基于BIM技術的建筑節能設計探討

王雨

摘要： 我國建筑行業發展迅速，規模不斷拓展，數量逐年增加。隨著建筑行業的發展，能源的消耗量也顯著增加，我國現階段仍然處于能源緊缺的狀態，如何進行能源的合理利用對于保證我國建筑行業具有積極的意義。但是在進行建筑設計的過程中，無法實現準確的能源消耗分析，所以也就無法實現對能源的合理管控。將BIM技術應用于我國的建筑設計中，可以極大地改善能源利用狀況，實現了對能源的合理利用。滿足我國現階段對能源節約的要求。本文就基于BIM技術的建筑節能設計進行了詳細的探討。

Abstract： China's construction industry has developed rapidly， the scale continues to expand， and the number has increased year by year. With the development of the construction industry， the consumption of energy has also increased significantly. At present， China is still in a state of energy shortage， and how to make rational use of energy is of positive significance for the construction industry in China. However， in the process of building design， the accurate analysis of energy consumption can not be realized， so it is impossible to achieve a reasonable control of energy. The application of BIM technology in the architectural design of China can greatly improve the utilization of energy and realize the rational utilization of energy，so as to meet the needs of energy conservation in China at the present stage. This paper discusses the building energy efficiency design based on BIM technology in detail.

關鍵詞： BIM技術；建筑節能設計；探討

Key words： BIM technology；building energy efficiency design；discussion

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）32-0172-03

1 現階段BIM建筑節能設計狀況

現階段，我國在建筑節能設計工作中，仍然存在著較大的不足，不能實現環境以及資源的合理利用，或者利用效率較低，充分程度不足。導致了資源和能源的極大浪費。我國現階段的能源仍然處于一個相對匱乏的狀況，所以，必須做好能源的合理利用。很多能源設計方案往往不能滿足設計標準的要求，或者與實際狀況不相符，無法滿足能源節約目標，設計人員需要應用先進化的設計方法，學習高效率的建筑節能設計技術，將其應用于我國的能源優化工作當中，對建筑物進行合理、全面的節能評價，然后再采取有效的節能手段進行處理。現階段建筑設計的側重點是美觀性以及功能性，但是卻沒有注重到節能方面的功能性要求。沒有做好綠色環保方面的管控，沒有注意到經濟方面的要求。應該在建筑設計的最初階段就開始節能性設計，選擇最合理的方案，實現理想的節能效果，實現人力資源和物力資源的極大節約。

2 BIM技術對建筑節能設計的優勢

BIM技術對于建筑行業來說，無疑是一項革命性的技術，為從根本上解決項目管理工作中的問題提供了技術保證。為創建工程數據、管理文件以及共享資料和項目之間的協調作用發揮了重要的作用。BIM技術的優勢主要有以下幾個方面。

2.1 碰撞檢查

基于建筑節能設計復雜程度較高，所以設計人員以及工程師不可能通過簡單地肉眼觀察和核對來發現二維圖紙中存在的干涉現象，在實際的建筑設計以及施工當中，干涉現象極為多見，一旦發生干涉，必然會涉及到返工，再次設計、再次施工。不僅會增加資金的投入量，而且會導致工期的延后。一旦出現反攻，則材料方面的資金投入、機械設備以及裝備方面的資金投入和窩工誤工而導致的資金投入量都會較大，成本會顯著提高。利用BIM技術，結合模型，軟件便可以自動檢測到碰撞的情況。對于仍然存在一定距離，但是由于距離過小，十分容易產生干涉的位置，需要出俱準確、詳盡的檢查報告，通過最合理的方式進行問題的解決，堅決不允許由于發生碰撞而導致資源大大量浪費、能源的損耗以及工期的延誤。

2.2 精確施工和計劃

就現階段項目的施工計劃來說，由于預算工作的編制處理方法仍然比較落后，精細化程度較低，過于粗放，不能夠進行準確的人員以及資源的的計劃與核對，所以這些不精確極易引起資源、能源的大規模浪費，通過BIM技術，可以實現精確度較高的操作與處理，通過合理的下料、排版來實現木工的翻樣，使下料得到優化，避免或者減少出現大規模的廢料。減少材料的消耗總量。對于所需采用的資源以及材料性質以及特點，需要預先通過虛擬的模式實現合理規劃，通過這類操作模式以及辦法，不僅實現了資源的節約，避免了浪費，而且提高了施工的效率和精度。

2.3 協同提升效率endprint

施工工程是一個復雜度較高的工程，但是，即使作為一個尤為復雜的工程，仍然缺乏一支足夠穩定的專業化的施工人員來開展工作，施工中的操作人員具有較大的流動性，這就更加增大了施工的難度，為了在對建設質量進行監督與管控的同時，不會導致工期發生延誤，產生大量的浪費，可以合理使用BIM技術，通過信息和資源的共享，使大家可以通過BIM獲取最詳盡的資料和數據，實現項目協同水平的提高，使工程進度有效提高，避免了資源浪費和消耗。

3 BIM技術在建筑節能全生命周期的應用

ANSYS以及CFD對于建筑節能分析來說，并不是相對合理地操作軟件，使用起來并不方便，合理性較差，在進行實際分析的過程中，使用這些軟件十分容易出現問題，所以，可以通過優化或者引入新的技術方法，使這些關鍵的應用更加合理和協調。應用BIM以后，基于其可視化以及模擬性等優勢，極大的緩解了使用不同種類軟件所帶來的弊端。建筑設計人員通常在建筑設計階段開展規劃工作，通過數據共享以及多方面的分析，計算并校核所耗費的人力資源使用量以及物力資源消耗量，進而采用BIM進行技術優化，實現節能設計。通過使用BIM技術來建立施工模型，在實際施工之前合理地建立模型并實現分析和優化，為保證建筑的整體質量奠定了堅實的基礎，在暖通工程的施工當中，由于在管道的設計當中，經常會有設計人員素質不高或者管道相對復雜，而產生干涉現象，應用BIM技術以后，基于其可視化的特點，所以可以通過模型的合理搭建，進而觀察到是否發生干涉現象，為進行質量管理以及進度管理提供了良好的基礎和保障。另外，基于BIM的可視化特點，避免了重復問題，節約了施工中的工序。在設備的使用過程中，需要定期的進行維護與保養，在維護和應用這一軟件的過程中，發現很多隱蔽性問題，技術人員需要更好的進行空間管控，實現能源的節約以及應急問題管控和節能減排。

4 BIM在建筑節能技術上的應用

我國盡管資源總量大，但是由于人口數量眾多，所以人均資源占有量極為有限，現階段，建筑業作為主要的能源消耗產業，其能源消耗總量占能源總共消耗量比重約為三分之一，甚至更多，并且處于一個逐漸增長的狀態。為了實現能源的節約，必須控制能源消耗總量，應用BIM技術，可以實現對社會總能源消耗的有效控制。在建筑的外圍結構進行妥善處理，進行供熱系統以及制冷系統的優化，可以實現能源的有效節約。對建筑外圍護結構通過BIM進行合理設計，可以有效降低社會的總能源消耗。

在建筑的外圍護結構、供熱系統以及制冷系統中，需要做好建筑的節能處理，在建筑的外圍護結構中應用BIM技術的意義在于進行全面的熱工計算，實現材料的校驗，合理計算墻體厚度數值并對建筑形式進行合理的評價，對于門窗的形式結構也都可以在設計前期進行準確的模擬和轉換，在建筑的供熱系統、制冷系統以及BIM計算中，都可以進行合理的模擬實驗，不僅為建筑施工做好了全面的準備工作，而且避免了在施工中發生碰撞或者造成不必要的經濟浪費和損失。可以通過嘗試使用新型的設計結構，來降低不必要的經濟浪費和損失。也可以嘗試新的設計方案，通過在建筑設計中應用可再生資源，來實現能源的節約使用。房屋在不同的角度和位置，對太陽的利用率有所不同，所以，在地熱資源相對豐富的地點進行取暖，可以充分利用風能來為建筑物進行供電，減少了火電資源的使用，降低了環境方面的污染。比如，對于一些沿海城市和地區，可以通過合理利用潮汐能以及屋面雨水來合理供電，極大地降低了對環境的污染，實現了生態環境的可持續發展。

5 基于BIM建筑節能設計方法研究

5.1 BIM參數化模型對建筑節能分析的支持

BIM參數化模型滿足建筑設計中與環境相關的要求，并且符合當前的設計發展規律。現階段很多城市的建筑設計必須滿足國家關于節能方面標準的規定和要求。計算以及分析工作的開展一般都是在建筑設計方案完成以后或者對圖紙進行了多次校審以后才開始的，計算以及分析也是對方案的進一步復驗。應用BIM技術以后，可以實現在設計前期，在沒有開展其他設計工作的前提下，對建筑進行模擬分析，設計中，通過將BIM模型導入到現代化的建筑以及分析軟件當中，再進行有效調整設計方案，保證方案的可行性、節能分析，進而保證方案的可行性、設計效率以及質量。

5.2 支持綠色建筑

由于設計是參數化的，所以可以很好的支持建筑環境分析的開展，提供準確的數據以及資料支持。通過對BIM軟件的合理使用，建立了一個全面、準確的信息模型，實現了建筑內部結構信息、資料以及數據的合理應用和共享，實現了信息處理模式的合理轉換，可以通過利用不同的節能數據以及資料，來對建筑的能源消耗狀況進行準確的判斷，進而得到準確的能源消耗結果，為對建筑進行綜合性、準確、高效的評價提供依據和保障。將分析數據用于評價建筑的能源狀況以及修改類型，滿足設計和能源的目標，滿足設計要求。

6 基于BIM建筑節能設計的數據管理

建筑設計過程中的節能分析對于建筑的整體施工來講是一個綜合性較強的過程，涉及到多個學科的不同專業知識，BIM模型的搭建為建筑施工中不同的階段提供了準確的設計平臺。其將不同的專業進行詳細的設計，將建筑環境分析提前進行處理，可以極大的提高設計質量，保證決策的效率。現階段很多公司的三維軟件都可以將模型數據用于建筑的綠色設計分析中。BIM的集成設計將建筑作為一個整體，從其全生命周期的角度進行問題的思考，并且實現了設計全過程的優化與處理。將全部的信息用于BIM設計的集成化處理當中，實現了對建筑環境的動態性的模擬，提供了一個良好的建筑設計的共享平臺。BIM節能設計的數據管理流程見圖1。

BIM建筑節能設計工作流程：

基于BIM的節能設計是一個相對合理的結構化平臺。可以用于合理的能源消耗的預測、分析與評價，保證其在項目設計的早期合理地開展，對于保證項目的合理進行有著積極的意義。有效的控制了建筑的生命周期能耗模擬與評價。依據現階段的建筑設計方案，合理搭建BIM模型，實現數據的合理分析以及導出，然后再將一些專業性較強的數據或者工具合理導入，實現設計人員對方案的有效調整、優化和分析。實現綠色設計以及評價。

綜上所述，隨著我國經濟的進步以及技術的不斷優化，能源問題日益嚴重，已經成為制約建筑行業發展的重要問題之一。將BIM技術應用于建筑設計中，通過虛擬化模型的建立，實現建筑能源消耗的有效管控，在施工中出現的各類突發問題，也可以通過對BIM的合理利用來進行管理，保證綠色設計的科學性和合理性，促進建筑行業在能源節約利用的同時穩步發展。

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