基于BIM技術(shù)基礎(chǔ)上的建筑節(jié)能的初探

□尚琪

（內(nèi)蒙古科技大學(xué) 內(nèi)蒙古 包頭 014010）

基于BIM技術(shù)基礎(chǔ)上的建筑節(jié)能的初探

□尚琪

（內(nèi)蒙古科技大學(xué) 內(nèi)蒙古 包頭 014010）

當(dāng)前BIM越來越受到建筑行業(yè)的重視，我國(guó)近年來也不斷地加大BIM技術(shù)的應(yīng)用。而如何利用BIM技術(shù)在項(xiàng)目的全生命周期進(jìn)行建筑節(jié)能，是BIM今后發(fā)展的的一個(gè)方向。利用BIM相關(guān)軟件對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱工分析，進(jìn)行不同墻體材料的優(yōu)化組合選擇最佳節(jié)能方案；對(duì)于建筑物進(jìn)行光照分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等。通過對(duì)相關(guān)建筑節(jié)能的分析，對(duì)于以后相關(guān)研究以及標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一些建議。

BIM技術(shù)；全生命周期；建筑節(jié)能

1 概述

自改革開放以來，我國(guó)建筑業(yè)得到了高速的發(fā)展，在推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化、城市化的進(jìn)展中扮演者重要的角色，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。然而，這些輝煌是聳立在巨大的消耗與浪費(fèi)之上的。建筑業(yè)消耗著世界上40%的能源和原材料，相比其他行業(yè)，它的效率十分的底下。

2 BIM

2.1 BIM的定義

BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建設(shè)工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化技術(shù)。

它是從CAD技術(shù)的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，它更加的寬泛，直觀，把人們的視覺從二維帶入三維的世界，甚至可以發(fā)展成4D、5D的模式。

2.2 BIM的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.2.1 BIM的國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀。在我國(guó)BIM技術(shù)最早應(yīng)用于香港并于2009年成立了香港BIM協(xié)會(huì)。當(dāng)時(shí)在大陸，大部分的行內(nèi)人士都只是聽說過BIM，相當(dāng)?shù)囊徊糠秩诉€認(rèn)為BIM是一種軟件。此后，BIM技術(shù)開始在中國(guó)大陸發(fā)展，成為中國(guó)“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，逐漸的被應(yīng)用于科研院校、設(shè)計(jì)院、施工單位、地產(chǎn)商等建設(shè)行業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)。部分地區(qū)制定了相關(guān)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。而這只是其中的一小部分，大部分還處于觀望狀態(tài)。

2.2.2 BIM的國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀。BIM最早從美國(guó)發(fā)展起來，后逐漸的傳入歐洲、日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家。目前BIM在這些國(guó)家的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用水平都達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃?。美?guó)的威斯康辛州在2009年7月成為第一個(gè)在新型大型公共建筑項(xiàng)目使用BIM結(jié)束的州政府；2009年8月，德克薩斯州開始應(yīng)用BIM技術(shù)并計(jì)劃發(fā)展詳細(xì)的BIM標(biāo)準(zhǔn)；2010年9月，俄亥俄州頒布了BIM協(xié)議。BIM技術(shù)發(fā)展迅速，而且國(guó)外的研究也不僅僅如國(guó)內(nèi)一樣停留在建筑項(xiàng)目之上，而是開始研究BIM本身的作用。研究的主要方面是BIM應(yīng)用對(duì)組織的影響、BIM應(yīng)用的優(yōu)化路徑、BIM理論框架的改進(jìn)以及BIM效能測(cè)度的研究等等方面。

3 建筑節(jié)能

3.1 建筑能耗現(xiàn)狀

我國(guó)建筑能耗約占社會(huì)總能耗的33%；高能耗建筑的比例不斷增加，我國(guó)目前有近400億m2以上的高能耗建筑，僅到2000年末我國(guó)建筑品能源消耗已達(dá)3.76億t標(biāo)準(zhǔn)煤，溫室氣體排放占全國(guó)的25%，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)的建筑能耗將達(dá)到1089億t標(biāo)準(zhǔn)；而我國(guó)的建筑節(jié)能狀況落后，節(jié)能水平、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家 等這些都加劇了我國(guó)的能源危機(jī)。

3.2 BIM技術(shù)在建筑節(jié)能全生命周期的應(yīng)用

在進(jìn)行建筑節(jié)能分析時(shí)，ANSYS、CFD等一些軟件使用起來很不方便，在分析過程中會(huì)產(chǎn)生一些問題，而BIM全生命周期的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化型的特點(diǎn)在很大程度上緩解了上述軟件所帶來的問題。在建筑設(shè)計(jì)階段由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)共享減少綜合多方面因素優(yōu)化設(shè)計(jì)，重復(fù)修改所浪費(fèi)的人力物力，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，同樣的設(shè)計(jì)階段利用BIM的能耗分析功能，進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化；在施工階段利用BIM技術(shù)建立模型，提前演繹為實(shí)際操作中控制施工進(jìn)度以及質(zhì)量控制奠定基礎(chǔ)；在暖通工程以及線路的安裝階段運(yùn)用BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)提前模擬進(jìn)行碰撞試驗(yàn)，避免重復(fù)問題，減少檢修程序；運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段提供空間管理、設(shè)施管理、隱蔽工程管理、應(yīng)急管理、節(jié)能減排管理（此階段管理合理可以有效地減少能耗）等等。

3.3 BIM在建筑節(jié)能技術(shù)上的應(yīng)用

資源匱乏在當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)很重要的問題，盡管中國(guó)地大物博、幅員遼闊，但是再多的資源平均在每個(gè)人身上也就少得可憐了。近年來建筑業(yè)逐漸成為三大能耗產(chǎn)業(yè)之一，能耗占社會(huì)總能耗的三分之一還多，且有增加的趨勢(shì)；因此控制建筑能耗，在BIM基礎(chǔ)上發(fā)展節(jié)能技術(shù)對(duì)于降低整個(gè)社會(huì)的能耗很有幫助。

建筑節(jié)能主要應(yīng)用于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑供熱制冷系統(tǒng)和建筑設(shè)備以及可再生能源在建筑中的節(jié)能技術(shù)等三個(gè)方面。建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)在BIM中進(jìn)行熱工分析，材料轉(zhuǎn)換、墻體的厚度、屋面形式、門窗材料類型等都可以在設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)換；建筑供熱制冷系統(tǒng)和建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)在BIM中進(jìn)行碰撞模擬實(shí)驗(yàn)，為施工階段做準(zhǔn)備，減少不必要的浪費(fèi)與損失，而且在可以進(jìn)行新型的設(shè)計(jì)嘗試；可再生能源在建筑中的節(jié)能技術(shù)在BIM中，如房屋在不同的角度對(duì)于太陽能的利用率，地?zé)崮茇S富地區(qū)的冬季取暖，利用風(fēng)能為單個(gè)建筑物發(fā)電減少火力發(fā)電的使用，減少環(huán)境污染，在沿海地區(qū)使用潮汐能以及雨水的房屋形式等等。BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以是建筑業(yè)降低能耗，利用可再生能源不能能夠減少化石資源的使用、保護(hù)環(huán)境、減少污染源。

4 展望與結(jié)語

4.1 展望

隨著時(shí)代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息傳播方式越來越普遍，而BIM技術(shù)為建筑行業(yè)所帶來的信息化時(shí)代，對(duì)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等都能實(shí)現(xiàn)全面的實(shí)施管理與信息共享。很大程度上改變了傳統(tǒng)的管理方式中信息管理不完善的漏洞，在提高管理的效率同時(shí)為建筑業(yè)帶來更大的效益。而對(duì)于建筑節(jié)能方面，有BIM技術(shù)的加入，在項(xiàng)目的全壽命周期都方面都可以降低能耗，不僅可以節(jié)省了時(shí)間和精力，也能從根本上解決很多不必要的浪費(fèi)。在節(jié)能的建筑設(shè)計(jì)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑供熱制冷系統(tǒng)、建筑設(shè)備的節(jié)能以及建筑的自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)控制方面可以利用BIM技術(shù)來做更多的嘗試。

4.2 結(jié)語

近年來，行業(yè)內(nèi)人士也逐漸意識(shí)到BIM技術(shù)帶來的便捷，在很多項(xiàng)目上運(yùn)用并取得了巨大的成功。不能把BIM錯(cuò)誤的理解成CAD的換代產(chǎn)品，更是一種理念，為建筑業(yè)帶來變革的技術(shù)。作者從以下幾個(gè)方面基于BIM技術(shù)對(duì)于建筑節(jié)能的研究提出方向：

(1)BIM與建筑節(jié)能的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)研究。建筑節(jié)能的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家的建設(shè)部為了加強(qiáng)建筑行業(yè)的節(jié)能管理，提高各種能源的利用率，改善建筑室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，根據(jù)我國(guó)的相關(guān)法律法規(guī)而指定的。如何使建筑做到節(jié)能要求，相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)起著關(guān)鍵的作用。BIM技術(shù)在我國(guó)剛剛起步，具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)還沒有出臺(tái)，BIM與建筑節(jié)能相互結(jié)合進(jìn)行規(guī)范，為民用建筑、工業(yè)建筑上節(jié)能進(jìn)行規(guī)范，達(dá)到理想目標(biāo)。

(2)BIM對(duì)于建筑項(xiàng)目管理。BIM可以理解為建筑信息管理（Building Information Management），對(duì)建筑生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的有關(guān)信息進(jìn)行收集、加工、傳輸、儲(chǔ)存、管理的總稱。在項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)等各方面，結(jié)合BIM的共享技術(shù)，可以從全局的角度，在項(xiàng)目的各個(gè)階段節(jié)省成本、材料等。對(duì)于節(jié)能方面，在建造完模型以后對(duì)于不合理的方面，可以有設(shè)計(jì)人員進(jìn)行調(diào)整。

1004-7026（2017）03-0115-02

TU201.5

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10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.03.080