BIM技術應用于建筑節能設計的探討

李曉光

（廣東省建科建筑設計院有限公司 廣東 廣州 510000）

1 引言

進入21 世紀以來，國內的建筑行業獲得了較快的發展。伴隨著建筑工程的建設，工程中節能設計就成為了建筑工程設計中的重要的環節。通過建筑節能設計，不僅能夠很好的促進城市化進程的建設速度，同時還可以極大的推動建筑行業的快速發展，改善居民的生活質量。近幾年來，尤其是在建筑材料的使用方面，通過節能建筑的相關設計，極大的提高了建筑的節能效果，這對我國的環境保護以及可持續發展政策的響應有著積極的意義。因此，現階段一定要做好建筑節能設計，并且加快BIM 技術在建筑節能設計中的應用。本文結合筆者自身經驗，在探討BIM相關概念以及國內建筑節能現狀以及問題的基礎上，進一步探討BIM 技術在建筑節能上的應用。

2 BIM 技術的概述及其在建筑節能方面的現狀

2.1 BIM 技術的概念

所謂的BIM 技術，就是建筑信息模型的建立以及其應用，我們也可以理解為是建筑數字的模型。針對建筑項目物理以及相關的功能特性，建立用數字表達的方式，進而實現知識資源的共享。這一技術可以通過虛擬建筑信息模型進行較為全面的建筑工程設計以及相關的檢測，從而可以對整個建筑的過程實施有效的管理。現階段這一技術涉及的領域越來越廣，不僅是建筑的規劃階段以及項目設計的階段，同時在施工過程和竣工管理過程中也有較多的應用。我們所提到的BIM 技術，是建筑信息技術的簡稱，這一技術對建筑工程項目中的基本構建以及施工工序和數據、物理化學更方面的特性聯系起來，進而可以形成建筑信息模型，并建立建筑工程項目的數據資料庫。通過數據庫的建立，可以反映建筑元素和物理化學性質和建筑元素之間的關系。建筑工程中通過BIM 技術的應用，能夠把建筑相關的數據存儲在BIM 的數據庫中。通過建筑項目的設計內容之間的關聯性，實現在BIM 技術的基礎上的信息傳遞以及共享。所以說BIM 數據庫的建立，可以極大的促進建筑工程的發展。同時如果建筑工程的施工階段需要相關的數據，工作人員可以在BIM 數據庫中查找，這樣一來就簡化了數據收集的相關過程，同時也提高了施工的效率。此外，數據庫能夠通過各個項目負責人向BIM 數據庫反饋的信息，進而將許多項目的參與者較好的聯系在一起。這樣一來，不僅可以提高建筑施工的協作性，同時還可以極大的提高施工效率。

2.2 國內建筑節能設計的現狀

現階段，國內建筑節能設計在建筑具體的實踐中的推廣和應用還存在著許多的不足，也就是說現階段的建筑節能設計還不能夠達到生態建筑可持續發展的相關要求。一方面，由于現階段的建筑設計理念以及現代建筑技術水平的滯后性，導致了建筑節能設計水平的落后。在進行建筑節能設計工作時，設計師大多使用現有的生態建筑設計的相關方案以及現有的建筑設計的技術資料等文件，在設計過程中沒有很好的對建筑工程節能設計的相關工作進行仔細的研究。這樣一來，相關的設計方案就很難符合生態建筑的一些相關的要求，比如經濟以及節能和綠色環保等要求。在現階段的建筑節能設計過程中，國內的大多設計師更注重建筑的外觀以及功能的設計，較少對建筑的功效因素進行考慮，設計中融入的節能思維也不多。另一方面，在建筑節能設計中，許多的數據參數一般是人工輸入專業的軟件對設計方案進行相關定量的分析。但是相關軟件的操作以及使用，應該由專業人員進行相關的輸入和定量分析等操作，但是對于現階段的設計師來說，大多設計師的軟件操作以及能量分析水平比較有限。這樣一來，就會使得建筑設計方案在設計過程中沒有進行專業性的能量分析。現階段的設計方案，大多是投入到建筑施工階段以后才進行相關的能量分析，在這一過程中，能夠影響建筑設計方案的因素會急劇增多，嚴重的影響了建筑節能設計的能量分析。另外，就當前對于建筑節能概念的理念和應用方面，還沒有對其引起重視。這主要的表現在對建筑節能的理解程度上，人員進行建筑能源消耗評估的時候，把重點過分的集中在設備運行的能耗方面，忽略了建筑施工過程中的能耗以及設備生產和運輸過程中產生的能耗分析。近幾年來，通過國外學者對建筑全壽命周期的能源消耗的分析，發現節能建筑中的建筑材料消耗能夠占到全壽命周期能量消耗的四成左右。最后，進行建筑節能設計的過程中，不能很好的將設計方法與建筑節能技術進行良好的結合。尤其是傳統的設計中，設計理念與現階段全新的建筑節能技術之間有著較大的差距。

3 BIM 技術在建筑節能設計中的應用

3.1 協同設計

通過BIM 技術的應用，可以創建一個基于建筑實際情況的建筑信息模型。在這一模型中，不僅包含了關于建筑的各個階段的所有信息，同時還可實現協同設計。通過建立相關的建筑模型不僅能夠準確的讀取水泵的規格以及用水量等相關的基本信息，同時還可直接的讀取出跨專業的相關信息。例如，在對水泵電量進行修改時，這一模型能夠同步完成負荷的計算。通過利用BIM 信息模型，絕大多數的專業都可在這一模型中執行所需的操作。這樣一來，不僅大幅的減少了工作流程的復雜程度，同時還使節能設計更具聯動效應。此外，在實際的應用過程中，全部設計工作可以在模型基礎上完成，這一過程中如果有一方修改設計方案，工作人員能夠及時的發現相關的數據，從而可以進行相關的討論研究，有效的提升了設計的效率。當現階段采用的建筑模型的生成方法主要有三種：①直接采用建筑設計人員提供的模型信息，進行相應建筑模型的生成。②通過交互智能轉換的方法，進而生成建筑信息模型。③智能交互法。例如，位于北京市西北方昌平區中關村國家工程技術創新基地西南部的中國移動國際信息港項目，就應用了協同設計的技術，其中圖1 是這一工程的概況圖。

圖1 北京中國移動國際中心信息港項目概況圖

3.2 可視化設計

以往傳統的建筑工程的設計工作中，采用較多的是CAD 信息平臺。通過這一平臺，設計人員需要將平面圖和立體圖以及剖面圖等信息進行相關的匯集，然后進行建筑圖形的復原。然后再分析和設計，從而進行建筑結構以及梁高和位置的調整工作。但是對于結構相對復雜并且工期較短的工程來說，利用傳統方法進行信息傳遞的過程中，經常會出現信息的失真問題。這樣一來，對建筑工程施工就會產生相應的影響。但是通過BIM 技術的應用，建立起來的信息模型可以直觀的進行信息的讀取，因此在提升了信息完整性和有效性的基礎上，能夠避免信息的失真問題的發生。需要注意的是例如給排水的施工項目模型不同于一般的土建項目的設計模型，給排水施工模型是在土建項目模型的基礎上，設計給排水系統。這就要求工作人員對局部的設計模型進行修改，一旦進行了修改，就會影響到樓層的平面設計?，F階段一般采用以樓層為基礎的設計，這樣的設計可能會擾亂系統內部之間的聯系。但是通過采用BIM 技術對設計模型進行相關的修改，就能夠很好的保證給排水工程設計的整體性，并且修改工作也相對簡單，其操作性也比較強。

3.3 參數化設計

對于BIM 技術而言，明細表以及三維視圖和二維視圖等都可以在建筑模型中將相關信息的形式表達出來，如果要對模型的參數進行修改，模型的引擎能夠對平面以及明細表和模型視圖等相應的的位置設計進行修改。并且這一技術可以及時的將修改后的信息及時的更新，從而使模型能夠處于正常的運作狀態。例如在建筑節能設計工作中，如果進行平面設計布置時，要合理的配置噴頭以及消火栓等相關裝置，并且這一過程中設備的數量會發生變化，這就要求在材料表中解決相關的問題，這樣一來，節能設計過程的設計質量才可以有效的提高。建筑工程中如果引起參數化的設計，BIM 技術引進計算機能夠起到相應的輔助作用。比如給排水工程的設計中，水力的計算要求專業技術人員利用相關軟件進行計算，但是采用BIM 技術能夠直接的讀取衛生器具和設備的相關的信息，同時在設定管道水力特性方面，BIM 模型可以對管徑的設計自動的修改，極大的提高了設計效率。

4 結束語

實踐表明，BIM 技術的應用將建筑節能設計引入到全新的數字化的時代，能夠將建筑工程轉變成一個虛擬的較為準確真實的模型，進而能夠對建筑工程進行全方位、多角度的設計檢測，從而實現實時數據信息的共享，也能夠提高設計的效率。因此，要重視BIM 技術在建筑節能設計中的應用。

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