基于BIM 的建筑設備節能技術的應用研究

王燕

湖南城建職業技術學院 湖南湘潭 411100

傳統建筑工程項目在設備節能中存在較大的缺陷，常常因受各種因素的影響而出現穩定性差和資源利用效率低下問題等。而BIM技術的有效實施能夠將建筑項目中的數據信息進行分析與整理，并通過有效的預算和計劃加強對資源的協調利用率，優化建筑結構，全面提升建筑工程項目的節能結構協調設計效果，根據調查結果顯示，采用此技術的節能設計各種資源的利用效率得到大幅度提升，具有較強的節能效果。

1 BIM 技術

BIM 技術，就是建立信息模型并應用。數字模型也就是BIM技術。通過建設項目特點以及根據物理功能，將表達數字模型構建起來，使知識資源共享。運用虛擬建筑信息的建模技術，將整個建筑工程施工過程中的設計和測試有效地管理。從當前來看，許多技術都已經參與進來，無論是規劃設計項目階段，還是完整管理和施工過程都會涉及到。建筑工程施工項目的施工過程、技術基礎設施、施工項目理化特性以及重要數據，使建筑工程數據庫和信息模型形成。數據庫構建，能夠把建筑物化學性和物理性以及建筑要素和要素之間的關系反映出來。BIM 技術在建筑工程施工項目中有效應用，在數據中可以保存有關于建筑的數據。根據發送和共享BIM技術信息與建設設計之間的關系。數據庫構建,能夠使建筑工程施工項目可持續發展很大程度地促進，并且，若數據有關的建筑工程施工項目需要，可以對BIM 數據庫進行查閱，采集數據的過程簡化，從而使建筑工程施工效率得以提升。另外，通過各個項目主管對信息BIM 數據庫的反饋，該數據庫可以與多個項目參與者進行連接。既能夠使建筑工程施工的配合得以提升，又能夠使建筑工程施工的效率很大程度地提升。

2 BIM 的特點

2.1 可視化

傳統建筑設計方法，主要采用CAD 數據信息平臺。設計師既要將計劃繪制和編目，還要索引整體，CAD 數據信息結構相對也很復雜[1]。傳輸失真會使后續工作受到很大的影響。現代建筑工程設計排水方面，許多地方運用的都是BIM 技術。有效運用信息模型，能夠將有關信息盡快地獲得，致使信息傳送中被歪曲現象得以避免，從而使信息和數據的完整性和實時性得以有效地提升。此外，相對于其他的設計模型，建筑設計排水模型有所不同。根據土木工程模型設計衛浴模型。設計衛浴模型的過程中，需要運用合適方式將局部模型修改。設計建筑物地板的標準：防止改變局部模型而影響設計地板，但是，設計項目平衡在一程度上卻受到了損害，影響了整體設計建筑物。應用BIM 技術以后，完成模型以后，可以將設計的排水和供水進行一系列的更改，以便設計工作能夠將工作效率有效地提升。

2.2 一體化性

BIM 技術可以將建筑目標直觀地展現在大家面前，具有一定的可出圖性，針對這一特性，業主方可以根據自身的需求對建筑設計提出改進意見，從而更好地保證建筑項目的綠色環保性。BIM 技術不僅在設計過程中表現出很好的優勢，而且還可以應用到建筑的工程進度、質量以及成本管理中，具有一體化的特性。例如，目前建設工程主流預算軟件中，都需要將設計圖紙重新導入，或者進行模型胡處理，才能進行工程造價計算。但是在BIM 軟件中可以直接根據模型計算出工程造價，省去了很多時間和精力，而且計算的數值更加準確。

2.3 模擬性和執行性

BIM技術在設計和實現過程中，主要以具體的設計領域為基準，尤其是在傳統流程設計時，設計工作者可以借助于現有功能和個人功能，將設計方案中存在的各種問題解決，并借助于BIM 技術，確保各項操作的全面實施。除此之外，人們還要將仿真需求呈現出來，之后從仿真結果中確定測量結果和測量內容。例如，人們可以借助于BIM 技術，了解建筑物中的熱傳遞規律。施工企業也可以根據規劃決策內容，讓管理人員借助于BIM 技術了解建筑物的施工進度，明確施工中存在的具體問題。

2.4 數據數字化

將工程項目建設的各項數據統一在同一個軟件平臺上進行管理，相關人員能夠更加全面、準確、清晰了解和掌握設計建設的具體情況，能夠及時發現問題，為問題的整改和問題的解決提供了重要的數據依據。BIM 技術的計算能力非常強，加強了對施工建設中的技術、材料、施工工種、時間等進行科學有效的計算和評估預測，強化了數據信息的傳遞、溝通和共享利用。通過科學合理地使用計算機技術等方法和手段，進行快速的計算和測量，提高項目的精度，準確地計算工程項目建設的工程量，促使預算的編制更加科學合理。

2.5 協調性及優化性

從實際建設項目建設工作執行中能夠看出，涉及到的問題較多，如建筑材料問題、機械設備問題等等，此時，想要確保維修工作順利開展，專業人員的引進顯得尤為重要。從之前施工管理系統應用中能夠看出，需要執行很多檢查操作步驟，導致實際開發工作開展會出現很多問題，增加施工現場的混亂局面。為此，相關企業可以通過BIM 技術應用，將上述問題徹底解決。實際BIM 技術的應用，能夠將嵌入數據類型集成到設計計劃之中，做到深入交付。

3 基于BIM 的建筑設備節能技術的應用

3.1 參數化設計

①參數化建模。建設工程項目在設計的過程中常常會應用到較為煩瑣和復雜的自曲面，這是現代工程設計中必不可少的元素之一[2]。而BIM 技術的有效應用能夠對項目相關參數以及參數值之間的關系進行深入解讀，對存在差異的參數進行相應的調整和完善，并結合當地的實際情況設計完善的結構形體，確保建筑工程項目的施工進度和建筑質量。②分析模型。BIM 技術在施工設計方案中的有效應用不僅能夠對工程項目結構設計中涉及的物理等學科信息進行有效的處理，還能對結構數據信息進行有效的解讀，分析其在不同結構中的重要作用。將BIM 技術應用于建筑結構實體構件創建，能夠在系統中自動生成相應的分析模型，并對建筑項目的節點信息以及施工技術等進行完善的分析與解讀，保障設計方案的合理性。③優化和創新建筑工程項目在設計過程中，需要對建筑模型進行有效的處理，并同時設計出多個設計方案進行挑選，因此，借助BIM 技術平臺相關工作人員可以針對同一建筑工程項目同時設計出不同形式的方案做備選，并利用BIM 技術中的可視化技術進行分析的過程中選擇一個最為合理的方案作為施工的最終方案。

3.2 材料節能應用

在材料利用方面，采用建筑設備節能能夠提高材料的利用效率，并減少廢棄材料，最大限度的降低資源浪費。對建筑行業來說，這一行業對資源的消耗是最高的，造成的污染問題也是十分嚴重的。從這個角度出發，如果能夠實現建筑設備的廢棄物再利用，便能夠降低污染問題和資源消耗。并且在建筑設計施工中，還能夠應用輕質建筑材料，來提高材料的環保性。由此可見，在建筑設計中，對建筑材料的挑選時要盡量選擇高環保且可以循環使用的建筑材料，選擇可循環、可再生的施工材料。而在這時，BIM 技術將展示它強大的性能，員工可以運用此技術軟件模型，對建筑材料的品種進行大量的分析并且對重量的度量也十分精準，還可以對可循環利用的材料進行檢查，查看是否達到節能的標準，以此來為建筑設備的節能設計提供更加科學、準確的保障。

3.3 數據管理

隨著建筑工程施工建設的工程量越來越大，工程建設更加復雜，涉及的數據信息更多，數據管理的難度更大，信息的儲存量更大。通過科學運用BIM 技術，構建更加完善的、系統化的信息交流和信息應用平臺，在平臺中統一管理數據，實現數據資料、數據信息的共享和利用，強化各部門人員的交流、溝通和協作。實現建筑工程項目建設環節相關信息的分階段、分模塊處理，降低信息管理的難度，實現對數據信息的集中處理，方便發現施工建設中的錯誤，及時調整和改進設計方案。實現數據信息的信息化處理，數字化處理，確保數據信息資料更加全面和完善，提高信息整理、管理、存儲的水平。

3.4 碰撞檢查

在傳統的建筑設備工程設計當中，CAD 二維圖紙利用簡單的線條表達建筑中各個構件的信息，但是真正的構件信息和各個構件之間的關系只能依靠建筑人員的想象。在實際工程當中，管道碰撞、工期沖突以及專業協調方面的問題，讓幾乎所有的建筑設備工程都要返修，對其進行重新設計和施工，所以碰撞造成的經濟損失是十分巨大的。BIM 技術最大的優點就是三維可視化，在一些大型的建設中，復雜的三維設備管路可以利用BIM 三維模型直接體現出來，利用相應的模擬軟件進行碰撞檢查，讓工程得以優化，減少工程出現返修的概率，優化管道的排布方式[3]。

3.5 設備施工動態監控

BIM 技術在建筑施工中不可忽視，它在實時檢查和監控建筑模型、充分掌握整個施工進度和分析一些潛在問題方面發揮了重要作用。通過BIM 技術，可以對整個建筑模型的某些特征進行系統、完整的驗證，特別是在建筑能耗、空間覆蓋等方面。建筑工程由幾個部分組成，其中最關鍵的是機電線路。由于設備種類和數量的增加，電氣和機械線路的建設變得更加困難。整個建筑機電線路的建設和開發，對于機電線路設備來說，必須是相對科學合理的。此外，還可以直接和顯著地搭建模型，模擬施工時間、空間以及管理、模擬整個建筑，從而有效地控制建造時間表，保證項目的質量和效率。

3.6 太陽輻射

為了提高建筑物設計中的能源效率，應該使用Ecotect 軟件分析建筑物本身的太陽輻射情況，并針對出現的問題提出對策。全年太陽向建筑物輻射時數較長，因此，應安裝太陽能光伏板以收集充足的太陽能，以為建筑物中的個別功率較低的設備提供日常用電。而太陽能光伏板對于建筑本身可以降低建筑物的溫度，也能夠達到節能的目的，有效地通過太陽能為人們的生產和生活提供電力[4]。

4 建筑節能與結構協同設計優化

首先來說，相關的專業人員需要對項目樣板來做出科學合理的創建，利用BIM 技術構建起模型并確保模型構建的科學合理性，這樣可以有效的提升設計工作開展的效率。在進行實際的設計工作的時候，相關的設計人員需要結合建筑工程的實際需求來進行相關軟件的重置。對于項目視圖結構來說，工作人員在開展具體工作的時候，要盡可能的保障視圖結構的層次清晰，這樣做有助于對視圖進行管理，繼而提升工作的效率，對于那些當前設計過程當中不需要的內容，可以相應的對其進行隱藏。其次還需要實現常用和異型構件族的創建，鋼結構和預制構件在建筑工程項目當中的出現頻率還是相當來說比較高的，設計人員在開展具體工作的時候需要根據工程項目的相關需要來進行構件選擇，這樣一來就可以有效的實現設計效率的提升，滿足相應的設計需求，可以提升設計的整體效率[5]。最后在對BIM 技術進行應用的過程當中，還需要基于碰撞分析的結果來對結構設計的方案進行有效調整，對設計過程當中所涉及到的專業模型可以進行更有效的整合。模型的構建一般都是基于建筑物的真實尺寸然后按照一定的比例來進行設計的，設計圖紙當中的問題都可以相對清晰的得以呈現，這對于最終設計精準度的提升來說會產生積極的作用。

5 結語

總的來說，環境污染和能源短缺在我國越來越普遍。因此，建筑設備節能是現代社會發展的必然結果。BIM 技術在建筑節能各階段的應用，不僅提高了設計的有效性，而且提高了設計的可行性和合理性。因此運用BIM 技術，不斷擴大建筑節能設計，以保證更高的能源效率和更好地保護整個建筑物的環境，并確保建筑事業的不斷發展。