绿色建筑设计中的cad技术--建筑设计中bim技术与能耗分析相结合的应用研究.pdfVIP

绿色建筑设计中的CAD技术 ——建筑设计中BIM技术与能耗分析相结合的应用研究 曾旭东 赵 昂 (重庆大学建筑城规学院，重庆400045) 摘要：本文针对我国目前绿色建筑设计中CAD技术的应用现状和国内外建筑CAD技术 的发展，根据当前传统的能耗分析方法无法满足绿色建筑设计需要的现状，提出将BIM (建筑信息模型)技术与建筑能耗分析相结合，进行绿色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，可以自动地识别、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。 关键词：绿色建筑设计CAD技术BIM(建筑信息模型)能耗分析 我国正处于经济建设的高速增长时期，每年新建建筑80％以上为高耗能建筑，既有 建筑95％以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2～3倍以上。严 峻的事实表明，中国要走可持续发展道路，发展节能与绿色建筑刻不容缓。绿色建筑能为 人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，同时在建筑全生命周期(物料生 产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用资源(能 源、土地、水资源、材料)、最低限度地影响环境。E13 建筑的可持续发展，不仅对建筑环境工程师、建筑设备工程师提出挑战，更重要的是 对建筑师的挑战。绿色建筑的一个重要方面就是节约能源，降低建筑能耗。在决定建筑能 量性能的各种因素中，建筑的体形、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。[2]因此建筑设计对建筑的能量性能起着主导作用。 不同的建筑设计方案，在能耗方面会有巨大的差别。单凭经验或者手工计算，很难正确判 断建筑设计的优劣。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 实现绿色建筑设计的科学性和合理性的重要保障。 1绿色建筑设计中的CAD技术的应用现状与发展方向 在利用CAD技术进行绿色建筑设计，特别是分析和模拟建筑能量性能这一领域，国 外的研究开始于20世纪60年代，特别是20世纪70年代世界石油危机后，在建筑能源领 域成为研究热点。各个国家都在建筑能耗分析与模拟方面做了大量的研究，基于各自的节 能标准开发了相当多的能量分析软件。如美国的DOE2、Energyplus，加拿大的Hot 87 A绿色建筑设计理论、方法和实践 2000，英国的ESP—r，日本的HASP，我国的DeST等等。 中国的建筑节能工作自1980年以来，取得了很大成绩，但与发达国家相比，建筑能 效设计意识尚很缺乏。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案。 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 相关数据输入到相关软件中，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案进行建筑能量分析的一个重要 原因。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，但此时建筑设计方案已经很难改变。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。 在我国，《公共建筑节能设计标准》已于2005年7月1日起开始实施。节能设计成为 强制性的设计标准，而传统的建筑能量分析方法却无法满足广大建筑师和建筑设计的需 求。根据调查分析，能效设计概念难以在实践中实施的原因是多方面的，其中主要原因之 一是缺乏能为建筑师所接受和使用的、在建筑设计的任意阶段，特别是初始阶段进行的能 效设计方法和软件。如果能充分运用先进的计算机技术，使建筑师能够随意的在设计的任 意阶段，特别是在设计的初期阶段毫不费力的对整个建筑的能源消耗和生态效应