的關(guān)注，我國(guó)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)起步晚、發(fā)展慢、推廣范圍小、普及程度低。主要存在以下三種問(wèn)題。其一，人們對(duì)節(jié)能的關(guān)注通常是在科學(xué)技術(shù)上，往往一味追求新科技的研發(fā)已達(dá)到節(jié)能的效果，卻忽視了在建筑設(shè)計(jì)方案本身進(jìn)行能耗控制。其二，建筑團(tuán)隊(duì)不能全面理解“建筑節(jié)能設(shè)計(jì)”的涵義，只是在技術(shù)和設(shè)施設(shè)備這些大方面進(jìn)行節(jié)能工作，而忽略了一些細(xì)節(jié)。其三，技術(shù)與設(shè)計(jì)的不對(duì)應(yīng)、方法和實(shí)踐的不對(duì)應(yīng)。我國(guó)雖在建筑技術(shù)的改進(jìn)上取得了一些成績(jī)，但是很多先進(jìn)的技術(shù)卻難以在設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)出來(lái)，很難具體落實(shí)到實(shí)際施工過(guò)程中。除此之外，我國(guó)建筑行業(yè)設(shè)計(jì)的理念跟不上，技術(shù)水平仍與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距，節(jié)能設(shè)計(jì)缺乏全面仔細(xì)的實(shí)地考察、設(shè)計(jì)者固守陳規(guī)缺乏創(chuàng)新意識(shí)等等都是我國(guó)建筑行業(yè)中節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題。

2 建筑能耗模擬與分析軟件的現(xiàn)狀

總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)建筑的能耗模擬與分析軟件發(fā)展與挑戰(zhàn)是并存的。在這一方面，很多發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑專(zhuān)家、學(xué)者都進(jìn)行了深入的分析研究，并取得了豐富的成果。現(xiàn)階段也已經(jīng)擁有了體制內(nèi)的一套符合各國(guó)國(guó)情的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與分析軟件。這也為我國(guó)的建筑節(jié)能指標(biāo)確定與軟件開(kāi)發(fā)提供了參考與借鑒。終于，在05年下半年，我國(guó)擁有了一套硬性設(shè)計(jì)指標(biāo)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)也越來(lái)越引起更廣泛的關(guān)注。然而，進(jìn)步的另一面是危機(jī)。很多分析方法比較落后，我國(guó)的分析方法沒(méi)有有效的借鑒這些發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)方法，建筑節(jié)能技術(shù)與分析方法止步不前、難以突破，進(jìn)入了瓶頸階段。建筑師與建筑團(tuán)隊(duì)也一直沿用固有的方式方法，沒(méi)有跟上時(shí)代的步伐。而且，在節(jié)能設(shè)計(jì)中，大部分的軟件還是人工操作，大量的數(shù)據(jù)、參數(shù)和分析都是手工輸入。能量分析總是在施工過(guò)程中才進(jìn)行。這樣，原有的設(shè)計(jì)方案并不能應(yīng)用到實(shí)際操作中，形同虛設(shè)。

二、BIM技術(shù)概述及建筑節(jié)能BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling），建筑的設(shè)計(jì)者可以在虛擬的建筑模型中對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而進(jìn)行建筑方案的設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)包括三層內(nèi)涵。其一，它是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化表示的技術(shù)，它將實(shí)在的建筑參數(shù)統(tǒng)統(tǒng)化成模擬的替代品上的信息，加以處理。其二，這是一個(gè)增強(qiáng)建筑工程信息化、智能化、科技化的技術(shù)。BIM技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)建筑分析方法的革新，通過(guò)對(duì)模型數(shù)據(jù)的錄入、更新、修改、檢驗(yàn)等設(shè)計(jì)人員可以最大限度對(duì)各個(gè)項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)與優(yōu)化，使整個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案更加貼合完美，能最大限度的滿(mǎn)足使用者形形色色的需求。其三，BIM技術(shù)營(yíng)造了一種共享性的氛圍。所有的數(shù)據(jù)是公開(kāi)透明的，是可以共享與拷貝的，因此，各個(gè)環(huán)節(jié)連接在一起，所有參與設(shè)計(jì)的人員可以及時(shí)交流、實(shí)時(shí)溝通、共享資源，共同為一個(gè)更好的設(shè)計(jì)方案而一同努力。這樣一種數(shù)據(jù)得到充分共享與及時(shí)更新的技術(shù)，橫向?qū)⑦@個(gè)建筑工程貫穿起來(lái)，使得更多人能有加入各個(gè)環(huán)節(jié)，有利于相互監(jiān)督，共同促使設(shè)計(jì)不斷完善，一定程度提高了工程效率、降低了工程成本，也實(shí)現(xiàn)了良好的建筑節(jié)能效果。

三、以煤礦建筑項(xiàng)目為例論述BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用需求

與其他行業(yè)建筑相比，煤礦地面建筑往往工程量巨大，內(nèi)容涉獵的范圍廣，既有民用建筑，如辦公、食堂、宿舍等，又有功能復(fù)雜的綜合性建筑，如燈房浴室聯(lián)合建筑、綜合樓等，還有大量的工業(yè)建筑，如車(chē)間、高層廠房、結(jié)構(gòu)特殊的筒倉(cāng)、棧橋等，建筑施工周期長(zhǎng)，往往需要更多的投入、耗費(fèi)更多的能源。因此，煤礦建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)需求更大，以煤礦建筑中的應(yīng)用為例更為典型。煤礦建筑比較特殊，項(xiàng)目多是地下煤炭提升運(yùn)輸關(guān)聯(lián)。整個(gè)項(xiàng)目的工程量大，施工和運(yùn)用維護(hù)十分復(fù)雜，難以全局審視，因此，各個(gè)部門(mén)的人員交流溝通也比較困難。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)N個(gè)維度的全方位立體可視，各項(xiàng)目在不同深度與不同范圍的分布狀態(tài)、各項(xiàng)目的施工過(guò)程和后期運(yùn)營(yíng)的的狀態(tài)、節(jié)能環(huán)保的數(shù)據(jù)、氣候變化的參數(shù)等等都可以以N維的形式呈現(xiàn)出來(lái)，這樣，負(fù)責(zé)各部分的施工人員和業(yè)主便可更有效的進(jìn)行信息交換，也利于整個(gè)工程的系統(tǒng)優(yōu)化與整體安排，從而在細(xì)節(jié)上優(yōu)化各環(huán)節(jié)的節(jié)能效用。而且，BIM技術(shù)使整個(gè)設(shè)計(jì)更加智能化。煤礦項(xiàng)目工序多、步驟繁瑣，BIM技術(shù)的只能關(guān)聯(lián)于自動(dòng)統(tǒng)計(jì)更大程度上將各個(gè)環(huán)節(jié)有序聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程和管理運(yùn)營(yíng)上的智能化以提高設(shè)計(jì)上的節(jié)能減排，締造綠色礦山的愿景。虛擬模型涵蓋了眾多建筑元素，如選材、建筑結(jié)構(gòu)、施工的具體數(shù)據(jù)和性能效用，因此，BIM技術(shù)著實(shí)能夠較為全面的幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)建筑在設(shè)計(jì)方案中的節(jié)能。

結(jié)語(yǔ)

本文從闡述我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與其分析軟件的現(xiàn)狀入手，引出了BIM技術(shù)，通過(guò)分析BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以煤礦項(xiàng)目為例探討了BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用需求。無(wú)論是在設(shè)計(jì)過(guò)程中還是建筑施工過(guò)程中，BIM明顯具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。雖然我國(guó)在BIM技術(shù)的開(kāi)發(fā)和使用上不太成熟，但這也恰恰證明了BIM 在我國(guó)有更廣闊的發(fā)展空間和很大的發(fā)展?jié)摿Α＝ㄖ袠I(yè)要抓住這一機(jī)遇，充分發(fā)揮BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，以提高整個(gè)行業(yè)的水準(zhǔn)。

[1]清華大學(xué)建筑節(jié)能中心.中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告（2013）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[2邱強(qiáng).建筑節(jié)能評(píng)估的進(jìn)展綜述[J].綠色科技，2012（02）：212-214.

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