建筑節能技術在老舊小區改造中的應用

李奕帆 侯洪彬 張曼 文均 王路達

摘 要：隨著世界建筑的發展，建筑節能逐漸成為大家關注的熱點話題，同時也是建筑領域可持續發展戰略的一個關鍵環節。本文通過對國內現存一些老舊小區現狀的分析，結合舊房改造中常見措施的使用，探討如何基于BIM技術，推進建筑節能技術在老舊小區改造中的應用。

關鍵詞：老舊小區;建筑節能;外圍護結構

一、研究背景及意義

1.1我國發展建筑節能技術的必要性與趨勢

隨著我國經濟的發展，人們毫無節制的進行開發建設，對周圍環境造成了影響。大量的建筑活動，不僅侵占了土地資源，而且對周圍的居民生活造成了嚴重困擾。隨著我國城市化水平不斷提高和人民對建筑舒適度的重視;為了保護生態環境，發展節能建筑、研究節能技術的是中國可持續發展的必經之路。

建筑能耗是我國每年能源消耗的30%，因此發展建筑節能技術成為重中之重。我國在建筑節能方面的工作與發達國家相比開始較晚，與建筑節能相關法律法規及標準等并不完善。隨著近些年我國工業化和城鎮化快速發展，我國每年新增建筑面積幾乎達到了全世界建筑面積的一半，建筑能耗總量呈逐年上升趨勢。因此國家對于建筑節能建設投入的資金不斷加大，政策層面也相繼出臺相關法律法規，建筑市場的規范運行機制也在不斷完善。

1.2我國老舊小區居住建筑節能現狀

根據我國各地大致相同的界定，老舊小區一般是指1990年以前建成的小區，而且這些小區的建設標準不高、設施設備較落后、功能配套不完善、沒有建立有效的管理機制[1]。經過了二三十年的使用，小區內居住建筑的墻面、屋面以及樓道門窗等外圍護結構破損老化比較嚴重，保溫隔熱效果不佳。

由于許多老舊小區在進行規劃設計時使用的節能標準規范版本較低、綠色建筑理念缺乏、建筑材料與技術條件有限等原因，老舊小區中居住建筑的外圍護結構熱工性能較差，并會產生較大的能耗。而且現在正在進行的老舊小區改造工程中，普遍采用的解決措施單一，主要是以加設保溫層為主，而且統一的模板并不能準確地滿足不同建筑的節能需求。

二、研究方法和內容

2.1 BIM和數據庫

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling），是建筑學、工程學及土木工程的新工具[2]。BIM是建立三維模擬圖形，將二維平面時代帶入到三維立體時代，并利用數字化模型技術，為該模型提供信息資源。不僅含有建筑幾何建構信息，更有非構件信息。通過這些數據完整的建筑模型，能提升信息集成化能力，從而為三維建筑方提供信息交換與共享平臺。

Autodesk Ecotect Analysis軟件是可持續設計及分析工具，是一個對建筑性能分析的軟件，能夠提高現有建筑和新建建筑設計的性能。用戶可以利用該軟件模擬并分析真實環境下建筑的能耗、熱工性能、日照、水耗等性能，還能夠計算建筑的日照、陰影、采光等因素對環境的影響。在建筑的概念設計階段，該軟件是可持續建筑設計及分析的得力工具。

數據庫，相當于電子化的文件柜，可視為電子文件的存儲站，用戶可以根據自身需求對文件柜中的電子文檔進行新增、截取、更新簡略等操作。同時，創建好的數據庫可以為多個用戶所共享，并盡可能以減小冗余度的方式將數據儲存在一起，形成與應用程序彼此獨立的數據集合[3]。

2.2 研究方法

在進行老舊小區節能改造中，可以將BIM模型導入到建筑節能分析軟件中，從而得出建筑物圍護結構的相關數據。再通過得到的數據，計算出建筑各朝向的窗墻面積比、建筑物的體形系數等數據。通過對比節能標準，從而判斷老舊小區是否滿足相關節能要求。設計人員根據數據結果及時對改造方案做出修改意見，并通過不同方案在各方面優缺點的對比，從而獲得最優改造方案。

2.3建筑節能技術在老舊小區改造中的應用

選取華北地區各市的老舊小區中的居住建筑，分析建筑現狀并對其建筑保溫、建筑防熱通風、建筑日照三大方面進行研究分析。

首先，分析研究二維圖紙信息，將其分為外墻保溫措施、屋面保溫措施、窗戶的選型以及建筑材料四類，利用BIM技術建立建筑模型（如圖 5所示）。

然后根據ECOTECT軟件對模型熱工、日照、光環境等方面進行分析。通過綜合分析得到的數據，獲得更加直觀的節能現狀。在對建筑進行節能改造研究時，充分考慮建筑的限制條件以及規范，針對不同類別的建筑分別提出不同的改造方案。

之后對分析結果進行討論，對于不同的節能問題找出關鍵原因并提出相應的改造方案。并且再次利用節能分析軟件對改造方案進行模擬計算，如果結果仍舊不理想將不斷更改方案，直至滿足節能要求。

最后對滿足節能要求的方案進行分析，匯總結構或材料的優化措施，將這些優化措施與節能措施分類整理。將這些數據分類匯總存儲到數據庫中，為其他居住建筑改造提供經驗值，提高工作效率。

三、總結展望

將此技術應用于老舊小區的改造中，不僅可以緩解資源緊缺問題，還能夠優化改造進程，為待改造建筑提出專屬方案，從而提高改造效率并減少不必要的浪費，更使得居住建筑更加宜居，提高大眾幸福感。建筑節能技術能夠有效緩解我國能源資源緊張的現狀，促進能源節約和高效利用，加快實現建筑領域的可持續發展，提高人民群眾的生活質量。我們應不斷探索新方法、新技術來滿足節能需求。

參考文獻

[1] 楊鴻揚，城市老舊居住小區“微改造”模式的探討[J]. 建材與裝飾 2018.

[2] 王津紅，黃向陽，舊建筑改造中BIM技術應用研究[C].信息·模型·創作——2016年全國建筑院系建筑數字技術教學研討會論文集 2016.

[3] 陳華，王鵬凱，鄧朗妮，基于BIM數據庫的施工信息管理[J]，廣西科技大學學報 2017.

基金項目：河北農業大學大學生創新創業訓練計劃資助項目（項目編號2019009）

作者簡介：李奕帆（1999-），女，漢，河北邢臺人，河北農業大學城鄉建設學院城鄉規劃系（河北保定071000）

侯洪彬（1998-），男，漢，河北滄州人，河北農業大學城鄉建設學院城鄉規劃系（河北保定071000）

張曼（1999-），女，漢，河北廊坊人，河北農業大學城鄉建設學院城鄉規劃系（河北保定071000）

文均（1998-），女，漢，河北廊坊人，河北農業大學城鄉建設學院建筑系（河北保定071000）

王路達（1996-），男，漢，河北保定人，河北農業大學城鄉建設學院規劃系（河北保定071000）