淺析BIM 技術在節能改造領域的應用

（甘肅建筑職業技術學院，甘肅 蘭州 730000）

為更好的實現節能要求，不僅要新建筑要推廣節能技術，已建成的建筑也需進行節能改造。而在此過程中，BIM 技術具有極大的應用價值，其可以大幅提高節能效率，降低節能改造成本。

一、建筑節能改造和BIM 技術的概念

建筑節能就是通過技術手段對新建筑進行節能設計、對傳統建筑進行形式和結構的改造，使其達到減少能源消耗、符合節能標準的要求。新建筑節能就是在建筑設計階段就融入節能要求，對傳統建筑節能改造則要通過設計采暖、通風系統和建筑圍護結構的方式來實現。

BIM 技術是計算機網絡技術、大數據技術興起后出現的一種技術形式，是可用于管理、設計、建造的數據化工具。其通過有效整合建筑的數據信息模型，在建筑的項目策劃、運行和維護階段等全周期中，實現了信息共享和傳遞，幫助工程技術人員有效應對和理解建筑信息，加強并提高設計人員、施工人員和其他參與部門的溝通協同能力，縮短施工周期，節約建筑成本。

二、BIM 技術在節能改造領域的應用優勢

（一）實現建筑信息的量化

首先，BIM 技術模型具有一般信息技術共有的優點，即信息量大，類別豐富，其中包含設計、施工、生產和運行等各階段的信息。同時，還可以量化儲存建筑的所有信息數據，如建筑結構承載、建筑成本造價、型號規格、建筑構件尺寸等。

其次，BIM 技術不僅是實現了建筑信息的量化儲存，還可以用于對輸入系統的各種數據進行分析，按照節能的需要制成規定格式的表格，便于相關信息的直接讀取，方便計算節能效率等指標，提高了工作效率，減輕工作的壓力和成本。

最后，BIM 技術是建筑項目各參與方進行扁平化交流溝通的平臺，在這個平臺上，所有數據信息得以共享，相關方可直接交流，信息的修改更正也得以及時方便的進行和審定。

（二）計算數據信息，得到最優節能效果

建筑節能改造并不容易，要綜合各方面的節能因素，進行有效地分析論證。如節能就涉及到利用太陽光，因此計算建筑的室內光照強度，就需要綜合考慮具體房間在整個建筑物的方位、屋內的墻壁材料、窗戶開口大小和朝向等，需要經過比較來選擇出最優方案。在這一過程中，BIM 技術顯示出巨大的優勢，通過應用BIM 技術，搭建模型可以模擬分析和比較建筑在各種環境條件下的節能效果，進行科學有效的評估，得到通過調整窗戶開口大小、燈具型號規格的優化的數據信息，最終得到最強的光照。

三、傳統建筑的節能改造

傳統建筑進行節能改造，目前主要是對建筑的圍護結構進行改造。具體指改造傳統建筑的外墻、外窗、樓梯間、屋頂和單元門等。改造建筑的外墻有兩種方法，一種是直接在建筑外墻加一層保溫墻體材料；另一種方法是建筑外墻結合保溫隔熱性能較好的材料進行改造施工。

改造建筑外窗使用較多的方法有使用節能玻璃、加涂玻璃涂膜、換裝節能窗等，在這一過程中要注意窗戶的遮陽系數、可開啟面積、氣密性、傳熱系數這四項數據，以確保節能目標的實現。除此之外，改造樓梯間時，要將樓梯間由開放式改成封閉式；改造屋面，可以在屋內加設節能架、使用保溫屋面或改造為綠化屋面等，這都可以達到節能的目的。

對傳統建筑進行節能改造，還可以加強利用可再生能源，如目前較為成熟的太陽能和地熱能技術。太陽能技術較多的用來發電和熱水，從技術上來說就是光伏建筑一體化和太陽能熱水系統與建筑一體化。光伏建筑一體化是通過把建筑的外圍結構如墻壁、屋頂、幕墻等與光伏發電系統結合成一個整體，這樣建筑外墻不但具有隔離圍護的功能，還有發電的功能，可以有效滿足建筑的能源需求；太陽能熱水系統與建筑一體化原理也大致相同，是把太陽能熱水系統與建筑外圍結構結合為一體結構。地熱能利用技術系統包括水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統，即在條件適合的地區開發利用地熱能，滿足建筑的能源需求。

四、BIM 技術在某小區節能改造中的實踐運用

某小區建于1997 年至1999 年，為6 棟居民樓，每棟6 層樓高，框架結構，外墻基本建材為普通紅磚。因建筑年代較早，故而沒有采取任何保溫措施，且墻體風化嚴重，墻皮有脫落，整個建筑的保溫效果很差。

經過實地勘測，采集相應數據信息，建立了BIM 模型。該模型完全模擬了該小區建筑的真實情況，并結合采集的小區數據信息開始進行節能分析。經過對模型的計算分析發現，小區建筑的外圍結構、建筑體積、體形、建筑的導熱性等方面的數據都已經超過本地區的建筑節能標準。為此，設計人員結合當地的建筑節能標準、當地氣候、居民的習慣和經費情況，從建筑圍護結構改造、可再生能源利用、室內布局三個方面提出了三套節能改造方案。在BIM 技術模型中對三套方案進行對比分析：

1.通風分析。用反映空氣新鮮度的指標空氣齡為衡量標準，第一和第二套方案由于有專門的改進措施，因此空氣齡比較接近合理區間；

2.采光分析。三套方案的采光系數分析中，第二套方案為3.3%，最為接近地方的采光系數標準不低于2.2%的要求。因此從這一角度看第二套方案較為為合理；

3.熱工性能。熱工性能最好的是第一套方案，其次是第二套方案，三套方案的建筑傳熱系數基本一致；

4.能耗分析。三套方案的對于熱能和電能等的消耗逐漸增大，但是第一套方案采取保溫措施，因此其能耗在三套方案中最低；

5.造價分析。三套方案中，造價成本方面第一套和第二套方案區別很小，第三套方案的成本最低。

通過各方面的分析比較，綜合評價，第一套節能改造方案最終脫穎而出，得到小區業主的認可。通過節能改造，提升了改善了業主生活質量，還起到了美化環境的作用。

五、結論

建筑的節能技術類型很多，本文主要介紹的是BIM 技術在建筑節能改造中的應用，而且以傳統建筑的圍護結構的節能改造作為主要的介紹對象，結合案例分析了BIM 技術的應用，肯定了該技術在節能改造過程中的效果。