BIM技术应用于建筑节能设计的探讨

李晓光

（广东省建科建筑设计院有限公司 广东 广州 510000）

1 引言

进入21 世纪以来，国内的建筑行业获得了较快的发展。伴随着建筑工程的建设，工程中节能设计就成为了建筑工程设计中的重要的环节。通过建筑节能设计，不仅能够很好的促进城市化进程的建设速度，同时还可以极大的推动建筑行业的快速发展，改善居民的生活质量。近几年来，尤其是在建筑材料的使用方面，通过节能建筑的相关设计，极大的提高了建筑的节能效果，这对我国的环境保护以及可持续发展政策的响应有着积极的意义。因此，现阶段一定要做好建筑节能设计，并且加快BIM 技术在建筑节能设计中的应用。本文结合笔者自身经验，在探讨BIM相关概念以及国内建筑节能现状以及问题的基础上，进一步探讨BIM 技术在建筑节能上的应用。

2 BIM 技术的概述及其在建筑节能方面的现状

2.1 BIM 技术的概念

所谓的BIM 技术，就是建筑信息模型的建立以及其应用，我们也可以理解为是建筑数字的模型。针对建筑项目物理以及相关的功能特性，建立用数字表达的方式，进而实现知识资源的共享。这一技术可以通过虚拟建筑信息模型进行较为全面的建筑工程设计以及相关的检测，从而可以对整个建筑的过程实施有效的管理。现阶段这一技术涉及的领域越来越广，不仅是建筑的规划阶段以及项目设计的阶段，同时在施工过程和竣工管理过程中也有较多的应用。我们所提到的BIM 技术，是建筑信息技术的简称，这一技术对建筑工程项目中的基本构建以及施工工序和数据、物理化学更方面的特性联系起来，进而可以形成建筑信息模型，并建立建筑工程项目的数据资料库。通过数据库的建立，可以反映建筑元素和物理化学性质和建筑元素之间的关系。建筑工程中通过BIM 技术的应用，能够把建筑相关的数据存储在BIM 的数据库中。通过建筑项目的设计内容之间的关联性，实现在BIM 技术的基础上的信息传递以及共享。所以说BIM 数据库的建立，可以极大的促进建筑工程的发展。同时如果建筑工程的施工阶段需要相关的数据，工作人员可以在BIM 数据库中查找，这样一来就简化了数据收集的相关过程，同时也提高了施工的效率。此外，数据库能够通过各个项目负责人向BIM 数据库反馈的信息，进而将许多项目的参与者较好的联系在一起。这样一来，不仅可以提高建筑施工的协作性，同时还可以极大的提高施工效率。

2.2 国内建筑节能设计的现状

现阶段，国内建筑节能设计在建筑具体的实践中的推广和应用还存在着许多的不足，也就是说现阶段的建筑节能设计还不能够达到生态建筑可持续发展的相关要求。一方面，由于现阶段的建筑设计理念以及现代建筑技术水平的滞后性，导致了建筑节能设计水平的落后。在进行建筑节能设计工作时，设计师大多使用现有的生态建筑设计的相关方案以及现有的建筑设计的技术资料等文件，在设计过程中没有很好的对建筑工程节能设计的相关工作进行仔细的研究。这样一来，相关的设计方案就很难符合生态建筑的一些相关的要求，比如经济以及节能和绿色环保等要求。在现阶段的建筑节能设计过程中，国内的大多设计师更注重建筑的外观以及功能的设计，较少对建筑的功效因素进行考虑，设计中融入的节能思维也不多。另一方面，在建筑节能设计中，许多的数据参数一般是人工输入专业的软件对设计方案进行相关定量的分析。但是相关软件的操作以及使用，应该由专业人员进行相关的输入和定量分析等操作，但是对于现阶段的设计师来说，大多设计师的软件操作以及能量分析水平比较有限。这样一来，就会使得建筑设计方案在设计过程中没有进行专业性的能量分析。现阶段的设计方案，大多是投入到建筑施工阶段以后才进行相关的能量分析，在这一过程中，能够影响建筑设计方案的因素会急剧增多，严重的影响了建筑节能设计的能量分析。另外，就当前对于建筑节能概念的理念和应用方面，还没有对其引起重视。这主要的表现在对建筑节能的理解程度上，人员进行建筑能源消耗评估的时候，把重点过分的集中在设备运行的能耗方面，忽略了建筑施工过程中的能耗以及设备生产和运输过程中产生的能耗分析。近几年来，通过国外学者对建筑全寿命周期的能源消耗的分析，发现节能建筑中的建筑材料消耗能够占到全寿命周期能量消耗的四成左右。最后，进行建筑节能设计的过程中，不能很好的将设计方法与建筑节能技术进行良好的结合。尤其是传统的设计中，设计理念与现阶段全新的建筑节能技术之间有着较大的差距。

3 BIM 技术在建筑节能设计中的应用

3.1 协同设计

通过BIM 技术的应用，可以创建一个基于建筑实际情况的建筑信息模型。在这一模型中，不仅包含了关于建筑的各个阶段的所有信息，同时还可实现协同设计。通过建立相关的建筑模型不仅能够准确的读取水泵的规格以及用水量等相关的基本信息，同时还可直接的读取出跨专业的相关信息。例如，在对水泵电量进行修改时，这一模型能够同步完成负荷的计算。通过利用BIM 信息模型，绝大多数的专业都可在这一模型中执行所需的操作。这样一来，不仅大幅的减少了工作流程的复杂程度，同时还使节能设计更具联动效应。此外，在实际的应用过程中，全部设计工作可以在模型基础上完成，这一过程中如果有一方修改设计方案，工作人员能够及时的发现相关的数据，从而可以进行相关的讨论研究，有效的提升了设计的效率。当现阶段采用的建筑模型的生成方法主要有三种：①直接采用建筑设计人员提供的模型信息，进行相应建筑模型的生成。②通过交互智能转换的方法，进而生成建筑信息模型。③智能交互法。例如，位于北京市西北方昌平区中关村国家工程技术创新基地西南部的中国移动国际信息港项目，就应用了协同设计的技术，其中图1 是这一工程的概况图。

图1 北京中国移动国际中心信息港项目概况图

3.2 可视化设计

以往传统的建筑工程的设计工作中，采用较多的是CAD 信息平台。通过这一平台，设计人员需要将平面图和立体图以及剖面图等信息进行相关的汇集，然后进行建筑图形的复原。然后再分析和设计，从而进行建筑结构以及梁高和位置的调整工作。但是对于结构相对复杂并且工期较短的工程来说，利用传统方法进行信息传递的过程中，经常会出现信息的失真问题。这样一来，对建筑工程施工就会产生相应的影响。但是通过BIM 技术的应用，建立起来的信息模型可以直观的进行信息的读取，因此在提升了信息完整性和有效性的基础上，能够避免信息的失真问题的发生。需要注意的是例如给排水的施工项目模型不同于一般的土建项目的设计模型，给排水施工模型是在土建项目模型的基础上，设计给排水系统。这就要求工作人员对局部的设计模型进行修改，一旦进行了修改，就会影响到楼层的平面设计。现阶段一般采用以楼层为基础的设计，这样的设计可能会扰乱系统内部之间的联系。但是通过采用BIM 技术对设计模型进行相关的修改，就能够很好的保证给排水工程设计的整体性，并且修改工作也相对简单，其操作性也比较强。

3.3 参数化设计

对于BIM 技术而言，明细表以及三维视图和二维视图等都可以在建筑模型中将相关信息的形式表达出来，如果要对模型的参数进行修改，模型的引擎能够对平面以及明细表和模型视图等相应的的位置设计进行修改。并且这一技术可以及时的将修改后的信息及时的更新，从而使模型能够处于正常的运作状态。例如在建筑节能设计工作中，如果进行平面设计布置时，要合理的配置喷头以及消火栓等相关装置，并且这一过程中设备的数量会发生变化，这就要求在材料表中解决相关的问题，这样一来，节能设计过程的设计质量才可以有效的提高。建筑工程中如果引起参数化的设计，BIM 技术引进计算机能够起到相应的辅助作用。比如给排水工程的设计中，水力的计算要求专业技术人员利用相关软件进行计算，但是采用BIM 技术能够直接的读取卫生器具和设备的相关的信息，同时在设定管道水力特性方面，BIM 模型可以对管径的设计自动的修改，极大的提高了设计效率。

4 结束语

实践表明，BIM 技术的应用将建筑节能设计引入到全新的数字化的时代，能够将建筑工程转变成一个虚拟的较为准确真实的模型，进而能够对建筑工程进行全方位、多角度的设计检测，从而实现实时数据信息的共享，也能够提高设计的效率。因此，要重视BIM 技术在建筑节能设计中的应用。

[1]祖权元.BIM 技术在建筑节能设计中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2015（22）：184.

[2]苏婧怡.建筑节能设计中BIM 技术的应用解析[J].建筑工程技术与设计，2015（12）：2344.

[3]蔡铭杰.浅析BIM 技术在建筑节能设计中的应用[J].城市建设理论研究，2015（2）：1～4.