基于BIM技术的建筑节能设计应用研究.pdfVIP

基于BIM 技术的建筑节能设计应用研究 根据我国目前建筑节能设计的现状和国内外能量分析 软件的应用现状，针对当前传统的节能设计方法无法满足 需要的实际问题，提出将BIM(建筑信息模型)技术与建筑 能耗分析相结合，进行节能建筑设计这一新的设计方法。 运用BIM 技术创建的虚拟建筑模型包含了建筑的所有信 息，将这个虚拟建筑模型导入建筑能耗分析软件中，可以 自动的识别、转换并分析模型中包含的大量建筑数据信 息，从而方便快捷的得到建筑能耗分析结果。 中国能源短缺问题空前突出，建筑节能已成为当务之 急，中国建筑设计界必须采取强力措施积极应对。据统 计，全国既有的近400 亿m2 建筑中99%为高耗能建 筑，每年新建房屋近20 亿m2，95%以上仍是高能耗建 筑。单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3 倍以 上。建筑的节能设计，不仅对建筑环境工程师、设备工程 师提出挑战，更重要的是对建筑设计师的挑战。建筑节能 设计的一个重要方面就是降低建筑能耗。在决定建筑能量 性能的各种因素中，建筑的体型、方位及围护结构形式起 着决定性作用，直接的影响包括建筑物与外环境的换热 量、自然通风状况和自然采光水平。而这三方面涉及的内 容将构成70％以上的建筑采暖通风空调能耗。因此建筑设 计对建筑的能量性能起着主导作用。不同的建筑设计方 ，在能耗方面会有巨大的差别。 目前凭借先进的计算机技术进行复杂的数据计算和实 时的动态模拟是实现建筑节能设计的科学性和合理性的重 要保障。 建筑节能设计的现状 节能建筑设计的推广还远远达不到发展的要求，这一 现象在我国更是突出。大多数的设计师参考其他生态建筑 设计案例和套用己经有的技术手法，而且没有对所设计的 方 和工程进行分析与计算，以检验设计的效果是否节 能、是否经济、是否绿色等。目前，中国的建筑设计更多 的是侧重于建筑的外观和功能，而忽视建筑的能效设计--即 通过被动设计的方法，在建筑设计的初始阶段，就开始进 行建筑能效设计，从而选择最优化的设计方 。 在AutoCAD 占据统治地位的2DCAD 时代，只能通 过手工输入的方式将建筑设计的相关数据输入到专业软件 中，才能进行能量分析。而操作和使用这些软件不仅需要 具备复杂的能量分析基础知识，而且本身也是专业化的程 序，必须由专业人士经过专业培训才能进行操作。大量的 专业数据、繁琐的输人工作使得能量分析与模拟对于建筑 师来说是可望而不可及的。这是建筑师无法在设计过程中 直接对设计方 进行建筑能量分析的一个重要 因。因此 在传统的2D 设计模式中，能效计算通常安排在设计的最终 阶段，由专业人士进行操作和分析、模拟，但此时建筑设 计方 已经很难改变。于是，能量分析就成为一种象征性 的姿态，对绿色建筑设计起不到什么作用。 分析这些现象，建筑设计者有直接责任，但是真正的 问题是建筑师在进行方 设计时，无法对设计方 进行定 性与定量的计算分析，建筑设计与分析计算之间发生严重 脱节现象，使得面向节能的生态建筑设计难以完成。 解决问题的关键是建筑师需要一个包含建筑全部信息 的数字化模型，和一个有效便捷的、能识别这些信息的建 筑能量分析工具。 3 基于 BIM 技术的建筑节能设计应用研究 3.1BIM 技术 BIM 即建筑信息模型(BuildingInformationModeli ng)，运用BIM 技术，建筑师作设计的过程，就是建造一 个真实建筑的过程。这个虚拟的建筑模型，包含了大量建 筑材料和建筑构件特征等信息，是一个包含了建筑全部信 息的综合电子数据库。在这样一个真实的智能的建筑模型 中，建筑师可以任意的输出平面、剖面、立面，以及各种 细部详图、建筑材料、门窗表，还可以输出预算报表、施 工进度等等。随着数字化、信息化和智能化技术的发展， 以BIM 技术为核心的多种建筑3DCAD 软件日趋完善和成 熟，在提高设计质量、缩 时间、节约成本等方面，有着2 DCAD 软件无法比拟的优越性。 从2DCAD 过渡到基于BIM 技术的3DCAD，是未来 计算机辅助建筑设计的发展趋势。越来越多的世界知名建 筑师和事务所开始使用BIM 软件进行建筑设计。我国的一 些设计院、事务所也开始关注这一世界上最先进的建筑CA D 技术。这就为绿色建筑设计中能量分析的自动化、智能 化提供了基础和平台。 3.2 基于 BIM 技术的建筑节能设计 利用BIM 技术，建筑师在设计过程中创建