建筑節(jié)能優(yōu)化平臺(tái)

文均 張曼 侯洪彬 李奕帆 王路達(dá)

摘 要：本文以節(jié)約能源、降低能耗為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)未達(dá)到我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查研究，并進(jìn)行收集、整理、分析和研究統(tǒng)計(jì)相關(guān)信息，提出將BIM技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合的思路，創(chuàng)建以節(jié)能優(yōu)化方案查詢?yōu)橹饕δ艿能浖脚_(tái)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑節(jié)能;數(shù)據(jù)庫(kù)

一、研究背景

全國(guó)能源日益緊張，實(shí)施建筑節(jié)能勢(shì)在必行，尤其針對(duì)保溫要求高的地區(qū)，建筑能耗損失極大。由于許多新建建筑及舊有建筑都未達(dá)到我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，因此必須通過(guò)加強(qiáng)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能等節(jié)能措施降低采暖需熱量。

隨著近年來(lái)建筑設(shè)計(jì)、施工等方面的技術(shù)飛速發(fā)展，以及許多新型保溫材料、節(jié)能設(shè)備投入使用，使得建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造具備了技術(shù)支持。

二、研究方法及內(nèi)容

1.BIM 和數(shù)據(jù)庫(kù)

BIM（建筑信息模型）的核心是建立三維建筑參數(shù)模型從而整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)檢索能力，能減少許多發(fā)生在紙質(zhì)圖紙上的錯(cuò)誤、大幅提升資料整理與修改的效率，在一定程度上節(jié)約成本和縮短工期。

Ecotcet軟件是一個(gè)全面的技術(shù)性能分析輔助設(shè)計(jì)軟件，軟件本身可以快速建立起三維模型，然后只需根據(jù)建筑的特定情況輸入相關(guān)參數(shù)即可以在軟件中完成對(duì)模型再聲、光、熱等綜合的技術(shù)分析。

數(shù)據(jù)庫(kù)是將大量數(shù)據(jù)保存起來(lái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)加工而成的可以進(jìn)行高效訪問(wèn)的數(shù)據(jù)集合，用戶可以對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行新增、查詢、更新、刪除等操作。

2.研究方法

首先進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，通過(guò)各種方式和途徑了解20世紀(jì)初住宅所采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱措施等相關(guān)方面的資料。

其次進(jìn)行實(shí)地考察，在華北地區(qū)選取若干不同氣候條件、不同地理位置的建筑物進(jìn)行調(diào)研考察，獲得既有建筑的實(shí)際狀況，為項(xiàng)目的下一步獲取一手資料。調(diào)研主要內(nèi)容包括：未達(dá)到我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑中外墻、門窗、樓梯間等相關(guān)構(gòu)件信息。其中外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是項(xiàng)目研究的切入點(diǎn)。

將整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，利用REVIT軟件建立每一類建筑的三維模型，并通過(guò)ECOTECT軟件對(duì)其進(jìn)行相關(guān)熱工方面的分析。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的全面分析，得出既有建筑的節(jié)能數(shù)據(jù)與現(xiàn)階段的節(jié)能數(shù)據(jù)之間的差異，并探究解決方法，提出對(duì)各類建筑的改建方案。

第三階段，將既有建筑改建后的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)BIM技術(shù)再次進(jìn)行節(jié)能分析如圖1、圖2，與未改建時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，將各個(gè)方面優(yōu)化方法進(jìn)行匯總整合，最終得到每一類建筑的最優(yōu)的改造方案。

最終，將每一類既有建筑改造前后的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理匯總，導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫(kù)中，建立二者之間的關(guān)系，建立建筑節(jié)能優(yōu)化平臺(tái)。

三、項(xiàng)目應(yīng)用

1.標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)

利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將在調(diào)研分析階段整合得到的節(jié)能措施資料庫(kù)輸入系統(tǒng)，得到一個(gè)可供查詢的軟件。可用于在建筑設(shè)計(jì)或改造階段查詢相應(yīng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，分析建筑是否滿足規(guī)范和要求。例如在保溫方面，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所輸入的數(shù)據(jù)判斷使用單設(shè)保溫層、封閉空氣層或是保溫與承重相結(jié)合的構(gòu)造。

2.全民適用的節(jié)能方案查詢

利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將常用建筑材料的性能以及各種構(gòu)造的適用條件和特點(diǎn)等數(shù)據(jù)分析匯總，形成可供查詢建造方案的系統(tǒng)。只需用戶輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會(huì)經(jīng)過(guò)分析調(diào)用給出優(yōu)化改造方案：使用系統(tǒng)的節(jié)能分析功能進(jìn)行熱工性能分析，大致得出各種類型的利弊。通過(guò)討論分析再進(jìn)一步細(xì)化各種類型的適用范圍、建造特點(diǎn)、保溫性能以及造價(jià)等方面的信息，考慮到建筑的現(xiàn)狀從而對(duì)應(yīng)得到各種改建措施。例如戶主想對(duì)自己家的房子進(jìn)行節(jié)能改造，便可通過(guò)系統(tǒng)查詢得到合適的節(jié)能方案，方便居民生活，提高幸福指數(shù)，并有效減少了能源消耗。

四、項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

1.數(shù)據(jù)直觀

將BIM技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合使用，在高效工作的同時(shí)達(dá)到了信息共享。該項(xiàng)目提供的服務(wù)基于特征建筑的數(shù)據(jù)模型庫(kù)，因此當(dāng)輸入研究對(duì)象時(shí)，便可很簡(jiǎn)潔明了的得出相關(guān)參數(shù)。

2.適用面廣

軟件操作方便，界面簡(jiǎn)潔，內(nèi)容專業(yè)但使用語(yǔ)言大眾化，因此適用于專業(yè)及非專業(yè)人員

3.智能服務(wù)

軟件程序集合數(shù)據(jù)庫(kù)與BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能檢測(cè)，判斷該建筑是否滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并給出參考信息，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、時(shí)效等因素給出改建方法以及優(yōu)化方案。

4.人工服務(wù)

客服后臺(tái)可及時(shí)解決問(wèn)題，優(yōu)先解決建筑節(jié)能中最突出的問(wèn)題，并將遇到的新問(wèn)題記錄在案，必要時(shí)將問(wèn)題和對(duì)策導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。在注重實(shí)效的同時(shí)，突出“人工”和“智能”兩大特色。

五、總結(jié)展望

基于此平臺(tái)，使大家更加充分的了解節(jié)能，明白節(jié)能處于我們生活中的方方面面，例如可以通過(guò)日常的開(kāi)關(guān)窗時(shí)間、方式等手段達(dá)到節(jié)能的效果。并為專業(yè)人員構(gòu)建綠色建筑、改造既有建筑等方面提供有效的節(jié)能措施和相關(guān)幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝玲 山地城鎮(zhèn)不同地形特征的室外熱環(huán)境特性研究[碩士論文]重慶 重慶大學(xué)

基金項(xiàng)目：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2019009）

作者簡(jiǎn)介：文均（1998-），女，漢，河北廊坊人，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院建筑系（河北保定071000）

張曼（1998-），女，漢，河北邢臺(tái)人，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院建筑系（河北保定071000）

侯洪彬（1998-），男，漢，河北滄州人，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃系（河北保定071000）

李奕帆（1999-），女，漢，河北邢臺(tái)人，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃系（河北保定071000）

王路達(dá)（1996-），男，漢，河北保定人，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院規(guī)劃系（河北保定071000）