BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評估中的應(yīng)用

趙宇飛

摘 要：建筑工程數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到了建筑工程之中，并在節(jié)能設(shè)計(jì)評估方面起到了重要的價(jià)值，本文就BIM技術(shù)的相關(guān)開展策略進(jìn)行了探討和研究，希望能夠?yàn)榻ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)評估事業(yè)起到一定的促進(jìn)性作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評估;應(yīng)用策略;建筑信息模型

1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評估的重要意義

能源的短缺問題已經(jīng)在某種程度上制約了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并且造成了越來越多的社會(huì)矛盾，讓人與自然的關(guān)系愈加緊張，從我國目前的建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，建筑總能耗約占到全社會(huì)總能耗的20%左右，由于建筑行業(yè)在技術(shù)方面并沒有過多的投入創(chuàng)新與研究，很多建筑企業(yè)仍然沿用比較老舊的工作方法，在消耗能源的過程中，向大氣排放了過量的污染物，甚至有很多劇毒物質(zhì)沒有經(jīng)過處理進(jìn)入了生態(tài)圈，造成環(huán)境的惡化，從這個(gè)角度上來看，建筑節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展已經(jīng)成為了一項(xiàng)亟待解決的問題，在這種宏觀建筑行業(yè)背景之下，國家和地方政府部門逐漸提高了對于建筑節(jié)能的重視程度，并且出臺(tái)了一系列的政策和法規(guī)用以約束建筑行業(yè)的污染物排放問題，其中，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評估是重要的工作環(huán)節(jié)，能夠科學(xué)、有效、真實(shí)、公平的反映節(jié)能效果，從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的優(yōu)化與提升。

2 BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)

2.1 建筑模型參數(shù)化

BIM技術(shù)的中文名稱為建筑信息模型，在BIM技術(shù)中，信息是極為重要的構(gòu)成部分，我們通過某種方式將建筑物的物理信息以數(shù)字化的形式呈現(xiàn)出來，并且保存在云端數(shù)據(jù)庫之中，然后，相關(guān)的工作人員可以通過軟件和算法對建筑物的信息進(jìn)行運(yùn)算，將構(gòu)件的相關(guān)屬性加以調(diào)用，包括幾何尺寸、材質(zhì)、構(gòu)造、傳熱系數(shù)、價(jià)格等內(nèi)容，從而全方位的利用有效信息，發(fā)揮信息技術(shù)的價(jià)值。在這個(gè)過程中，參數(shù)化設(shè)計(jì)是十分重要的構(gòu)成部分，通過對建筑模型的各個(gè)角度加以分析和研究，能夠在計(jì)算機(jī)中模擬相關(guān)的工作流程，讓建筑工程更加清晰透明，并為具體工作提供切實(shí)可行的指導(dǎo)。

2.2 建筑信息關(guān)聯(lián)化

建筑物具有多方面的屬性，因此，必須要從各個(gè)角度采集建筑信息，構(gòu)建完善的模型，各個(gè)數(shù)據(jù)部分之間具有很大的關(guān)聯(lián)性，一個(gè)地方的細(xì)微改動(dòng)將會(huì)引起整體的變化，因此，要嚴(yán)格保障數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性，不能夠隨意對建筑信息模型進(jìn)行更改，這對于提高工作穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性、保障項(xiàng)目的真實(shí)有效具有重要價(jià)值。對于某一個(gè)建筑工程，所采集到的全部信息都會(huì)存儲(chǔ)到某一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)，關(guān)于建筑工程的設(shè)計(jì)文檔，相關(guān)背景資料也會(huì)被上傳并且集成，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)文件信息之間的安全關(guān)聯(lián)，當(dāng)工作人員需要調(diào)取某一部分的資料時(shí)，就可以通過云端服務(wù)接口實(shí)時(shí)的獲取資料，通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的信息共享和協(xié)同工作，有助于各項(xiàng)工作內(nèi)容的對接，提高工作透明度，為后續(xù)各種與建筑節(jié)能相關(guān)的工作提供有效技術(shù)支持，包括可視化分析、空間分析、傳熱分析等內(nèi)容。

3 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評估的現(xiàn)狀與思考

3.1 建筑節(jié)能評估體系的發(fā)展現(xiàn)狀

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評估工作的起步比較晚，西方國家對于建筑節(jié)能的關(guān)注到目前為止已經(jīng)有30余年的時(shí)間，我國在上世紀(jì)90年代起也開始引進(jìn)了相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)理念，并通過完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)約束建筑工程行為，然而，相關(guān)的評估工作起步較晚，評估質(zhì)量、科學(xué)性方面仍然有待完善。目前，主流的建筑節(jié)能評價(jià)體系主要是西方發(fā)達(dá)國家建立的，我國在這方面仍然沒有制定標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)力，例如，20世紀(jì)90年代初，英國提出了建筑研究中心環(huán)境評估法，加拿大提出了綠色建筑挑戰(zhàn)2000，這些評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性意義，有清晰的組織體系，能夠兼顧定性和定量方面的分析，因而受到建筑行業(yè)廣大設(shè)計(jì)工程師的認(rèn)可和接受。

3.2 對當(dāng)前主要評估體系的思考

盡管全球普遍使用一些發(fā)達(dá)國家制定的建筑評估標(biāo)準(zhǔn)，但是，這些綠色建筑評估體系普遍采用后評估方式，只有當(dāng)建筑工程全部完畢并且投入使用一段時(shí)間之后，才能夠在多個(gè)角度進(jìn)行評估和分析。影響建筑節(jié)能的關(guān)鍵在于前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，在這個(gè)過程中，如果不能進(jìn)行科學(xué)合理的綠色建筑評估，可能會(huì)導(dǎo)致一些規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的失誤，包括場地選擇、節(jié)能措施、材料選擇、設(shè)備選型等等，一旦建筑完成，那么其節(jié)能體系將會(huì)固定，這導(dǎo)致后續(xù)的綠色節(jié)能評價(jià)失去了指導(dǎo)性意義，設(shè)計(jì)者失去了在前期彌補(bǔ)和優(yōu)化的最佳時(shí)機(jī)。因此，當(dāng)前的綠色建筑評估體系仍然需要完善，要加強(qiáng)時(shí)間的提前性，通過相應(yīng)的模擬計(jì)算達(dá)到預(yù)期節(jié)能目標(biāo)，并用以指導(dǎo)實(shí)際的施工工作，這是一項(xiàng)值得思考的問題。

4 BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評估中的應(yīng)用

4.1 將BIM技術(shù)應(yīng)用于節(jié)能評估的階段及目標(biāo)

在開展建筑節(jié)能評估時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)區(qū)別于其他的相關(guān)評價(jià)方式，展現(xiàn)出BIM技術(shù)的優(yōu)勢所在，其目標(biāo)不應(yīng)僅僅局限于某建筑的節(jié)能效果評判，更應(yīng)當(dāng)著眼于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化，通過分析某一建筑模型的現(xiàn)狀，為日后的工作提供強(qiáng)有力的指導(dǎo)和開展依據(jù)。雖然使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行能耗模擬分析是普遍應(yīng)用方式，但是，計(jì)算機(jī)模擬所考慮到的影響要素畢竟是有限的，評價(jià)結(jié)果與真實(shí)狀況往往具有一定的出入，不能夠真實(shí)有效的反映建筑實(shí)際狀況，綜合性和系統(tǒng)性有所欠缺，與此同時(shí)，能耗分析軟件具有很強(qiáng)的專業(yè)性，需要操作人員經(jīng)歷過系統(tǒng)化的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，這在很大程度上造成了建筑設(shè)計(jì)與能耗分析、建筑工程等工作存在一定程度的脫節(jié)，通過運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠綜合結(jié)合各項(xiàng)建筑要素，讓建筑師更加直觀的對所設(shè)計(jì)的建筑進(jìn)行節(jié)能評價(jià)。

4.2 BIM技術(shù)應(yīng)用于節(jié)能評估的方法

首先，要建立科學(xué)合理的評估體系。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與評估的關(guān)鍵在于綜合分析各種類型的影響要素，并且取得一個(gè)平衡點(diǎn)，建立科學(xué)合理的評估體系，從而全面準(zhǔn)確的預(yù)測建筑的能耗情況，評估體系質(zhì)量將會(huì)直接影響到后續(xù)建筑的能耗使用效果。從評估內(nèi)容方面看來，預(yù)評估與目前所通用的綠色建筑評價(jià)體系并無本質(zhì)差別，但其更加注重項(xiàng)目前期的考核與審查工作，要針對設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)手稿、設(shè)計(jì)方案、材料選型等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)分析，嚴(yán)格做好建筑規(guī)劃、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、照明系統(tǒng)、室內(nèi)環(huán)境等方面的工作內(nèi)容。

其次，要建立完善的建筑三維信息模型。工作人員需要運(yùn)用相應(yīng)的三維建模軟件進(jìn)行建筑模型的設(shè)計(jì)，模型包含的有效信息越豐富，對于建筑綠色評估工作的有效性越高，準(zhǔn)確度越好。常用的三維設(shè)計(jì)軟件Autodesk公司的revit等。每個(gè)公司的軟件都具有各自的優(yōu)勢，均以BIM技術(shù)為核心開展參數(shù)化設(shè)計(jì)，建筑工程師需要根據(jù)實(shí)際的工作需求選擇最佳軟件。

最后是數(shù)據(jù)信息分析及評估。當(dāng)建筑信息模型構(gòu)建完畢之后，要將其導(dǎo)入性能分析模擬軟件，通過邏輯處理器對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)算，得到建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備系統(tǒng)、室內(nèi)外環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并且和預(yù)評估體系進(jìn)行優(yōu)化，讓建筑過程更加綠色化與節(jié)能化。

總而言之，建筑節(jié)能評估是一項(xiàng)非常重要的工作內(nèi)容，對于優(yōu)化我國建筑工業(yè)發(fā)展方向、節(jié)約能源具有基礎(chǔ)性價(jià)值，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ㄖ?jié)能評估工作起到極大的推進(jìn)性作用，相關(guān)的工程技術(shù)人員必須要不斷完善工作方法，革新工作策略，大力加強(qiáng)我國相關(guān)設(shè)計(jì)軟件和系統(tǒng)的自主研發(fā)，從而更好的為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作服務(wù)。

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