BIM技術建筑節能初探
時間:2022-06-01 10:48:05
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摘要:當前bim越來越受到建筑行業的重視,我國近年來也不斷地加大BIM技術的應用。而如何利用BIM技術在項目的全生命周期進行建筑節能,是BIM今后發展的的一個方向。利用BIM相關軟件對建筑圍護結構進行熱工分析,進行不同墻體材料的優化組合選擇最佳節能方案;對于建筑物進行光照分析,優化設計方案等。通過對相關建筑節能的分析,對于以后相關研究以及標準的制定提供一些建議。
關鍵詞:BIM技術;全生命周期;建筑節能
1引言
自改革開放以來,我國建筑業得到了高速的發展,在推動我國工業化、城市化的進展中扮演者重要的角色,是國民經濟的重要組成部分。然而,這些輝煌是聳立在巨大的消耗與浪費之上的。建筑業消耗著世界上40%的能源和原材料,相比其他行業,它的效率十分的底下。
2BIM
2.1BIM的定義BIM是以三維數字技術為基礎,集成建設工程項目各種相關信息的工程數據模型,同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化技術。它是從CAD技術的基礎之上發展起來的,它更加的寬泛,直觀,把人們的視覺從二維帶入三維的世界,甚至可以發展成4D、5D的模式。
2.2BIM的國內外研究現狀
2.2.1BIM的國內應用現狀
在我國BIM技術最早應用于香港并于2009年成立了香港BIM協會。當時在大陸,大部分的行內人士都只是聽說過BIM,相當的一部分人還認為BIM是一種軟件。此后,BIM技術開始在中國大陸發展,成為中國“十一五”國家科技支撐計劃重點項目,逐漸的被應用于科研院校、設計院、施工單位、地產商等建設行業相關機構。部分地區制定了相關的法律、法規、標準和規范。而這只是其中的一小部分,大部分還處于觀望狀態。
2.2.2BIM的國外應用現狀
BIM最早從美國發展起來,后逐漸的傳入歐洲、日韓等發達國家。目前BIM在這些國家的發展趨勢和應用水平都達到了相當的水平。美國的威斯康辛州在2009年7月成為第一個在新型大型公共建筑項目使用BIM結束的州政府;2009年8月,德克薩斯州開始應用BIM技術并計劃發展詳細的BIM標準;2010年9月,俄亥俄州頒布了BIM協議。BIM技術發展迅速,而且國外的研究也不僅僅如國內一樣停留在建筑項目之上,而是開始研究BIM本身的作用。研究的主要方面是BIM應用對組織的影響、BIM應用的優化路徑、BIM理論框架的改進以及BIM效能測度的研究等等方面。
3建筑節能
3.1建筑能耗現狀
我國建筑能耗約占社會總能耗的33%;高能耗建筑的比例不斷增加,我國目前有近400億平方米以上的高能耗建筑,僅到2000年末我國建筑品能源消耗已達3.76億噸標準煤,溫室氣體排放占全國的25%,預計到2020年我國的建筑能耗將達到1089億噸標準;而我國的建筑節能狀況落后,節能水平、相關標準遠低于發達國家等這些都加劇了我國的能源危機。
3.2BIM技術在建筑節能全生命周期的應用
在進行建筑節能分析時,ANSYS、CFD等一些軟件使用起來很不方便,在分析過程中會產生一些問題,而BIM全生命周期的可視化、協調性、模擬性和優化型的特點在很大程度上緩解了上述軟件所帶來的問題。在建筑設計階段由設計人員進行項目的規劃設計,數據共享減少綜合多方面因素優化設計,重復修改所浪費的人力物力,縮短設計時間,同樣的設計階段利用BIM的能耗分析功能,進行節能優化;在施工階段利用BIM技術建立模型,提前演繹為實際操作中控制施工進度以及質量控制奠定基礎;在暖通工程以及線路的安裝階段運用BIM技術的可視化特點提前模擬進行碰撞試驗,避免重復問題,減少檢修程序;運營維護階段提供空間管理、設施管理、隱蔽工程管理、應急管理、節能減排管理(此階段管理合理可以有效地減少能耗)等等。
3.3BIM在建筑節能技術上的應用
資源匱乏在當今社會是一個很重要的問題,盡管中國地大物博、幅員遼闊,但是再多的資源平均在每個人身上也就少得可憐了。近年來建筑業逐漸成為三大能耗產業之一,能耗占社會總能耗的三分之一還多,且有增加的趨勢;因此控制建筑能耗,在BIM基礎上發展節能技術對于降低整個社會的能耗很有幫助。建筑節能主要應用于建筑外圍護結構、建筑供熱制冷系統和建筑設備以及可再生能源在建筑中的節能技術等三個方面。建筑外圍護結構節能技術在BIM中進行熱工分析,材料轉換、墻體的厚度、屋面形式、門窗材料類型等都可以在設計階段轉換;建筑供熱制冷系統和建筑設備節能技術在BIM中進行碰撞模擬實驗,為施工階段做準備,減少不必要的浪費與損失,而且在可以進行新型的設計嘗試;可再生能源在建筑中的節能技術在BIM中,如房屋在不同的角度對于太陽能的利用率,地熱能豐富地區的冬季取暖,利用風能為單個建筑物發電減少火力發電的使用,減少環境污染,在沿海地區使用潮汐能以及雨水的房屋形式等等。BIM技術的應用不僅可以是建筑業降低能耗,利用可再生能源不能能夠減少化石資源的使用、保護環境、減少污染源。
4展望與結語
4.1展望
隨著時代的發展,網絡信息傳播方式越來越普遍,而BIM技術為建筑行業所帶來的信息化時代,對建筑項目的設計、建造、運營、維護等都能實現全面的實施管理與信息共享。很大程度上改變了傳統的管理方式中信息管理不完善的漏洞,在提高管理的效率同時為建筑業帶來更大的效益。而對于建筑節能方面,有BIM技術的加入,在項目的全壽命周期都方面都可以降低能耗,不僅可以節省了時間和精力,也能從根本上解決很多不必要的浪費。在節能的建筑設計、外圍護結構、建筑供熱制冷系統、建筑設備的節能以及建筑的自動化與計算機控制方面可以利用BIM技術來做更多的嘗試。
4.2結語
近年來,行業內人士也逐漸意識到BIM技術帶來的便捷,在很多項目上運用并取得了巨大的成功。不能把BIM錯誤的理解成CAD的換代產品,更是一種理念,為建筑業帶來變革的技術。作者從以下幾個方面基于BIM技術對于建筑節能的研究提出方向:(1)BIM與建筑節能的規范標準研究。建筑節能的規范與標準是國家的建設部為了加強建筑行業的節能管理,提高各種能源的利用率,改善建筑室內的環境質量,根據我國的相關法律法規而指定的。如何使建筑做到節能要求,相關的規范標準起著關鍵的作用。BIM技術在我國剛剛起步,具體的規范標準還沒有出臺,BIM與建筑節能相互結合進行規范,為民用建筑、工業建筑上節能進行規范,達到理想目標。(2)BIM對于建筑項目管理。BIM可以理解為建筑信息管理(BuildingInformationManagement),對建筑生產經營活動中的有關信息進行收集、加工、傳輸、儲存、管理的總稱。在項目的規劃、設計、建造、運營以及維護等各方面,結合BIM的共享技術,可以從全局的角度,在項目的各個階段節省成本、材料等。對于節能方面,在建造完模型以后對于不合理的方面,可以有設計人員進行調整。
作者:尚琪 單位:內蒙古科技大學
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