建筑节能设计中BIM技术的应用解析

苏婧怡

【摘要】本文主要在对建筑节能设计的现状及存在的主要问题分析的基础上，从BIM技术的建筑节能设计方法分析入手，探讨BIM技术在建筑节能设计中的应用。

【关键词】建筑节能设计；主要问题；BIM技术；设计方法

一、建筑节能设计的研究现状及存在的主要问题分析

1.建筑节能设计发展现状

当前的能源紧缺问题已经成为了全球性的问题，特别对于处在经济高速发展时期的发展中国家来说，其为社会经济的可持续发展带来了较大的负面影响。在当前环境下由于受到了较多的建筑设计理念问题以及现代建筑技术水平的制约，造成了建筑技能设计水平发展较为缓慢。以往的建筑节能设计主要是设计人员在按照原有的生态建筑设计方案基础上进行的节能设计，其并没有做到充分的对建筑节能设计因地制宜的分析和研究。同时，对于建筑节能设计方案的经济性、节能性以及绿色环保性等并没有进行验证和考究。主要表现在建筑设计人员在进行方案设计的过程中，将考虑重点方在了建筑功能设计和外观设计上，而对于节能思维的融入较少。另一方面， 在建筑节能设计中的大多参数数据都主要是通过在专业软件中的人工输入，从而进行设计方案的定量分析，并且由于设计人员在进行软件操作以及能量分析方面欠缺专业性，从而造成建筑节能设计的能量分析有效性难以实现。

2.建筑节能设计中存在的主要问题

当前建筑设计中存在的问题主要表现在以下几个方面：

首先，当前对于建筑节能概念的理念和应用多数集中在对于节能新技术的应用上，而真正意义上的对于节能设计的关注较少。对于现有的建筑节能示范项目来说，其节能多数是可见的，真正的节能概念并没有在建筑自身的节能设计环节中体现出来。

其次，表现在对建筑节能理解程度不深，在进行建筑能源消耗评估的过程中，将评估重点过多的放在了设备运行能耗方面，没有对建筑施工过程以及设备生产和运输过程中产生的间接性能耗进行充分关注。然而根据国外学者基于建筑全寿命周期的能源消耗分析研究来看，在节能建筑中的建筑材料消耗扎到了全寿命周期消耗的40%。

第三，在进行建筑节能设计的过程中，并不能有效实现设计方法与建筑节能技术之间的紧密结合，特别对对于传统设计方法来说，其设计理念与当前全新的建筑节能技术之间相对缺乏协调性，由此直接造成了新型节能技术不能有效的在设计中得到应用。

第四，最为重要的是设计过程中存在的信息孤岛问题，由于建筑设计本身具有系统性和复杂性特征，其中所包含的各项信息众多且信息与信息之间属于相互关联的关系。然而之前所采用的基于二维CAD的设计平台，在一定程度上并不利于建筑设计与能耗计算之间的信息共享，从而造成了信息孤岛问题的产生。

二、基于BIM技术的建筑节能设计方法分析

1.工作流程

建筑信息模型为建筑节能设计提供了结构化的平台支撑，从而使得建筑节能设计的能耗分析以及评估工作可以在建筑方案设计的早期阶段开展，由此就有效解决了之前一直存在的传统设计方法中的项目设计和节能设计相互分离的问题，从而确保了建筑全寿命周期的能源消耗模拟以及评估的有效实现。首先在严格按照建筑设计方案的基础上建立相应的BIM模型，随后在对模型中的数据导出的基础上进行环境分析，然后通过建筑节能专业分析工作的导入进行模拟分析，最终根据以上分析结果进行相应的设计方案的调整处理，从而达到有效的建筑节能设计与评估的目的。

2.节能分析与数据管理

BIM技术参数化模型与当前的建筑设计环境性能分析的发展趋势相符合，对于当前国内的大多数建筑设计来说，其主要是在满足相应的建筑节能设计标准要求的基础上，在设计工作完成或者是施工图成形后再进行设计方案的分析和验证，从而保证设计方案能够符合规范性要求。而通过BIM模型，将早期阶段的模拟分析变为可能，并且能够及时有效的根据模型分析结果进行对应的方案调整，在一定程度上提升了设计效率和设计质量。

其次在基于BIM技术的集成设计中，其将建筑视为一个系统，并且从全寿命周期的角度出发对整个设计过程进行了优化处理。BIM技术通过对建筑信息的集成，有效实现了建筑真实环境的动态分析，从而为建筑节能设计提供了较好的数据管理和操作平台。

三、BIM技术在建筑节能设计中的应用

1.协同设计

首先采用BIM技术建立建筑信息模型，从而将建筑工程施工全过程中所需要的各项信息进行汇集。例如对水泵尺寸以及用电量等基本信息进行读取，同时在水泵电量修改的过程中对其负荷计算进行同步更新。另一方面，通过BIM模型实现了工作流程的简化，从而有效的提升电了建筑节能设计的联动性，并且由于设计工作是在基于BIM基础上开展的，所以其在进行设计方案的调整和修改的情况下，能够及时的传递给其他相关人员，由此大大提升了协同设计的效率。

当前所采用的进行建筑模型的生成的方法主要有以下几种：

第一种是直接采用建筑设计人员提供的模型信息进行建筑模型的生成，第二种是通过交互智能转换法生成建筑信息模型，第三种是智能交互法。对于以上三种建筑模型生成方法来说，其都能够通过BIM技术完成，从而为建筑节能设计奠定了稳固的基础。

2.节能设计数据计算分析

通常情况下，在进行建筑节能设计的过程中，设计人员将设计模型导入相应软件就可以进行建筑信息的获取以及数据分析结果。与原有的设計软件相比较，该种数据获取手段更为便捷，不需要再进行以往的繁重的设计工作，使其能够将更多的精力和实践投入到节能设计研究中。并且在进行建筑节能设计的过程中，可以将GBS技术从建筑信息模型中直接导入，通过对建筑信息的利用建立起相应的热模型，在将其转化为XML格式后通过就相关软件进行分析，最终使得了奇偶按住能量分析过程进一步简化，从而实现了设计时间的节约。除此之外，在该过程中根据不同的地区的建筑标准以及法规的不同，通过GBS技术和BIM技术的结合应用，能够节能建筑的类型进行智能设定。

3.可视化设计

在以往传统的建筑工程设计中，其较多的采用的是CAD信息平台，在该基础上设计人员需要对平面图、立体图以及剖面图等信息进行汇集，从而进行建筑图形的复原并在分析和设计的过程中进行建筑结构以及梁高和位置的调整。在以上过程中，特别是对于结构相对复杂且工期较短的工程来说，其在进行传递的过程中会出现一定的信息失真现象，从而对建筑工程施工产生了相应的影响。而BIM技术的应用，通过信息模型就可以进行直观的信息读取，从而在提升了信息完整性和有效性的基础上，有效避免了信息失真情况的发生。

另以方面，在进行建筑给排水施工的过程中，该施工项目模型建立在土建项目模型基础上的，由此在进行给排水设计的过程中就首先需要进行局部的设计模型修改，但是其势必会对楼层平面设计产生相应的影响，由此就可能会造成系统内部之间相互关系的扰乱。而通过BIM技术在设计模型中进行修改，能够充分确保给排水工程设计的整体性和联系性，同时具有着可操作性强且操作简单的特点。

参考文献：

[1]邱相武，基于BIM技术的建筑节能设计软件开发研究[J].建筑科学，2012（28）：06-09

[2]淮建峰，基于参数化BIM建筑设计技术[J].现代装饰（理论版）：2012（5）：59-61