浅析BIM 技术在节能改造领域的应用

（甘肃建筑职业技术学院，甘肃 兰州 730000）

为更好的实现节能要求，不仅要新建筑要推广节能技术，已建成的建筑也需进行节能改造。而在此过程中，BIM 技术具有极大的应用价值，其可以大幅提高节能效率，降低节能改造成本。

一、建筑节能改造和BIM 技术的概念

建筑节能就是通过技术手段对新建筑进行节能设计、对传统建筑进行形式和结构的改造，使其达到减少能源消耗、符合节能标准的要求。新建筑节能就是在建筑设计阶段就融入节能要求，对传统建筑节能改造则要通过设计采暖、通风系统和建筑围护结构的方式来实现。

BIM 技术是计算机网络技术、大数据技术兴起后出现的一种技术形式，是可用于管理、设计、建造的数据化工具。其通过有效整合建筑的数据信息模型，在建筑的项目策划、运行和维护阶段等全周期中，实现了信息共享和传递，帮助工程技术人员有效应对和理解建筑信息，加强并提高设计人员、施工人员和其他参与部门的沟通协同能力，缩短施工周期，节约建筑成本。

二、BIM 技术在节能改造领域的应用优势

（一）实现建筑信息的量化

首先，BIM 技术模型具有一般信息技术共有的优点，即信息量大，类别丰富，其中包含设计、施工、生产和运行等各阶段的信息。同时，还可以量化储存建筑的所有信息数据，如建筑结构承载、建筑成本造价、型号规格、建筑构件尺寸等。

其次，BIM 技术不仅是实现了建筑信息的量化储存，还可以用于对输入系统的各种数据进行分析，按照节能的需要制成规定格式的表格，便于相关信息的直接读取，方便计算节能效率等指标，提高了工作效率，减轻工作的压力和成本。

最后，BIM 技术是建筑项目各参与方进行扁平化交流沟通的平台，在这个平台上，所有数据信息得以共享，相关方可直接交流，信息的修改更正也得以及时方便的进行和审定。

（二）计算数据信息，得到最优节能效果

建筑节能改造并不容易，要综合各方面的节能因素，进行有效地分析论证。如节能就涉及到利用太阳光，因此计算建筑的室内光照强度，就需要综合考虑具体房间在整个建筑物的方位、屋内的墙壁材料、窗户开口大小和朝向等，需要经过比较来选择出最优方案。在这一过程中，BIM 技术显示出巨大的优势，通过应用BIM 技术，搭建模型可以模拟分析和比较建筑在各种环境条件下的节能效果，进行科学有效的评估，得到通过调整窗户开口大小、灯具型号规格的优化的数据信息，最终得到最强的光照。

三、传统建筑的节能改造

传统建筑进行节能改造，目前主要是对建筑的围护结构进行改造。具体指改造传统建筑的外墙、外窗、楼梯间、屋顶和单元门等。改造建筑的外墙有两种方法，一种是直接在建筑外墙加一层保温墙体材料；另一种方法是建筑外墙结合保温隔热性能较好的材料进行改造施工。

改造建筑外窗使用较多的方法有使用节能玻璃、加涂玻璃涂膜、换装节能窗等，在这一过程中要注意窗户的遮阳系数、可开启面积、气密性、传热系数这四项数据，以确保节能目标的实现。除此之外，改造楼梯间时，要将楼梯间由开放式改成封闭式；改造屋面，可以在屋内加设节能架、使用保温屋面或改造为绿化屋面等，这都可以达到节能的目的。

对传统建筑进行节能改造，还可以加强利用可再生能源，如目前较为成熟的太阳能和地热能技术。太阳能技术较多的用来发电和热水，从技术上来说就是光伏建筑一体化和太阳能热水系统与建筑一体化。光伏建筑一体化是通过把建筑的外围结构如墙壁、屋顶、幕墙等与光伏发电系统结合成一个整体，这样建筑外墙不但具有隔离围护的功能，还有发电的功能，可以有效满足建筑的能源需求；太阳能热水系统与建筑一体化原理也大致相同，是把太阳能热水系统与建筑外围结构结合为一体结构。地热能利用技术系统包括水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统，即在条件适合的地区开发利用地热能，满足建筑的能源需求。

四、BIM 技术在某小区节能改造中的实践运用

某小区建于1997 年至1999 年，为6 栋居民楼，每栋6 层楼高，框架结构，外墙基本建材为普通红砖。因建筑年代较早，故而没有采取任何保温措施，且墙体风化严重，墙皮有脱落，整个建筑的保温效果很差。

经过实地勘测，采集相应数据信息，建立了BIM 模型。该模型完全模拟了该小区建筑的真实情况，并结合采集的小区数据信息开始进行节能分析。经过对模型的计算分析发现，小区建筑的外围结构、建筑体积、体形、建筑的导热性等方面的数据都已经超过本地区的建筑节能标准。为此，设计人员结合当地的建筑节能标准、当地气候、居民的习惯和经费情况，从建筑围护结构改造、可再生能源利用、室内布局三个方面提出了三套节能改造方案。在BIM 技术模型中对三套方案进行对比分析：

1.通风分析。用反映空气新鲜度的指标空气龄为衡量标准，第一和第二套方案由于有专门的改进措施，因此空气龄比较接近合理区间；

2.采光分析。三套方案的采光系数分析中，第二套方案为3.3%，最为接近地方的采光系数标准不低于2.2%的要求。因此从这一角度看第二套方案较为为合理；

3.热工性能。热工性能最好的是第一套方案，其次是第二套方案，三套方案的建筑传热系数基本一致；

4.能耗分析。三套方案的对于热能和电能等的消耗逐渐增大，但是第一套方案采取保温措施，因此其能耗在三套方案中最低；

5.造价分析。三套方案中，造价成本方面第一套和第二套方案区别很小，第三套方案的成本最低。

通过各方面的分析比较，综合评价，第一套节能改造方案最终脱颖而出，得到小区业主的认可。通过节能改造，提升了改善了业主生活质量，还起到了美化环境的作用。

五、结论

建筑的节能技术类型很多，本文主要介绍的是BIM 技术在建筑节能改造中的应用，而且以传统建筑的围护结构的节能改造作为主要的介绍对象，结合案例分析了BIM 技术的应用，肯定了该技术在节能改造过程中的效果。