基于BIM技术的建筑节能设计探讨

王雨

摘要： 我国建筑行业发展迅速，规模不断拓展，数量逐年增加。随着建筑行业的发展，能源的消耗量也显著增加，我国现阶段仍然处于能源紧缺的状态，如何进行能源的合理利用对于保证我国建筑行业具有积极的意义。但是在进行建筑设计的过程中，无法实现准确的能源消耗分析，所以也就无法实现对能源的合理管控。将BIM技术应用于我国的建筑设计中，可以极大地改善能源利用状况，实现了对能源的合理利用。满足我国现阶段对能源节约的要求。本文就基于BIM技术的建筑节能设计进行了详细的探讨。

Abstract： China's construction industry has developed rapidly， the scale continues to expand， and the number has increased year by year. With the development of the construction industry， the consumption of energy has also increased significantly. At present， China is still in a state of energy shortage， and how to make rational use of energy is of positive significance for the construction industry in China. However， in the process of building design， the accurate analysis of energy consumption can not be realized， so it is impossible to achieve a reasonable control of energy. The application of BIM technology in the architectural design of China can greatly improve the utilization of energy and realize the rational utilization of energy，so as to meet the needs of energy conservation in China at the present stage. This paper discusses the building energy efficiency design based on BIM technology in detail.

关键词： BIM技术；建筑节能设计；探讨

Key words： BIM technology；building energy efficiency design；discussion

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）32-0172-03

1 现阶段BIM建筑节能设计状况

现阶段，我国在建筑节能设计工作中，仍然存在着较大的不足，不能实现环境以及资源的合理利用，或者利用效率较低，充分程度不足。导致了资源和能源的极大浪费。我国现阶段的能源仍然处于一个相对匮乏的状况，所以，必須做好能源的合理利用。很多能源设计方案往往不能满足设计标准的要求，或者与实际状况不相符，无法满足能源节约目标，设计人员需要应用先进化的设计方法，学习高效率的建筑节能设计技术，将其应用于我国的能源优化工作当中，对建筑物进行合理、全面的节能评价，然后再采取有效的节能手段进行处理。现阶段建筑设计的侧重点是美观性以及功能性，但是却没有注重到节能方面的功能性要求。没有做好绿色环保方面的管控，没有注意到经济方面的要求。应该在建筑设计的最初阶段就开始节能性设计，选择最合理的方案，实现理想的节能效果，实现人力资源和物力资源的极大节约。

2 BIM技术对建筑节能设计的优势

BIM技术对于建筑行业来说，无疑是一项革命性的技术，为从根本上解决项目管理工作中的问题提供了技术保证。为创建工程数据、管理文件以及共享资料和项目之间的协调作用发挥了重要的作用。BIM技术的优势主要有以下几个方面。

2.1 碰撞检查

基于建筑节能设计复杂程度较高，所以设计人员以及工程师不可能通过简单地肉眼观察和核对来发现二维图纸中存在的干涉现象，在实际的建筑设计以及施工当中，干涉现象极为多见，一旦发生干涉，必然会涉及到返工，再次设计、再次施工。不仅会增加资金的投入量，而且会导致工期的延后。一旦出现反攻，则材料方面的资金投入、机械设备以及装备方面的资金投入和窝工误工而导致的资金投入量都会较大，成本会显著提高。利用BIM技术，结合模型，软件便可以自动检测到碰撞的情况。对于仍然存在一定距离，但是由于距离过小，十分容易产生干涉的位置，需要出俱准确、详尽的检查报告，通过最合理的方式进行问题的解决，坚决不允许由于发生碰撞而导致资源大大量浪费、能源的损耗以及工期的延误。

2.2 精确施工和计划

就现阶段项目的施工计划来说，由于预算工作的编制处理方法仍然比较落后，精细化程度较低，过于粗放，不能够进行准确的人员以及资源的的计划与核对，所以这些不精确极易引起资源、能源的大规模浪费，通过BIM技术，可以实现精确度较高的操作与处理，通过合理的下料、排版来实现木工的翻样，使下料得到优化，避免或者减少出现大规模的废料。减少材料的消耗总量。对于所需采用的资源以及材料性质以及特点，需要预先通过虚拟的模式实现合理规划，通过这类操作模式以及办法，不仅实现了资源的节约，避免了浪费，而且提高了施工的效率和精度。

2.3 协同提升效率endprint

施工工程是一个复杂度较高的工程，但是，即使作为一个尤为复杂的工程，仍然缺乏一支足够稳定的专业化的施工人员来开展工作，施工中的操作人员具有较大的流动性，这就更加增大了施工的难度，为了在对建设质量进行监督与管控的同时，不会导致工期发生延误，产生大量的浪费，可以合理使用BIM技术，通过信息和资源的共享，使大家可以通过BIM获取最详尽的资料和数据，实现项目协同水平的提高，使工程进度有效提高，避免了资源浪费和消耗。

3 BIM技术在建筑节能全生命周期的应用

ANSYS以及CFD对于建筑节能分析来说，并不是相对合理地操作软件，使用起来并不方便，合理性较差，在进行实际分析的过程中，使用这些软件十分容易出现问题，所以，可以通过优化或者引入新的技术方法，使这些关键的应用更加合理和协调。应用BIM以后，基于其可视化以及模拟性等优势，极大的缓解了使用不同种类软件所带来的弊端。建筑设计人员通常在建筑设计阶段开展规划工作，通过数据共享以及多方面的分析，计算并校核所耗费的人力资源使用量以及物力资源消耗量，进而采用BIM进行技术优化，实现节能设计。通过使用BIM技术来建立施工模型，在实际施工之前合理地建立模型并实现分析和优化，为保证建筑的整体质量奠定了坚实的基础，在暖通工程的施工当中，由于在管道的设计当中，经常会有设计人员素质不高或者管道相对复杂，而产生干涉现象，应用BIM技术以后，基于其可视化的特点，所以可以通过模型的合理搭建，进而观察到是否发生干涉现象，为进行质量管理以及进度管理提供了良好的基础和保障。另外，基于BIM的可视化特点，避免了重复问题，节约了施工中的工序。在设备的使用过程中，需要定期的进行维护与保养，在维护和应用这一软件的过程中，发现很多隐蔽性问题，技术人员需要更好的进行空间管控，实现能源的节约以及应急问题管控和节能减排。

4 BIM在建筑节能技术上的应用

我国尽管资源总量大，但是由于人口数量众多，所以人均资源占有量极为有限，现阶段，建筑业作为主要的能源消耗产业，其能源消耗总量占能源总共消耗量比重约为三分之一，甚至更多，并且处于一个逐渐增长的状态。为了实现能源的节约，必须控制能源消耗总量，应用BIM技术，可以实现对社会总能源消耗的有效控制。在建筑的外围结构进行妥善处理，进行供热系统以及制冷系统的优化，可以实现能源的有效节约。对建筑外围护结构通过BIM进行合理设计，可以有效降低社会的总能源消耗。

在建筑的外围护结构、供热系统以及制冷系统中，需要做好建筑的节能处理，在建筑的外围护结构中应用BIM技术的意义在于进行全面的热工计算，实现材料的校验，合理计算墙体厚度数值并对建筑形式进行合理的评价，对于门窗的形式结构也都可以在设计前期进行准确的模拟和转换，在建筑的供热系统、制冷系统以及BIM计算中，都可以进行合理的模拟实验，不仅为建筑施工做好了全面的准备工作，而且避免了在施工中发生碰撞或者造成不必要的经济浪费和损失。可以通过尝试使用新型的设计结构，来降低不必要的经济浪费和损失。也可以尝试新的设计方案，通过在建筑设计中应用可再生资源，来实现能源的节约使用。房屋在不同的角度和位置，对太阳的利用率有所不同，所以，在地热资源相对丰富的地点进行取暖，可以充分利用风能来为建筑物进行供电，减少了火电资源的使用，降低了环境方面的污染。比如，对于一些沿海城市和地区，可以通过合理利用潮汐能以及屋面雨水来合理供电，极大地降低了对环境的污染，实现了生态环境的可持续发展。

5 基于BIM建筑节能设计方法研究

5.1 BIM参数化模型对建筑节能分析的支持

BIM参数化模型满足建筑设计中与环境相关的要求，并且符合当前的设计发展规律。现阶段很多城市的建筑设计必须满足国家关于节能方面标准的规定和要求。计算以及分析工作的开展一般都是在建筑设计方案完成以后或者对图纸进行了多次校审以后才开始的，计算以及分析也是对方案的进一步复验。应用BIM技术以后，可以实现在设计前期，在没有开展其他设计工作的前提下，对建筑进行模拟分析，设计中，通过将BIM模型导入到现代化的建筑以及分析软件当中，再进行有效调整设计方案，保证方案的可行性、节能分析，进而保证方案的可行性、设计效率以及质量。

5.2 支持绿色建筑

由于设计是参数化的，所以可以很好的支持建筑环境分析的开展，提供准确的数据以及资料支持。通过对BIM软件的合理使用，建立了一个全面、准确的信息模型，实现了建筑内部结构信息、资料以及数据的合理应用和共享，实现了信息处理模式的合理转换，可以通过利用不同的节能数据以及资料，来对建筑的能源消耗状况进行准确的判断，进而得到准确的能源消耗结果，为对建筑进行综合性、准确、高效的评价提供依据和保障。将分析数据用于评价建筑的能源状况以及修改类型，满足设计和能源的目标，满足设计要求。

6 基于BIM建筑节能设计的数据管理

建筑设计过程中的节能分析对于建筑的整体施工来讲是一个综合性较强的过程，涉及到多个学科的不同专业知识，BIM模型的搭建为建筑施工中不同的阶段提供了准确的设计平台。其将不同的专业进行详细的设计，将建筑环境分析提前进行处理，可以极大的提高设计质量，保证决策的效率。现阶段很多公司的三维软件都可以将模型数据用于建筑的绿色设计分析中。BIM的集成设计将建筑作为一个整体，从其全生命周期的角度进行问题的思考，并且实现了设计全过程的优化与处理。将全部的信息用于BIM设计的集成化处理当中，实现了对建筑环境的动态性的模拟，提供了一个良好的建筑设计的共享平台。BIM节能设计的数据管理流程见图1。

BIM建筑节能设计工作流程：

基于BIM的节能设计是一个相对合理的结构化平台。可以用于合理的能源消耗的预测、分析与评价，保证其在项目设计的早期合理地开展，对于保证项目的合理进行有着积极的意义。有效的控制了建筑的生命周期能耗模拟与评价。依据现阶段的建筑设计方案，合理搭建BIM模型，实现数据的合理分析以及导出，然后再将一些专业性较强的数据或者工具合理导入，实现设计人员对方案的有效调整、优化和分析。实现绿色设计以及评价。

综上所述，随着我国经济的进步以及技术的不断优化，能源问题日益严重，已经成为制约建筑行业发展的重要问题之一。将BIM技术应用于建筑设计中，通过虚拟化模型的建立，实现建筑能源消耗的有效管控，在施工中出现的各类突发问题，也可以通过对BIM的合理利用来进行管理，保证绿色设计的科学性和合理性，促进建筑行业在能源节约利用的同时稳步发展。

參考文献：

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