劉覓

摘要：國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，帶動了建筑項目的規(guī)模、數(shù)量不斷增加，繼而導(dǎo)致了較為嚴(yán)重的能源耗費(fèi)、環(huán)境污染問題。當(dāng)下計算機(jī)技術(shù)不斷應(yīng)用，帶動了軟件發(fā)展、工程進(jìn)步，為工程建設(shè)行業(yè)增加了新型輔助設(shè)備。借助軟件、硬件技術(shù)的融合，實現(xiàn)了BIM平臺的搭建，為建筑行業(yè)運(yùn)作方法的精細(xì)化管理打下了良好基礎(chǔ)，充分實現(xiàn)對建筑工程環(huán)境的模擬，達(dá)到節(jié)能設(shè)計的最終目的。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑節(jié)能設(shè)計；施工設(shè)計；技術(shù)平臺

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.15.089

0引言

當(dāng)下國家經(jīng)濟(jì)增長較快，帶動了社會各行業(yè)的能源耗費(fèi)比例不斷增加，能耗危機(jī)引起國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到負(fù)面影響。據(jù)統(tǒng)計，建筑能耗比例逐年增加，可達(dá)到社會總能耗的20%左右。建筑施工中，資源耗費(fèi)同時產(chǎn)生大量污染物，進(jìn)而引起了較為嚴(yán)重的環(huán)境惡化，充分提高節(jié)能減排工作的落實成為當(dāng)下主要任務(wù)。政府對相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)的頒布起到了一定作用，借助BIM技術(shù)實現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計更加關(guān)鍵，該設(shè)計模式是提高建筑合理性，改造傳統(tǒng)建筑能耗過高的主要方法。

1BIM技術(shù)節(jié)能設(shè)計概述

1.1BIM技術(shù)特點

作為建筑信息管理的模型，BIM技術(shù)包含大量信息，可借助數(shù)字信息實現(xiàn)仿真模擬工作，包括建筑體三維模型的建立，繼而實現(xiàn)工程項目的材料、力學(xué)和結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計工作。

1.1.1可視化三維模型

BIM技術(shù)可以保證三維模型的搭建，借助可視化效果圖進(jìn)行后續(xù)分析，通過有限數(shù)據(jù)實現(xiàn)報表的生成作業(yè)，進(jìn)而提高相關(guān)設(shè)計工作、施工和后期維護(hù)等過程的有效管理，對應(yīng)各個專業(yè)的人員調(diào)動、節(jié)點決策等滿足可充分滿足施工要求。

1.1.2面向?qū)ο蟮膮?shù)化設(shè)計

BIM技術(shù)可有效處理對象參數(shù)化的合理設(shè)計，可根據(jù)相關(guān)規(guī)則進(jìn)行約束化設(shè)計，提高設(shè)計的協(xié)調(diào)合理性、模擬優(yōu)化效果，是BIM技術(shù)應(yīng)用的重要價值。

1.1.3多元化信息輸出

BIM數(shù)據(jù)庫可導(dǎo)出對應(yīng)多種信息形式，協(xié)助相關(guān)專業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)變更，及時進(jìn)行模型優(yōu)化、升級操作，一定程度上提高了設(shè)計工作的作業(yè)效率。

BIM軟件是建立在BIM核心的模擬軟件，具有建模、分析多層功能要求。前者是建筑信息模型的基礎(chǔ)，分為四類，即歐特克公司的Re-vit建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電系列，奔特力建筑、機(jī)構(gòu)和設(shè)備系列、Graphisoft公司的ArchiCAD以及達(dá)索公司的CATIA；后者則是利用BIM建筑模型信息，進(jìn)行日照、熱工、建筑環(huán)境等方面的分析模擬。

1.2節(jié)能設(shè)計現(xiàn)狀

與國外節(jié)能設(shè)計發(fā)展較快的國家相比，國內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計的起步較晚。存在推廣速度慢、發(fā)展效果一般的不足。主要原因在于：第一，社會大眾更加關(guān)注技能科技的發(fā)展，過于重視研究結(jié)果的節(jié)能能力，對設(shè)計方案自身效果存在偏差過大的不足。第二，建設(shè)團(tuán)隊對節(jié)能設(shè)計概念的理解不足，僅針對技術(shù)、設(shè)備表面工作進(jìn)行節(jié)能處理，相關(guān)細(xì)節(jié)的設(shè)計存在明顯不足。第三，設(shè)計與技術(shù)方法無法實現(xiàn)相對應(yīng)的要求。國家建筑設(shè)計的節(jié)能已經(jīng)取得一定成果，但是仍存在部分技術(shù)無法合理利用的局面。當(dāng)下，國家建筑行業(yè)的設(shè)計理念、技術(shù)水平發(fā)展空間較大，需要加強(qiáng)工程現(xiàn)場的全面考察，設(shè)計人員需要保證與時俱進(jìn)，提高創(chuàng)新性設(shè)計工作的落實。

2BIM技術(shù)在節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用

2.1BIM技術(shù)集成化設(shè)計

建筑施工中，集成化設(shè)計工作需要借助BIM技術(shù)實現(xiàn)，可提高設(shè)計工作的動態(tài)管理，實現(xiàn)生態(tài)節(jié)能目標(biāo)。為設(shè)計階段的相關(guān)作業(yè)人員打下良好基礎(chǔ)，可充分避免各專業(yè)交叉工作存在錯誤等問題。BIM技術(shù)在設(shè)計工作中，可提供可視化、系統(tǒng)化的模型。相關(guān)信息可充分體現(xiàn)形式、性能等基本要求，保證節(jié)能建筑與設(shè)計工作緊密結(jié)合，實現(xiàn)全面控制的目標(biāo)。

2.2前期場地和布局設(shè)置

建筑設(shè)計中，相關(guān)設(shè)計人員需要全面了解場地狀況，結(jié)合物理條件、空間狀況進(jìn)行調(diào)整，為后期場地分析打下良好基礎(chǔ)。

第一，氣候條件分析。建筑工程作為人類活動的主要載體，需要保證其與當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境相符合。通過合理的氣候條件分析，可以避免后期生活工作的不適感。BIM技術(shù)對場地氣候條件的分析主要包括以下幾個方面：（1）利用建筑環(huán)境分析軟件ECOTECE中的Werther Tool工具對氣象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和轉(zhuǎn)換，同時進(jìn)行焓濕圖的氣象分析，進(jìn)一步了解建筑環(huán)境；（2）根據(jù)當(dāng)?shù)靥柛叨冉堑淖兓?，對太陽輻射的各個角度進(jìn)行分析比對，計算出輻射量確定相應(yīng)構(gòu)件的設(shè)計情況。

第二，場地地形分析。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，分析地形以及地貌特點，采取BIM技術(shù)與GIS技術(shù)對建筑場地的地形進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其中包括空間、高度、坡度等因素，主要目的是為設(shè)計者提供豐富的素材與設(shè)計依據(jù)。設(shè)計人員可以通過地形透視圖了解現(xiàn)場場地的地勢起伏與變化，從而進(jìn)行建筑設(shè)計。

2.3BIM技術(shù)設(shè)計方法分析

BIM技術(shù)的節(jié)能設(shè)計主要體現(xiàn)在工程項目的朝向、形體選擇兩方面。

2.3.1朝向的選擇

建筑施工項目中，朝向一般是指采光位置的設(shè)置，朝向合理可避免后期耗能過高的狀況。體現(xiàn)在兩方面要素：太陽能輻射熱量的利用、通風(fēng)狀況的增加。大量工程實踐表明，朝向影響要素較多，需要結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行綜合分析。如借助BIM技術(shù)的能耗分析，可實現(xiàn)方案的直觀對比，在滿足節(jié)能要求的基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)對朝向的合理控制。然后利用BIM技術(shù)中的ArchiCAD里建立會所的體量模型進(jìn)行能量分析，并利用最先進(jìn)的自動模型幾何分析功能，直接將建筑模型轉(zhuǎn)換為建筑能量模型，直觀地觀察熱塊能量模型，再選擇最佳的設(shè)計方案。

2.3.2輔助建筑的形體選擇

建筑物的形體十分關(guān)鍵，可通過形體合理設(shè)計實現(xiàn)節(jié)能的控制管理，對項目后期實用效果、經(jīng)濟(jì)效果的發(fā)揮具有積極影響。借助BIM技術(shù)對各種因素進(jìn)行綜合分析，如氣候條件，可幫助設(shè)計人員及時將形體建設(shè)作為重點考慮要素，避免耗能高狀況的發(fā)生。例如，在南方地區(qū)，夏季炎熱潮濕，建筑物應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)散熱部分的設(shè)計，以確保住戶居住的舒適性。這時，可以利用BIM加大建筑開口面積或底層架構(gòu)確保建筑物通風(fēng)順暢。也可以利用BIM調(diào)節(jié)室內(nèi)采光，提高建筑的節(jié)能性，降低能源消耗。

2.4BIM技術(shù)在詳細(xì)設(shè)計階段的要求

第一，輔助圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。利用BIM技術(shù)降低建筑實際的能源消耗，通過裁量分析與數(shù)據(jù)對比，分析出相應(yīng)材料的能耗數(shù)據(jù)，從而選擇節(jié)能效果最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)形式。

第二，節(jié)能玻璃的選擇。工程實踐表明，建筑材料中，節(jié)能玻璃的設(shè)置十分關(guān)鍵，工程項目中，一般由三成能量是通過玻璃實現(xiàn)傳導(dǎo)作用，玻璃設(shè)置合理可充分避免后期能量損失狀況，是當(dāng)下研究熱點。當(dāng)下研究中較為常見的包括中空玻璃。BIM技術(shù)中的Archi-CAD技術(shù)可對中空玻璃進(jìn)行快速選型，對應(yīng)玻璃洞口、方向、尺寸的相關(guān)參數(shù)可實現(xiàn)有效評估，必要時可進(jìn)行材料種類的更換，對比不同方案實現(xiàn)能耗最低化的合理設(shè)置。

2.5安裝模型的設(shè)計

將BIM技術(shù)引入模型設(shè)計的安裝施工中，可實現(xiàn)直觀有效的指導(dǎo)作業(yè)。施工環(huán)節(jié)中，借助時間維度的融合，提高模型的合理性，便于安裝進(jìn)度的精確化工作，可達(dá)到預(yù)期可視化要求。工程進(jìn)度表的設(shè)置中，借助模型可實現(xiàn)進(jìn)度精確化、可視化的效果。調(diào)整對應(yīng)進(jìn)度表要求，便可實現(xiàn)給排水工程的規(guī)劃分析，提高整體把握效果，便于后期安裝、設(shè)計工作的順利進(jìn)行。同時是避免設(shè)計變更操作的主要方法，對當(dāng)下建筑節(jié)能系統(tǒng)的給排水設(shè)計具有直接影響作用。給排水設(shè)計模型與傳統(tǒng)土建模型不一樣，是建立在土建模型基礎(chǔ)之上的系統(tǒng)，如果發(fā)生給排水系統(tǒng)的局部修改，將會導(dǎo)致樓層整體平面設(shè)計隨之變動。為了避免工作量過渡繁重的危害，可借助樓層為基礎(chǔ)設(shè)計，降低系統(tǒng)內(nèi)部之間的過渡牽連，時間工程設(shè)計更加具有簡潔性、整體性、系統(tǒng)性的優(yōu)勢。

3結(jié)語

BIM技術(shù)借助信息化技術(shù)將工程實現(xiàn)了模型化、系統(tǒng)化、可視化設(shè)計，提高了信息共享平臺的合理搭建，具有高效節(jié)能的優(yōu)勢。相關(guān)設(shè)計人員需要綜合BIM技術(shù)的整體功能進(jìn)行分析，避免簡單數(shù)據(jù)處理等行為，需要提高該技術(shù)多方面協(xié)作的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]侯博，李蒙，姜利勇等.淺析BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計評估中的應(yīng)用[J].建筑節(jié)能，2014，（12）：3841.

[2]呂松娥.BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015，（10）：222.

[3]劉北生.BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（24）：154.