基于BIM技術(shù)的建筑節(jié)能設(shè)計應用探討

尹 佳

（廣西科技大學鹿山學院 545616）

結(jié)合我國建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀有效在全生命周期內(nèi)實現(xiàn)節(jié)約資源和保護環(huán)境已經(jīng)成為重要的社會課題，相關(guān)部門要積極整合設(shè)計介質(zhì)，秉持節(jié)能設(shè)計理念，全面提升設(shè)計工序的合理性和時代價值，為建筑節(jié)能管理工作的全面優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

1 BIM技術(shù)內(nèi)涵

所謂BIM技術(shù)就只是建筑信息模型技術(shù)，是一種將CAD技術(shù)作為基礎(chǔ)處理方式的信息技術(shù)體系，能整合多維模型信息，確保利用三維幾何建筑以及建筑構(gòu)件能推演出建筑的進程，并且對建筑材料、價格以及建筑施工進度等基礎(chǔ)信息進行仿真處理，從而借助模擬過程有效呈現(xiàn)出來，為建筑工程項目施工設(shè)計部門提供有效且直觀的預測數(shù)據(jù)，為后續(xù)施工管理創(chuàng)設(shè)良好的平臺。

BIM技術(shù)最大的優(yōu)勢就是能實現(xiàn)可視化三維信息處理，結(jié)合BIM模型就能對效果圖進行判定和分析，有效建立人員調(diào)度處理和溝通，并且優(yōu)化決策的時效性和完整性，提升建筑項目設(shè)計管理水平，為項目建造和運營創(chuàng)設(shè)良好的發(fā)展空間，也能有效處理相應的信息結(jié)構(gòu)。最重要的是，在BIM技術(shù)結(jié)構(gòu)內(nèi)，也能形成對象化的信息處理模式，確保能按照規(guī)劃要求完成幾何參數(shù)的約束和處理，為信息模型的建立和升級奠定基礎(chǔ)[1]。

需要注意的是，在BIM 技術(shù)運行的過程中，能對工程信息的建立過程、管理過程和共享過程進行綜合分析判定，從而實現(xiàn)建設(shè)項目的全生命周期管理，這對于現(xiàn)代建筑工程體系而言具有非常重要的價值，能在施工前借助可視化方案減少設(shè)計變更對這個施工項目造成的影響，確保最大程度上減少項目施工成本，正是基于BIM技術(shù)的優(yōu)勢，所以推廣范圍在不斷擴大。

2 BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應用

本文選取某工程項目為例，工程項目為民用住宅，共六層，建筑工程項目的房屋實用面積為2400平方米，施工設(shè)計單位借助BIM技術(shù)模型元件對保溫性能、建筑采光等基礎(chǔ)特性進行了模擬分析，并且集合分析結(jié)果予以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)判定，有效提升了建筑工程項目的節(jié)能效率和綜合水平。依據(jù)案例設(shè)計方案應用BIM技術(shù)，具體分析應用如下：

2.1 朝向策略分析

在應用BIM技術(shù)進行設(shè)計的過程中，對建筑最佳朝向的設(shè)計較為關(guān)鍵，是決定建筑工程項目內(nèi)部冷熱舒適度以及建筑節(jié)能效率的重點。在我國，不同的地區(qū)氣候具有一定的差異，這就需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員結(jié)合地區(qū)實際特點進行針對性設(shè)計，確保能在夏季盡量減少暴曬而在冬季能獲得充足的陽光，因此，在北方地區(qū)更加傾向于“坐北朝南”的設(shè)計格局。結(jié)合太陽的運行方向進行建筑設(shè)計，確保能在冬季獲得良好的采暖效果[2]。

基于此，在案例中工程項目設(shè)計之初，設(shè)計人員就借助BIM技術(shù)對位置坐標進行了預估，并且選擇一年中溫度最低以及溫度最高的兩個月份對相關(guān)建筑朝向予以分析判定，從而選取更加適宜的建筑設(shè)計角度，提高節(jié)能效果的基礎(chǔ)上，確保能為住戶提供更加全方位且舒適的居住環(huán)境。需要注意的是，在利用BIM技術(shù)進行設(shè)計的過程中，焓濕圖是較為關(guān)鍵的參數(shù)體系，能充分考量人體的熱舒適性，確保能將相對濕度、氣流速度以及空氣溫度等基礎(chǔ)因素進行充分融合，利用軟件自動化處理計算就能形成舒適區(qū)域，保證朝向處理策略的完整性和時效性。

2.2 熱工分析

利用BIM技術(shù)還能對建筑工程項目進行熱工項目的分析和判定，有效形成良好的設(shè)計建議，維護設(shè)計效果和設(shè)計水平。在現(xiàn)代建筑節(jié)能體系內(nèi)，建筑維護結(jié)構(gòu)對于建筑節(jié)能技術(shù)的應用具有重要的意義和價值，需要建筑工程項目設(shè)計人員充分應用建筑結(jié)構(gòu)的物性參數(shù)確保熱工性能分析的合理性。例如，本次工程項目中，1）墻體結(jié)構(gòu)，應用的是 EPS、磚結(jié)構(gòu)等，厚度為 EPS20mm+磚結(jié)構(gòu)200mm+EPS20mm，導熱系數(shù)為 0.528；2）窗戶結(jié)構(gòu)，應用的是普通玻璃，厚度為6mm，導熱系數(shù)為3.886；3）天花板結(jié)構(gòu)，應用的是混凝土材料，厚度為100mm，導熱系數(shù)為12.55；4）樓頂層結(jié)構(gòu)，應用的是瀝青結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和保溫層結(jié)構(gòu)，厚度為瀝青 20mm+鋼筋混凝土200mm+保溫層20mm，導熱系數(shù)為6.275[3]。

結(jié)合模型中的相關(guān)參數(shù)進行分析判定，有效設(shè)置不同的信息體系，確保能發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢。設(shè)計人員針對以上設(shè)計要點進行了項目升級化分析，借助BIM技術(shù)對具體信息進行判定和綜合處理，調(diào)整各個房間的信息參數(shù)，設(shè)置自然通風狀態(tài)，按照人員密度對不同建筑結(jié)構(gòu)進行功能化的合理性設(shè)置。并且，要應用BIM技術(shù)對溫度以及室外太陽輻射強度等進行數(shù)據(jù)處理和分析，有效判定外圍護結(jié)構(gòu)保溫的實際效果和應用關(guān)鍵，從根本上提高建筑工程項目熱工分析的合理性，從而保證節(jié)能設(shè)計的目標得以實現(xiàn)，在為用戶提供良好居住體驗的基礎(chǔ)上，滿足建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的實際需求。

依托BIM技術(shù)設(shè)計的分析制定了相應的處理方案，首先，要設(shè)置保溫性能較好的墻體保護層，有效提升整個建筑工程項目的設(shè)計效果。其次，要更換窗戶，利用雙層中空玻璃，能一定程度上降低導熱系數(shù)，確保能在維護整體居住體驗的同時減少能源的損耗。再次，要對保溫層予以合理性優(yōu)化，借助屋頂綠化項目進行保溫效果的升級。最后，要改善空調(diào)系統(tǒng)，合理性完善處理工作效率，保證節(jié)能效果[4]。

2.3 采光設(shè)計

在實際研究工作中，施工部門借助BIM技術(shù)軟件對室內(nèi)天然光源等基礎(chǔ)采光要素進行了分析，整體建筑結(jié)構(gòu)采光性較好，依托BIM技術(shù)就能對采光計劃和設(shè)計結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)籌分析和判定，確保相關(guān)因素之間結(jié)合效果能滿足實際設(shè)計要求。一方面，針對部分光線較強的房間要進行遮光布或者是遮陽板的處理，避免強光照射。另一方面，要在建筑前空地種植落葉樹，有效遮蔽陽光的基礎(chǔ)上，在冬季因為樹葉脫落能為建筑接受更好的陽光提供保障。

3 結(jié)束語

總而言之，在建筑工程項目節(jié)能設(shè)計工作重要合理性應用BIM技術(shù)，建立健全完整的施工設(shè)計規(guī)劃，確保能發(fā)揮設(shè)計要素的優(yōu)勢，一定程度上節(jié)約資源，實現(xiàn)節(jié)能管理的需求，有效改進設(shè)計體系，為實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益共贏奠定堅實基礎(chǔ)。

[1]高明.基于 BIM 技術(shù)的多層辦公室建筑節(jié)能設(shè)計與應用研究[J].建筑技術(shù),2016,47(9):846-849.

[2]黃珍雄.建筑節(jié)能設(shè)計中BIM技術(shù)的應用探究[J].住宅與房地產(chǎn),2017(18):58.

[3]張文川.BIM 技術(shù)在計算機輔助建筑節(jié)能設(shè)計中的應用研究[J].科技經(jīng)濟市場,2016(7):70-71.

[4]黃亞鵬.基于BIM技術(shù)的建筑方案階段被動式節(jié)能設(shè)計研究——以重慶第二中級人民法院審判法庭用房擴建為例[D].重慶大學,2014.