南京工程学院 江苏省南京市 211167
摘要：21世纪人类共同的主题是可持续发展，对于城市建筑来说亦必须由传统高消耗型发展模式转向高效绿色型发展模式，绿色建筑正是实施这一转变的必经之路。随着绿色建筑的发展，建筑的日照节能变得十分重要，而BIM在节能日照方面的运用比较方便直观，也能从三维视图中了解建筑物的日照因素的变化，能便捷地分析其日照情况。
关键词：绿色建筑 BIM 日照分析
报告内容简介
以学校宿舍区为研究对象，主要研究其中一栋楼在太阳光照射下阴影的变化、日照窗的窗照时间、周围建筑物的遮挡关系等，最后从建筑物的光照时长来确定太阳能吸收情况，从而考基本思路：通过建模得到三维模型，可以模拟太阳运动轨迹对建筑模型阴影的影响，得到建筑物日照窗太阳辐射分析报告和图表，对模型的日照情况具体量化分析，针对建筑窗体的日照情况提出设计建筑优化方案方案。
1作品背景
建筑业是中国国民经济的支柱产业，每年完成的工程量居世界之首，然而相比其他行业，建筑业效率相当低下。而更为严峻的是其消耗的能源和释放的温室气体量占世界能源总消耗量的1/4～1/3。此外，建筑还影响远离其所在地的其他区域，包括河流水体，空气质量和社会交通模式。在我国，每年新建建筑80%以上为高耗能建筑，既有建筑95%以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2～3倍以上。严峻的事实表明，中国要走可持续发展道路，发展节能与绿色建筑刻不容缓。伴随工程建设规模日趋增大，附加在项目上的信息量越来越大，必须在整个建设工程生命周期中实现对项目的全面信息管理，才能提高工程建设的效率和效益。这就推动了建设工程全生命周期管理理念（Building Life-cycle Management，BLM）的出现。
在一些发达国家，由于对BIM 技术的研究和开发起步很早，应用开展也早，已走在我国的前面，并验证了BIM 技术的应用潜力。从应用领域上看，国外已经将BIM 技术应用在建筑工程的设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段，相应的应用软件已经逐步成熟。
中国作为一个大国，建筑市场庞大，参与主体和参与潜量巨大，大力发展BIM技术将引领建筑信息技术走向更高层次，提高建筑工程的信息化管理程度，提高管理效率。然而我国绿色建筑设计处于起步阶段，应用BIM的建筑企业不到10%，缺少系统分析工具，BIM虽然能解决不少问题，但在应用过程中也存在着不少问题。
2 设计方案
2.1 项目概况
选取某学生公寓对大寒日进行日照分析
2.2 日照窗分析
日照窗是指用于日照分析的窗，模型中所有用于分析的窗均为日照窗。
以大寒日2小时为标准分析日照窗受太阳光照的时间，根据得出的结果可以找出没有满足大寒2h的标准的日照窗，可以利用Revit软件 将不满足要求的窗标注出来，可以明确看出其位置。通过调整窗户的大小以及楼间距等，我们可以使设计的宿舍区满足大寒2h的标准。同时，一楼的日照窗满足相应的要求以后，二楼及以上的日照窗便也满足要求了，只需进行日照分析即可。
此分析可以具体标出不满足要求的日照窗，在设计阶段找出问题以免施工后在返工而浪费时间和金钱。
2.3 单点分析
通过单点分析的选点，能得到不同位置的日照情况，将这些点的高度定为1.35米，因为这一高度大致为公寓一层窗台的标高，而一层窗台是日照分析的重点，因为其被遮挡情况一般最为严重。
2.4 等照时线与日照阴影轮廓分析
在做等照时线分析时，使用不同颜色代表不同时长；在做阴影轮廓分析时，不同颜色代表不同时刻。
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通过模型的立面分析可以得到每个立面一天的光照时长，根据这些时间来估算墙体一天内能吸收太阳的能量，若使用节能材料可以将太阳能转换为电能等，可以达到节能的要求，因此考虑太阳能电池将太阳能转换成电能。
在多种太阳能电池中，多晶硅太阳能电池兼具单晶硅电池的高转换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料制备工艺相对简化等优点的新一代电池，没有明显效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池。
4 结论与展望
4.1 结论
本课题主要是通过Revit和天正建筑对模型进行建立，并且通过Revit模拟日光研究，通过天正建筑对模型进行日照分析。根据立面等日照线对建筑物的吸收的太阳能进行分析，研究方案的可行性，最后发现使用此太阳能电池具有一定的社会效益，节省资源，保护环境。为此，我们提出了以下建议：
1.光照时间较长的区域适合种植喜阳性植物，光照时间较短的区域适合种植喜阴性植物，光照时间居中的区域适合种植中性植物；
2.比较四个节气的有效日照时长可知，在春季和冬季我们需要加强建筑围护结构的保温效果，或者人为的加取暖设备以保证室内的舒适温度；秋季与夏季差不多，但日照时长更少一点，需要做好隔热措施；
3.比较夏至日和冬至日的日照时长，我们可以看到宿舍楼多布置在夏季有建筑遮挡、冬季又有太阳照射的区域，同时在夏季有太阳照射到的地方我们可以放置一些喜阳的植物（落叶乔木最佳，冬季不会遮挡阳光）或水体，以降低这个地表的温度；
4.2 展望
基于BIM的日照节能分析，充分利用了模型的信息化，并且通过3D可视化的效果可以清晰准确地得到建筑物具体的日照时间，将结果具象化，在设计阶段就能考虑到这些问题。还可以对模型进行辅助节能设计利用，考虑太阳能，提高经济、社会效益。
BIM在现代建筑业中得到广泛的使用，具有良好的发展前景，不过BIM的发展还不完善，各种软件之间的接口还没有统一，有些需要重复工作等。运用BIM进行日照节能分析，还可以通过以下几点得到进一步发展：
加强软件功能，除了计算建筑物外围的日照情况，还可以分析室内采光、通风、空调等，更全面地进行节能分析；
太阳能转换电能的计算，其结果对不同部位太阳能电池板有一定的引导作用，合理优化太阳能利用率，达到节能的效果；
软件可以设计新的插件，将日照节能分析与太阳能结合，更加智能化地解决实际问题，提高BIM在日照节能方面的效率。
BIM具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。因此，在绿色建筑的研究中，结合BIM模型、系统仿真建模和可持续性评价是非常有意义的。BIM技术的应用可以随时关注掌握设计建筑的有关绿色建筑评价指标，较好地解决方案调整，随时进行新方案评估的问题。从应用领域上看，国外已经将BIM 技术应用在建筑工程的设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段，相应的应用软件已经逐步成熟。
国家提倡节能减排、节约能源等一些环保观念，太阳能光电板和太阳能热水器的应用很大程度上节约了能源，实现了能源的循环利用。太阳能转换为电能和热能，让我们的生活更方便。合理地分析和利用太阳能，可以更好地收集太阳能，让能源得到有效的利用。
参考文献：
[1]《城市居住区规划设计规范》（GB50180－93）（第二版）
[2]《住宅设计规范》（GB50096-1999）（局部修订）
[3]《民用建筑设计通则》（GB50352一2005）
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[6] 高华. 浅谈建筑节能与优化设计[J]. 黑龙江科技信息，2009（31）：305-305.
论文作者:,华素雅,沈悦,朱希贤,耿方方
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/17
标签：日照论文; 建筑论文; 太阳能论文; 节能论文; 模型论文; 阶段论文; 建筑物论文; 《建筑模拟》2018年第24期论文;