建筑节能与BIM应用

于江文

(青岛理工大学 山东 临沂 276000)

1 建筑能源的消耗现状

在全球能源消耗中，45%的能源用于满足建筑制冷、制冷和照明的要求，5%用于建筑施工过程。降低建筑能耗可以减少全世界的能源消耗，有助于维持整个生态系统的巩固。我国节能工作与发达国家相比相对起步较晚，目前仍然存在能源浪费严重的问题例如，与气候条件相似的发达国家相比，我国建筑的采暖消耗量为4—5倍，屋顶为2.5—5.5倍，外窗为1.5—2.2倍，门窗的透气性为3—6倍，总能耗为3—4倍。统计数据显示，每年在数千万新建和改建的建筑物中消耗数十亿吨树木、砖石和矿物材料，导致过度砍伐森林和大规模开采物质资源，造成土地破坏、植被退化、物种损失和自然环境恶化。这些现象都给我们敲响了警钟，节能减排势在必行。

2 BIM的价值及作用

2.1 解决建设信息化的瓶颈问题

建立单一的工程数据源，推广现代CAD技术的应用，推进建筑全生命周期管理，实现工程性能、质量、安全、进度、成本在施工生命周期各阶段的一体化管理，对总成本进行分析、预测和控制，建设项目全生命周期的能源消耗和环境影响。

2.2 施工管理

实现项目交付一体化IPD管理；实现动态、集成、可视化的4D施工管理；将建筑物、施工现场的三维模型与施工进度相结合，结合施工资源和场地布置信息，建立4D施工信息模型。

在建设项目施工阶段，实现了对工程进度、人力资源、设备、成本、场地布置等的动态集成管理，实现了施工过程的可视化。实现项目所有参与者的协同工作：项目所有参与者的信息共享，基于网络的文件、图纸和文件的提交、审核、批准和使用。通过网络协作，项目各方协商协调，实现对施工质量、安全、成本、进度的管理和监控。

3 BIM技术在当前建筑节能工程中的主要应用分析

3.1 建筑节能设计方面的应用

在建筑技法设计过程中，设计的初始阶段主要集中在方向和造型上。在施工阶段，建筑朝向的选择非常重要。此时，采用BIM技术对建筑朝向进行分析，最常见的方法是利用BIM技术的能耗分析技术对定位方案的能耗进行比较，从而确定朝向。在此基础上进行模型分析，将模型转化为正式的能力建设模型。建筑体型设计也得到了广泛的应用，为了满足建设项目的实际和经济需要，有必要在建筑BIM的体型设计阶段分析各气候特征，以减少对建筑的测量实现节能减排目标。

3.2 集成化设计方面的应用

在建筑一体化设计过程中，BIM技术可以全面优化建筑整体设计[1]，实现建筑项目真正的生态节能设计，为设计工作提供有针对性的软件应用平台，通过项目开发解决合作过程中的相关问题。BIM技术集成化设计的优势在于可以提供集成化的信息和集成化的信息，为了保证建筑结构形式与工程造价设计的合理性和相关性，应在设计初期进行造价优化控制

4 绿色建筑节能设计中BIM技术的运用方案分析

4.1 日照情况模拟

玻璃幕墙在建筑中的作用是有效地阻挡太阳光的辐射。目前，绿色建筑设计的目标是稳定降低建筑能耗，不断减少室内温室气体排放，同时保证建筑主体的保温效率，以达到预期的优化调整运行目标。在仿真分析环节，合理建立建筑三维数字模型，通过ecolect软件对不同时期建筑表面的太阳辐射进行精确分析，将收集到的信息作为建筑朝向规划的具体依据。

4.2 室外环境模拟

在建筑设计和施工作业中，要根据周围环境等因素确定施工方位。同时，还要做好建筑规划和景观绿化布局。在充分了解建筑物周围环境信息的基础上，分析了风向分布和具体的风蚀情况，在室外环境模拟设计阶段，应采用流体力学的计算机模拟分析技术进行操作，掌握建设项目周边风压差值，研究建设项目周边自然通风的基本信息，在设计过程中，借助一系列数据信息内容整合，对建筑设计方案进行优化调整，实现真正意义上的绿色建筑建设。

4.3 室内采光模拟

利用BIM技术对不同形状的建筑物进行模拟。为了改善建筑能耗机理，从实际出发，对室内照明和基础照明进行了研究，并利用该技术的软件仿真技术对室内外通风条件进行了模拟。利用计算机辅助设计(CAD)技术[2]，集成玻璃开孔的类型和尺寸信息，观察建筑能耗和基本变化趋势。

4.4 风环境模拟[3]

采用BIM技术模拟建筑的室内外风环境，特别是室外气候变化对建筑周围风速和风压的影响，从而优化建筑结构和通风系统，增强建筑的整体性能自然风在建筑通风中的应用，减少了室外气候变化对建筑周围风速和风压的影响，降低了建筑通风系统的能耗。

5 BIM技术未来发展前景分析

现阶段涌现出许多大型复杂的建设项目，BIM技术也可用于实现节能分析和通风分析。BIM技术的未来还体现在以下几个方面：

5.1 BIM的创新应用

BIM技术可以与三维激光扫描技术相结合，对建筑进行扫描，将激光产生的点整合到平面上，导入到建筑模型中；此外，BIM技术在古建筑和其他文化遗产的应用中可以发挥巨大的作用，并能准确还原历史文化遗产，这有利于历史文化遗产的保护，对遗产的改造具有重要意义。

5.2 BIM与绿色建筑

BIM技术可以为实现绿色建筑的可持续发展目标提供一系列的管理和分析工具。绿色建筑在促进绿色建筑的发展和创新方面具有巨大的潜力，是建筑业的大势所趋。为绿色建筑设计过程中建筑能耗和建筑材料的计算与评价提供了分析依据。它能有效地实现土地和材料的合理利用，降低噪声、光能、风能等的污染程度。同时，通过对生态环境指标的分析与评价，提出了一整套降低能耗、合理有效利用自然能源的方案。

6 结语

随着时代的进步和社会的发展，绿色节能建筑越来越符合时代的需要。在建筑绿色节能设计中，可以利用BIM技术优化建筑的采光、采暖、通风系统，加强BIM技术在设计过程中的应用，提高BIM技术的应用水平，提高建筑的绿色节能效果。[4]BIM技术在当前建筑绿色节能设计中的应用，为后续建筑的可持续发展提供了载体和路径。随着建筑科学技术的快速发展，生产成本和运营成本得到了优化和降低，为中国绿色建筑业的发展奠定了坚实的基础，未来的发展前景将相当可观。