基于BIM技術(shù)的建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)用研究

葉光偉

（黑龍江省建設(shè)科創(chuàng)投資有限公司 哈爾濱市 150000）

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，中國目前每年的建筑新開工面積遠(yuǎn)大于發(fā)達(dá)國家建設(shè)新地區(qū)的面積總和，而這些建筑每年都要消耗大量的稀缺資源，并且耗費(fèi)大量的能量。因此，為了緩解資源的短缺，滿足如今社會的需求，我們必須做好建筑中節(jié)能工作的進(jìn)行。所以在目前看來，BIM技術(shù)在建筑的節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用尤為重要。

1 我國建筑節(jié)能設(shè)計中存在的問題

1.1 缺乏開拓創(chuàng)新的精神

對于建筑業(yè)來說，近年來，為了進(jìn)一步貫徹黨和各部門號召的“綠色建筑”和“循環(huán)建筑”的發(fā)展模式，由政府部門開始，他們的建筑形式開始發(fā)展起來。通用電氣公司中許多建筑師開始重視設(shè)計中的“綠色”、“設(shè)計”和“環(huán)境保護(hù)”，在各方面還存在一些不足，部分設(shè)計師往往不調(diào)查實(shí)際情況，以完成相應(yīng)的設(shè)計目標(biāo)。在這種情況下，將復(fù)制現(xiàn)有的技術(shù)策略，缺乏開拓創(chuàng)新的精神。

1.2 建筑節(jié)能的效率不高

通過一系列調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)在許多情況下，設(shè)計者往往把自己的工作集中在建筑本身在設(shè)計過程中的外觀和效果上，而不注重其節(jié)能設(shè)計。這也導(dǎo)致了建筑設(shè)計在其運(yùn)作過程中不能選擇最好的質(zhì)量設(shè)計方案，這就給其整體發(fā)展造成了一些障礙。

1.3 建筑節(jié)能設(shè)計整體水平一般

隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)階段的不斷發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代技術(shù)元素進(jìn)入我們的生活和工作。對于建筑節(jié)能設(shè)計，現(xiàn)階段的發(fā)展模式是從傳統(tǒng)的AutoCAD二維模型演化而來。為了改變更加多樣化的模式，輸入法也從傳統(tǒng)的手工輸入轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代專業(yè)軟件的輸入。對于設(shè)計者來說，隨著設(shè)計軟件和應(yīng)用軟件的日益復(fù)雜化，為了有效地進(jìn)行應(yīng)用，需要相關(guān)人員具備卓越的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力。然而，鑒于本文所考察的一系列情況，在很多情況下，建筑師往往只能進(jìn)行建筑設(shè)計，但對于其整體分析是非常困難的。能源分析作為一種輔助活動，在整個建筑節(jié)能設(shè)計中沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 BIM技術(shù)簡介

BIM技術(shù)是一種建筑信息模型。在建筑設(shè)計過程中，建筑師往往需要根據(jù)設(shè)計的圖紙，通過BIM技術(shù)繪制實(shí)際的建筑模型圖。繪制的BIM建筑模型圖包括建筑物的結(jié)構(gòu)、建筑物的建筑材料等。每層、每個梁、板坯和立柱的相應(yīng)規(guī)格和尺寸，以及所用的具體參數(shù)都清楚地表明。設(shè)計者可以在模型中任意地操作和調(diào)整。同時，他可以系統(tǒng)地觀察整個建筑形式。一方面，他可以用二維圖片來理解建筑的頂視圖；另一方面，他也可以使用3D視圖。了解建筑每層鋼筋的結(jié)構(gòu)，大大簡化了建筑設(shè)計的過程。

2.2 利用BIM技術(shù)來進(jìn)行建筑節(jié)能的設(shè)計

在建立建筑信息模型的過程中，建筑師可以根據(jù)模型中的能量分析軟件直接分析和探究已完成的模型，并最終得到相應(yīng)的能量分析結(jié)果。與傳統(tǒng)的建筑師相比，手工計算的過程被一個自動化的軟件程序所取代，極大地提高了建筑設(shè)計的效率。在節(jié)能設(shè)計過程中，設(shè)計者可以充分利用信息模型和能量分析工具。事實(shí)上，BIM技術(shù)還可以激活其他軟件來執(zhí)行輔助操作。例如，通過GBS和BIM軟件的結(jié)合，使GBS軟件設(shè)計的核心理念是建筑節(jié)能綠色設(shè)計理念，它包含了大量的優(yōu)化和合理使用能源的開發(fā)原則，將其與BIM技術(shù)結(jié)合后，可以自動生成包含大量建筑信息的熱模型。然后，在設(shè)計仿真的過程中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕ㄖO(shè)計要求合理地進(jìn)行智能設(shè)置。結(jié)合典型的區(qū)域氣候類型，利用相應(yīng)的仿真引擎來進(jìn)行實(shí)時仿真，可以根據(jù)實(shí)際的能源消耗和建筑成本在一年內(nèi)合理地預(yù)測建筑物的能量損失，然后基于真實(shí)有效的數(shù)據(jù)指標(biāo)，來確定建筑物的冷卻負(fù)荷、加熱機(jī)構(gòu)、照明系統(tǒng)等。其次，在完成建筑的基本設(shè)計之后，需要對建筑物的能效性能進(jìn)行模擬和仿真。在計算過程中，需要建立完整的能耗分析軟件。該軟件是實(shí)際仿真和應(yīng)用過程中的一個項(xiàng)目。一個沒有圖形界面的獨(dú)立軟件系統(tǒng)包含大量的子程序來計算實(shí)際的建筑能耗，該軟件能夠?qū)φ麄€建筑的熱性能和能量流動進(jìn)行詳細(xì)計算。

2.3 使用BIM技術(shù)時的關(guān)于建筑問題的選擇

建筑物的朝向是指建筑物的照明窗的朝向。它對建筑能耗的影響主要體現(xiàn)在兩個方面：太陽輻射熱的差異和建筑本身的通風(fēng)。生活中影響建筑朝向的因素很多。所以我們可以使用BIM技術(shù)幫助我們分析和消除這些影響。對于建筑設(shè)計，利用BIM能量分析技術(shù)，通過比較不同定向方案的初始能耗是非常直觀的。這樣既能滿足節(jié)能要求，又有助于施工人員確定建筑方向，然后利用阿基米克在BIM技術(shù)中建立會所。體積模型進(jìn)行能量分析，并使用最先進(jìn)的自動模型幾何分析函數(shù)將建筑模型直接轉(zhuǎn)換為建筑能量模型，并直觀地觀察熱塊能量模型，然后通過比較幾種差異的能耗差異，通過設(shè)計建筑體型來達(dá)到建筑節(jié)能的目的，同時也充分考慮到建筑的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。利用BIM技術(shù)來分析影響建筑形狀的各種氣候因素，有助于建筑師在確定建筑物形狀之前考慮建筑節(jié)能作為一個考慮因素，從而減少建筑能耗和確保節(jié)能。例如，在一些炎熱潮濕的地區(qū)，建筑物的通風(fēng)和散熱是非常重要的。BIM技術(shù)則可以通過增加建筑物的開放面積或通過BIM技術(shù)建造建筑物底部來保證痛風(fēng)。同時為了阻擋夏季的強(qiáng)太陽輻射，也可以利用BIM技術(shù)來分析建筑物的深度和樓層高度對自然采光的影響，以確定建筑物的建筑風(fēng)格。

[1]張學(xué)順，方廷勇，徐俊，王毅．基于BIM技術(shù)的既有居住建筑節(jié)能改造方案設(shè)計[J]．工程與建設(shè)，2016（03）．

[2]呂松娥.BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015，10：222.