基于BIM技術(shù)的建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)用研究

【摘要】隨著能源的日益減少，節(jié)約能源使用已成為生活中每個人都必須要關(guān)注的事，我國的建筑業(yè)處于日漸發(fā)展的狀態(tài)，建筑節(jié)能設(shè)計在建筑業(yè)中非常重要的一部分，是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要指導(dǎo)思想?；贐IM技術(shù)的建筑節(jié)能設(shè)計不僅改善了建筑水平的質(zhì)量，同時促進了建筑節(jié)能事業(yè)的進步與綠色發(fā)展。BIM技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用構(gòu)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(jié)果。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；建筑；節(jié)能設(shè)計；研究現(xiàn)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(jié)能是首要任務(wù)，相關(guān)的建筑部門必須采取強制措施積極應(yīng)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(jié)能措施在我國已經(jīng)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(jié)能建筑設(shè)計現(xiàn)狀

目前，我國建筑節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用與推廣還不能滿足發(fā)展的要求。

大量調(diào)查結(jié)果顯示，很多設(shè)計師還處于傳統(tǒng)的建筑方案設(shè)計中，以其它設(shè)計師生態(tài)建筑方案設(shè)計為例，應(yīng)用現(xiàn)有的一些技術(shù)對其簡單的改建或創(chuàng)造，但并未對設(shè)計方案和數(shù)據(jù)進行分析和計算，來判斷設(shè)計方案是否符合節(jié)能、經(jīng)濟、綠色等要求。目前，中國的建筑設(shè)計更注重建筑的外觀和功能，而忽略了建筑節(jié)能設(shè)計。在建筑設(shè)計的初始過程中，做到建筑節(jié)能設(shè)計，從中選擇最優(yōu)的設(shè)計方案。在傳統(tǒng)的二維CAD的時代，將相關(guān)建筑設(shè)計數(shù)據(jù)手工輸入專業(yè)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(yè)的軟件技術(shù)人員，同時還要具備復(fù)雜的能量分析的基礎(chǔ)知識。大量的專業(yè)數(shù)據(jù)，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(shè)計過程中不能直接設(shè)計建筑能耗分析的一個重要原因。因此，在傳統(tǒng)的二維設(shè)計模式下，能效計算通常是在設(shè)計的最后階段安排，由專業(yè)人員進行操作和分析，并進行仿真，但此時的建筑設(shè)計方案已經(jīng)很難改變。進而導(dǎo)致建筑節(jié)能等相關(guān)數(shù)據(jù)的分析就成為了一個過程，對于真正意義上的綠色建筑設(shè)計不能起到任何作用。

導(dǎo)致上述現(xiàn)象的原因多種多樣，但最直接的責(zé)任要歸因于建筑設(shè)計師，建筑師在設(shè)計方案時，不能定性和定量分析的計算，建筑設(shè)計和分析現(xiàn)象之間的嚴重脫節(jié)現(xiàn)象，使節(jié)能生態(tài)建筑設(shè)計難以完成。

2、BIM節(jié)能技術(shù)的概念與應(yīng)用

所謂的BIM技術(shù)就是一種數(shù)字化建設(shè)，通過軟件技術(shù)將建筑的物理要素和功能要素用數(shù)字的形式表達出來，采用此軟件技術(shù)對一系列的建筑設(shè)計進行檢測。通過數(shù)字化建筑軟件技術(shù)的實施可全方位的監(jiān)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(wǎng)絡(luò)信息的共享，在模型中可以快速實現(xiàn)各種設(shè)計方案，便于及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。目前，BIM技術(shù)在施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用。

將BIM技術(shù)與建筑設(shè)計方案相結(jié)合，方便快捷的創(chuàng)建出建筑物的虛擬模型，同時，體現(xiàn)出與該建筑物相關(guān)的數(shù)據(jù)。隨著BIM技術(shù)的集成，建筑物的數(shù)據(jù)化結(jié)構(gòu)可以在多種軟件中快速分析。在能量分析的過程中，將數(shù)據(jù)輸入到專業(yè)軟件中就會能得到詳細的分析結(jié)果。通過信息模型的構(gòu)建和相關(guān)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(xué)分析過程中，BIM技術(shù)根據(jù)已有數(shù)據(jù)對風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，還可以提供太陽輻射分析，方便建筑外表面技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計，提高建筑的生態(tài)效應(yīng)。隨著BIM技術(shù)科技的進步與發(fā)展，分析結(jié)果的精確度越來越高。

3、IBM技術(shù)應(yīng)用于建筑節(jié)能設(shè)計的優(yōu)勢

BIM技術(shù)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(shù)可以獲取泵的大小、泵的功耗等相關(guān)信息，還能獲得跨專業(yè)的資料。在水泵上修改電量時，同步更新負載計算結(jié)果。使用BIM模型，為了簡化操作流程，所有的專業(yè)人員必須找到模型來檢查操作，改進建筑節(jié)能設(shè)計工程聯(lián)動性。通過BIM模型的設(shè)計與應(yīng)用，再更改設(shè)計時，其他人員可通過模型及時看到，并根據(jù)BIM技術(shù)得到的數(shù)據(jù)分析進行討論，探討方案的可行性。

在傳統(tǒng)的建設(shè)方案設(shè)計過程中，CAD為最常用的信息平臺，如在設(shè)計排水的過程中，設(shè)計人員需要建立圖形恢復(fù)三維地圖和檔案信息，在和梁高位置信息的分析設(shè)計結(jié)構(gòu)調(diào)整建設(shè)。CAD信息平臺的使用，對于結(jié)構(gòu)復(fù)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(xiàn)象，會影響建筑施工。在供水和排水的設(shè)計大多采用現(xiàn)代化BIM技術(shù)，這種技術(shù)通常是在建筑信息模型的基礎(chǔ)上構(gòu)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(shè)項目設(shè)計模式不同于土木建設(shè)工程，它是基于工程模型、供水和排水系統(tǒng)設(shè)計，所以我們必須修改局部設(shè)計模型，但如果變化將影響平面設(shè)計的地板，因為大部分采用以樓層為基礎(chǔ)的設(shè)計，但這種設(shè)計破壞系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系。利用BIM技術(shù)對設(shè)計模型進行修改，可以全面掌握給水排水工程設(shè)計的完整性，修改工作簡單，可操作性強。

安裝模型設(shè)計的引用，可以有效地指導(dǎo)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(xiàn)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(guī)劃，從而簡化了安裝和設(shè)計過程，降低了設(shè)計變更率，提高了排水工程施工效率。

4、小結(jié)與展望

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，但能源問題日漸嚴重，建筑節(jié)能方案設(shè)計的實施已成為解決此問題的關(guān)鍵。計算機輔助建筑設(shè)計的必然發(fā)展趨勢是從二維CAD到基于BIM技術(shù)三維CAD轉(zhuǎn)換[4]。隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計師可以創(chuàng)建包含所有在設(shè)計過程中的信息化建設(shè)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(diào)整，進一步優(yōu)化設(shè)計方案，優(yōu)化建筑性能[5]。充分利用CAD技術(shù)確保建筑設(shè)計方案的合理性、可行性、科學(xué)性。

然而，將三維BIM技術(shù)與CAD軟件結(jié)合使用過程中還存在很多問題，亟待解決。隨著科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展，相信在不久的將來BIM技術(shù)與CAD軟件結(jié)合應(yīng)用于進行綠色建筑節(jié)能設(shè)計的技術(shù)，將會越來越完善和成熟。

參考文獻：

[1]劉北生.BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（24）：154.

[2]張文川.BIM技術(shù)在計算機輔助建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟市場，2016，（07）：70-71.

[3]呂松娥.BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015，（10）：222.