基于BIM技術的建筑節能設計應用研究

【摘要】隨著能源的日益減少，節約能源使用已成為生活中每個人都必須要關注的事，我國的建筑業處于日漸發展的狀態，建筑節能設計在建筑業中非常重要的一部分，是建筑業可持續發展的重要指導思想。基于BIM技術的建筑節能設計不僅改善了建筑水平的質量，同時促進了建筑節能事業的進步與綠色發展。BIM技術在建筑業的應用構建的虛擬模型包含了建筑的所有信息，通過建筑能耗分析軟件對此虛擬模型的自動識別，簡單、快捷的獲得建筑能耗的分析結果。

【關鍵詞】BIM技術；建筑；節能設計；研究現狀

中國的能源短缺已成為中國面臨的緊急問題之一，建筑節能是首要任務，相關的建筑部門必須采取強制措施積極應對這一難題。報道顯示，我國大部分建筑為高耗能建筑，雖然節能措施在我國已經開展，但每年仍有很大一部分房屋建筑為高耗能建筑，采暖能耗建筑問題最為嚴重。

1、我國節能建筑設計現狀

目前，我國建筑節能設計的應用與推廣還不能滿足發展的要求。

大量調查結果顯示，很多設計師還處于傳統的建筑方案設計中，以其它設計師生態建筑方案設計為例，應用現有的一些技術對其簡單的改建或創造，但并未對設計方案和數據進行分析和計算，來判斷設計方案是否符合節能、經濟、綠色等要求。目前，中國的建筑設計更注重建筑的外觀和功能，而忽略了建筑節能設計。在建筑設計的初始過程中，做到建筑節能設計，從中選擇最優的設計方案。在傳統的二維CAD的時代，將相關建筑設計數據手工輸入專業建筑分析軟件中，方可進行能量分析。該類軟件在操作及使用過程中需要專業的軟件技術人員，同時還要具備復雜的能量分析的基礎知識。大量的專業數據，繁瑣的輸入工作，使能源分析和模擬的建筑師是不可能的。這是建筑師在設計過程中不能直接設計建筑能耗分析的一個重要原因。因此，在傳統的二維設計模式下，能效計算通常是在設計的最后階段安排，由專業人員進行操作和分析，并進行仿真，但此時的建筑設計方案已經很難改變。進而導致建筑節能等相關數據的分析就成為了一個過程，對于真正意義上的綠色建筑設計不能起到任何作用。

導致上述現象的原因多種多樣，但最直接的責任要歸因于建筑設計師，建筑師在設計方案時，不能定性和定量分析的計算，建筑設計和分析現象之間的嚴重脫節現象，使節能生態建筑設計難以完成。

2、BIM節能技術的概念與應用

所謂的BIM技術就是一種數字化建設，通過軟件技術將建筑的物理要素和功能要素用數字的形式表達出來，采用此軟件技術對一系列的建筑設計進行檢測。通過數字化建筑軟件技術的實施可全方位的監測施工過程，可以觀察到施工過程各個方向。三維空間模型的建立方便了網絡信息的共享，在模型中可以快速實現各種設計方案，便于及時發現和解決問題。目前，BIM技術在施工過程中得到了廣泛的應用。

將BIM技術與建筑設計方案相結合，方便快捷的創建出建筑物的虛擬模型，同時，體現出與該建筑物相關的數據。隨著BIM技術的集成，建筑物的數據化結構可以在多種軟件中快速分析。在能量分析的過程中，將數據輸入到專業軟件中就會能得到詳細的分析結果。通過信息模型的構建和相關的分析工具可以進行能量分析，簡化操作步驟，工作效率將大大提高。在流體力學分析過程中，BIM技術根據已有數據對風環境數據進行分析，還可以提供太陽輻射分析，方便建筑外表面技術的優化設計，提高建筑的生態效應。隨著BIM技術科技的進步與發展，分析結果的精確度越來越高。

3、IBM技術應用于建筑節能設計的優勢

BIM技術可用于建筑信息模型的建立，該模型匯集了建筑所需的全部信息。通過該技術可以獲取泵的大小、泵的功耗等相關信息，還能獲得跨專業的資料。在水泵上修改電量時，同步更新負載計算結果。使用BIM模型，為了簡化操作流程，所有的專業人員必須找到模型來檢查操作，改進建筑節能設計工程聯動性。通過BIM模型的設計與應用，再更改設計時，其他人員可通過模型及時看到，并根據BIM技術得到的數據分析進行討論，探討方案的可行性。

在傳統的建設方案設計過程中，CAD為最常用的信息平臺，如在設計排水的過程中，設計人員需要建立圖形恢復三維地圖和檔案信息，在和梁高位置信息的分析設計結構調整建設。CAD信息平臺的使用，對于結構復雜、工期短的建筑施工，在信息傳遞中往往會造成信息失真的現象，會影響建筑施工。在供水和排水的設計大多采用現代化BIM技術，這種技術通常是在建筑信息模型的基礎上構建，通過信息模型可以直接讀取信息，可以有效地減少信息傳遞失真，提高信息的完整性和有效性。

除了排水模型的建設項目設計模式不同于土木建設工程，它是基于工程模型、供水和排水系統設計，所以我們必須修改局部設計模型，但如果變化將影響平面設計的地板，因為大部分采用以樓層為基礎的設計，但這種設計破壞系統之間的內在聯系。利用BIM技術對設計模型進行修改，可以全面掌握給水排水工程設計的完整性，修改工作簡單，可操作性強。

安裝模型設計的引用，可以有效地指導施工項目。在具體施工中，有必要將時間維度引入到BIM模型中，并編制安裝進度表，通過模型實現項目可視化的效果。編制合理的工作進度表，可對給水排水工程項目進度總體把握、總體規劃，從而簡化了安裝和設計過程，降低了設計變更率，提高了排水工程施工效率。

4、小結與展望

隨著中國經濟的快速發展，但能源問題日漸嚴重，建筑節能方案設計的實施已成為解決此問題的關鍵。計算機輔助建筑設計的必然發展趨勢是從二維CAD到基于BIM技術三維CAD轉換[4]。隨著BIM技術的應用，設計師可以創建包含所有在設計過程中的信息化建設虛擬建筑模型，通過能量分析軟件快速的進行分析，判斷是否符合要求，如不符合要求可及時進行調整，進一步優化設計方案，優化建筑性能[5]。充分利用CAD技術確保建筑設計方案的合理性、可行性、科學性。

然而，將三維BIM技術與CAD軟件結合使用過程中還存在很多問題，亟待解決。隨著科學技術的進步與發展，相信在不久的將來BIM技術與CAD軟件結合應用于進行綠色建筑節能設計的技術，將會越來越完善和成熟。

參考文獻：

[1]劉北生.BIM技術在建筑節能設計中的應用研究[J].中國新技術新產品，2015，（24）：154.

[2]張文川.BIM技術在計算機輔助建筑節能設計中的應用研究[J].科技經濟市場，2016，（07）：70-71.

[3]呂松娥.BIM技術在建筑節能設計中的應用[J].黑龍江科技信息，2015，（10）：222.