BIM技術(shù)建筑節(jié)能初探
時間:2022-06-01 10:48:05
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摘要:當(dāng)前bim越來越受到建筑行業(yè)的重視,我國近年來也不斷地加大BIM技術(shù)的應(yīng)用。而如何利用BIM技術(shù)在項目的全生命周期進(jìn)行建筑節(jié)能,是BIM今后發(fā)展的的一個方向。利用BIM相關(guān)軟件對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱工分析,進(jìn)行不同墻體材料的優(yōu)化組合選擇最佳節(jié)能方案;對于建筑物進(jìn)行光照分析,優(yōu)化設(shè)計方案等。通過對相關(guān)建筑節(jié)能的分析,對于以后相關(guān)研究以及標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一些建議。
關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);全生命周期;建筑節(jié)能
1引言
自改革開放以來,我國建筑業(yè)得到了高速的發(fā)展,在推動我國工業(yè)化、城市化的進(jìn)展中扮演者重要的角色,是國民經(jīng)濟(jì)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(yè)消耗著世界上40%的能源和原材料,相比其他行業(yè),它的效率十分的底下。
2BIM
2.1BIM的定義BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成建設(shè)工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型,同時又是一種應(yīng)用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化技術(shù)。它是從CAD技術(shù)的基礎(chǔ)之上發(fā)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(fā)展成4D、5D的模式。
2.2BIM的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.2.1BIM的國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀
在我國BIM技術(shù)最早應(yīng)用于香港并于2009年成立了香港BIM協(xié)會。當(dāng)時在大陸,大部分的行內(nèi)人士都只是聽說過BIM,相當(dāng)?shù)囊徊糠秩诉€認(rèn)為BIM是一種軟件。此后,BIM技術(shù)開始在中國大陸發(fā)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(yīng)用于科研院校、設(shè)計院、施工單位、地產(chǎn)商等建設(shè)行業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)。部分地區(qū)制定了相關(guān)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。而這只是其中的一小部分,大部分還處于觀望狀態(tài)。
2.2.2BIM的國外應(yīng)用現(xiàn)狀
BIM最早從美國發(fā)展起來,后逐漸的傳入歐洲、日韓等發(fā)達(dá)國家。目前BIM在這些國家的發(fā)展趨勢和應(yīng)用水平都達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃?。美國的威斯康辛州?009年7月成為第一個在新型大型公共建筑項目使用BIM結(jié)束的州政府;2009年8月,德克薩斯州開始應(yīng)用BIM技術(shù)并計劃發(fā)展詳細(xì)的BIM標(biāo)準(zhǔn);2010年9月,俄亥俄州頒布了BIM協(xié)議。BIM技術(shù)發(fā)展迅速,而且國外的研究也不僅僅如國內(nèi)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(yīng)用對組織的影響、BIM應(yīng)用的優(yōu)化路徑、BIM理論框架的改進(jìn)以及BIM效能測度的研究等等方面。
3建筑節(jié)能
3.1建筑能耗現(xiàn)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(dá)3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,溫室氣體排放占全國的25%,預(yù)計到2020年我國的建筑能耗將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn);而我國的建筑節(jié)能狀況落后,節(jié)能水平、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家等這些都加劇了我國的能源危機(jī)。
3.2BIM技術(shù)在建筑節(jié)能全生命周期的應(yīng)用
在進(jìn)行建筑節(jié)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(chǎn)生一些問題,而BIM全生命周期的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)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(shè)計階段由設(shè)計人員進(jìn)行項目的規(guī)劃設(shè)計,數(shù)據(jù)共享減少綜合多方面因素優(yōu)化設(shè)計,重復(fù)修改所浪費的人力物力,縮短設(shè)計時間,同樣的設(shè)計階段利用BIM的能耗分析功能,進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化;在施工階段利用BIM技術(shù)建立模型,提前演繹為實際操作中控制施工進(jìn)度以及質(zhì)量控制奠定基礎(chǔ);在暖通工程以及線路的安裝階段運用BIM技術(shù)的可視化特點提前模擬進(jìn)行碰撞試驗,避免重復(fù)問題,減少檢修程序;運營維護(hù)階段提供空間管理、設(shè)施管理、隱蔽工程管理、應(yīng)急管理、節(jié)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(jié)能技術(shù)上的應(yīng)用
資源匱乏在當(dāng)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(yè)逐漸成為三大能耗產(chǎn)業(yè)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(chǔ)上發(fā)展節(jié)能技術(shù)對于降低整個社會的能耗很有幫助。建筑節(jié)能主要應(yīng)用于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑供熱制冷系統(tǒng)和建筑設(shè)備以及可再生能源在建筑中的節(jié)能技術(shù)等三個方面。建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)在BIM中進(jìn)行熱工分析,材料轉(zhuǎn)換、墻體的厚度、屋面形式、門窗材料類型等都可以在設(shè)計階段轉(zhuǎn)換;建筑供熱制冷系統(tǒng)和建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)在BIM中進(jìn)行碰撞模擬實驗,為施工階段做準(zhǔn)備,減少不必要的浪費與損失,而且在可以進(jìn)行新型的設(shè)計嘗試;可再生能源在建筑中的節(jié)能技術(shù)在BIM中,如房屋在不同的角度對于太陽能的利用率,地?zé)崮茇S富地區(qū)的冬季取暖,利用風(fēng)能為單個建筑物發(fā)電減少火力發(fā)電的使用,減少環(huán)境污染,在沿海地區(qū)使用潮汐能以及雨水的房屋形式等等。BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以是建筑業(yè)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(hù)環(huán)境、減少污染源。
4展望與結(jié)語
4.1展望
隨著時代的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)信息傳播方式越來越普遍,而BIM技術(shù)為建筑行業(yè)所帶來的信息化時代,對建筑項目的設(shè)計、建造、運營、維護(hù)等都能實現(xiàn)全面的實施管理與信息共享。很大程度上改變了傳統(tǒng)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(yè)帶來更大的效益。而對于建筑節(jié)能方面,有BIM技術(shù)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(jié)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(jié)能的建筑設(shè)計、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑供熱制冷系統(tǒng)、建筑設(shè)備的節(jié)能以及建筑的自動化與計算機(jī)控制方面可以利用BIM技術(shù)來做更多的嘗試。
4.2結(jié)語
近年來,行業(yè)內(nèi)人士也逐漸意識到BIM技術(shù)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(chǎn)品,更是一種理念,為建筑業(yè)帶來變革的技術(shù)。作者從以下幾個方面基于BIM技術(shù)對于建筑節(jié)能的研究提出方向:(1)BIM與建筑節(jié)能的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)研究。建筑節(jié)能的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)是國家的建設(shè)部為了加強(qiáng)建筑行業(yè)的節(jié)能管理,提高各種能源的利用率,改善建筑室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量,根據(jù)我國的相關(guān)法律法規(guī)而指定的。如何使建筑做到節(jié)能要求,相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)起著關(guān)鍵的作用。BIM技術(shù)在我國剛剛起步,具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)還沒有出臺,BIM與建筑節(jié)能相互結(jié)合進(jìn)行規(guī)范,為民用建筑、工業(yè)建筑上節(jié)能進(jìn)行規(guī)范,達(dá)到理想目標(biāo)。(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(chǎn)經(jīng)營活動中的有關(guān)信息進(jìn)行收集、加工、傳輸、儲存、管理的總稱。在項目的規(guī)劃、設(shè)計、建造、運營以及維護(hù)等各方面,結(jié)合BIM的共享技術(shù),可以從全局的角度,在項目的各個階段節(jié)省成本、材料等。對于節(jié)能方面,在建造完模型以后對于不合理的方面,可以有設(shè)計人員進(jìn)行調(diào)整。
作者:尚琪 單位:內(nèi)蒙古科技大學(xué)