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摘 要 ： 随着我国建筑事业的快速发展,建筑节能设计成为建筑企业走可持续发展道路,提高企业经济效益和社会效益的主导设计思路和方向.建筑节能设计应用于建筑实践中不仅可以减低建筑能耗,同时能给人们提供一个绿色环保的生活、生产环境,对人们社会的发展有着巨大的推动作用.本文基于BIM技术提出与建筑能耗分析有机融合的思路,运用BIM技术构建建筑虚拟模型,通过对建筑虚拟模型所包含信息的分析,探索出建筑节能设计过程中所需的建筑数据信息,为建筑节能设计的能耗量化分析提供了重要数据信息依据.
关 键 词 ： BIM 技术； 建筑节能设计；能耗分析；应用
能源紧缺问题目前已上升至全球性问题,不仅我国能源短缺问题严重,世界上一些发达国家同样面临着能源短缺的问题,但发达国家利用现代科技有效地弥补了能源短缺所带来影响社会经济可持续发展的负面因素.尤其是在建筑节能设计方面融入了现代建筑设计可持续发展的理念,运用现代科技积极地探索有关建筑设计节能环保,降低建筑能耗的新途径和新方案,目前已取得显著效果.然而我国在建筑节能设计方面同发达国家相比还差距甚远,建筑节能设计思路不明朗、现代科技投入力度不够,整体来讲建筑节能设计在建筑领域还处于起步阶段.因此为了能使我国的建筑节能设计水平更得上国际水准,必须要对传统的建筑设计方案和理念进行改进和更新,充分地将现代科技和建筑设计方案相融合,探索出绿色环保的建筑节能设计新方案,才能降低建筑能耗.
1.我国建筑节能设计现状
目前,我国建筑节能设计在建筑实践中的推广和应用还远远满足不了生态建筑可持续发展的要求.由于建筑设计理念问题和现代建筑技术水平的制约,使得建筑节能设计水平发展缓慢,通常是设计师沿用现有的生态建筑设计方案和现有的建筑设计技术资料.而没有因地制宜地对建筑工程节能设计进行深入的考究,进而验证设计方案是否符合生态建筑的一些具体要求,如经济、节能、绿色环保等.在建筑节能设计过程中我国的设计师更注重建筑的外观和功能设计,对于建筑的功效因素考虑甚少,设计中融入节能思维较少.此外,在建筑节能设计中大量的数据参数都是通过人工输入专业软件中进而对设计方案进行定量分析,其中相关软件的操作和使用必须要有专业人员来进行输入和定量分析,而设计师对于软件操作和能量分析方面大多不够专业,使得一套建筑设计方案不能够在设计过程中对其进行能量分析,而通常是设计方案投入到建筑施工中才进行能量分析,但工程建设过程中对于建筑设计方案通常会因种种因素的影响而难以变更,相应地建筑节能设计能量分析也难以实现,绿色建筑设计方案将成为理想化的方案,难以真正意义上实施.综合分析,对于建筑节能设计无法在设计计算进行定量分析计算,设计出科学合理的生态建筑方案,这和建筑设计师的专业技能有着直接的关联,建筑设计和定量分析计算的脱节,将成为制约我国建筑节能设计水平提高的瓶颈.
2.建筑能量模拟与分析软件的应用现状
在建筑能耗分析和模拟方面国外许多国家都对此做了大量的研究,目前已开发出基于符合各国建筑设计节能标准的能量分析软件.我国在建筑设计节能设计方面也较为重视,于2005年7月1日起开始实施《公共建筑节能设计标准》节能设计正式成为强制性设计标准.但我国的建筑节能设计能量分析方法仍沿用传统的方法和方式,没有有效借鉴世界其他国家的能量分析方法进而优化改进我国的建筑节能设计能量分析方法,使得我国建筑界的设计师仍停留在原来的设计思维理念,建筑节能设计水平停滞不前.其中造成我国建筑节能设计水平滞后的主要原因是设计师在进行建筑节能设计阶段没有合理的、能被设计师所接收并应用于设计中的软件和有效的能效设计方法.
3..BIM 技术在建筑节能设计中的应用
3.1 BIM 技术
B IM（建筑信息模型）是一项通过建立虚拟建筑模型,建筑师通过对虚拟模型中包涵的建筑信息数据计算分析,确定建筑节能设计的方案的技术.其中在建筑虚拟模型能量分析方面,BIM几乎包涵了所有建筑节能设计所需的信息,如建筑材料、建筑外观、建筑功能及构件特征等信息.较好地指导建筑设计师进行生态建筑设计.建筑师在建筑模型中可随时任意地将有关建筑设计方面的信息通过计算机输出和输入,及时地对设计方案中存在的问题给予修正.总之BIM技术在建筑节能设计中的应用能有效地提高建筑设计方性和可靠性,为实现节能型建筑工程的顺利完工奠定了坚实技术基础.
3. 2基于BIM技术的建筑节能设计应用
在建筑设计中融入BIM技术,创建虚拟建筑模型,大量的和设计有关的信息将直观地展现在设计师面前,如建筑材料、三维空间效果、构件属性、建筑外观及具体功能效果等.在建筑设计具体的能量分析过程中,只需导入相关的能量分析软件就可以对整个设计方案进行分析计算,并反馈出详尽的能量分析结果.在建筑设计的方案阶段,利用建筑信息模型和能量分析工具能有小地简化能量分析操作步骤,提高工作效率.更能通过计算机强大的计算分析功能提高能量分析结果的准确性和快捷性.其中,美国是目前BIM技术在建筑节能设计中应用最为广泛的国家之一.美国的Green Building Studio可以达到建筑节能设计方案的各项要求.GBS可以快捷地从BIM软件中导入建筑模型,利用建筑模型中包涵的海量建筑信息来构建一个相对准确的热模型,并将模型格式转换为XML的格式.进而根据实际的建筑标准和建筑法规,对不同需求的建筑空间类型进行智能化假定.模型假定后,再结合建筑物所在地的典型气候信息数据,将DOE2.2模拟引擎引入到模型中进行模拟节能分析.其中分析内容包括建筑物每年的能量消耗、采暖制冷负荷、照明所需耗费的电力资源等,这些耗能数据都能够在模拟耗能系统中一一地展现出来,较为直观地反映过建筑节能设计的效果.