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摘要：面对我国建筑行业能源消耗量大的问题，我们应该做好建筑节能设计工作，提高建筑能源的利用效率，提高建筑节能水平。现阶段，应该加强建筑节能设计，普及 BIM 技术，并进行相关参数的分析，从而使建筑施工过程中的节能工作水平得到提高。本文主要研究了基于BIM的建筑设计环境分析的方法和流程。
关键词：BIM技术；建筑设计；节能设计
引言：
能源与建筑环境问题的日益严峻，使得对建筑绿色节能设计方法的研究成为学术界关注的重点。尽管节能与生态技术、建筑能耗模拟技术有所发展，但是建筑节能效果并不理想，其中建筑节能设计方法还存在诸多问题需要解决。近年来 BIM 技术在建筑节能设计方面取得了很大的发展，本文就依据 BIM 技术，探索了建筑节能设计的理念和方法。
1 现阶段我国建筑节能设计现状
1.1 数据处理不到位
传统的能耗分析软件在进行相关分析时，对相关数据的要求较高，并且专业要求较高，这就给能耗分析工作带来了不便。相关人员在进行能耗分析时，需要在数据的处理上花费大量的时间。另外，随着我国现阶段建筑机械的改进与施工技术的提高，以往的能耗分析软件已经不能准确的进行建筑模型的建立，从而影响建筑的节能设计工作。因而，得出的数据很难再指导实际的施工过程。
1.2 忽视节能设计
另一方面，在实际建筑节能的设计工作中，设计过程中很难对建筑节能问题引起重视。并且我国节能设计方面的理论水平不高，许多的设计师在进行建筑设计时，过于注重建筑的功能与外形设计，设计过程中忽略了节能方面的设计，这也是现阶段我国建筑节能设计工作中存在的问题。面对我国建筑行业能源消耗量大的问题，我们应该做好建筑节能设计工作，提高建筑能源的利用效率，提高建筑节能水平。
1.3 信息共享性低
建筑是一个复杂的系统，其中包含许多信息，并且彼此相互关联，很难定义那种建筑设计是更好。目前我国常用的能耗软件是基于二维CAD 设计平台，阻碍了建筑设计与能耗计算的之间的信息共享，因而产生了“信息孤岛”的现象。随着BIM 技术的发展，为建筑环境分析和节能设计提供了新的途径和方法。它集成了建筑的所有信息，为建筑节能设计提供一个高效快捷的信息平台，本文从BIM 技术的角度，探索了建筑节能设计理念和方法。
2 建筑节能设计中BIM技术的主要功能体现
BIM 技术参数化模型与当前的建筑设计环境性能分析的发展趋势相符合，对于当前国内的大多数建筑设计来说，其主要是在满足相应的建筑节能设计标准要求的基础上，在设计工作完成或者是施工图成形后再进行设计方案的分析和验证，从而保证设计方案能够符合规范性要求，以实现节能分析和数据管理。而通过 BIM 模型，将早期阶段的模拟分析变为可能，并且能够及时有效的根据模型中的数据分析结果进行对应的方案调整，在一定程度上提升了设计效率和设计质量。，下图1为基于BIM技术的建筑节能设计数据管理图。
其次在基于 BIM 技术的集成设计中，其将建筑视为一个系统，并且从全寿命周期的角度出发对整个设计过程进行了优化处理。BIM 技术通过对建筑信息的集成，有效实现了建筑真实环境的动态分析，从而为建筑节能设计提供了较好的数据管理和操作平台。
图1 BIM的建筑节能设计数据管理图
3 基于 BIM 技术的建筑节能设计流程
建筑信息模型为建筑节能设计提供了结构化的平台支撑，从而使得建筑节能设计的能耗分析以及评估工作可以在建筑方案设计的早期阶段开展，由此就有效解决了之前一直存在的传统设计方法中的项目设计和节能设计相互分离的问题，从而确保了建筑全寿命周期的能源消耗模拟以及评估的有效实现。首先在严格按照建筑设计方案的基础上建立相应的 BIM 模型，随后在对模型中的数据导出的基础上进行环境分析，然后通过建筑节能专业分析工作的导入进行模拟分析，最终根据以上分析结果进行相应的设计方案的调整处理，从而达到有效的建筑节能设计与评估的目的。
4 BIM 技术在建筑节能设计中的应用
4.1 协同设计与高效施工
应用 BIM 技术能创建基于建筑实际情况的信息模型，该模型中包含关于建筑各个阶段的所有信息。不仅可以准确读取水泵规格、用水量等基本信息，还可直接读取跨专业信息。在对水泵电量实施修改的过程中，该模型可以同步完成负荷计算。充分利用 BIM 信息模型，所有专业都可在模型中执行所需操作，大幅减少了工作流程的复杂程度，使节能设计更具联动户型。此外，在实际应用时，全部设计工作都是在模型这一基础上完成的，所以如有一方修改设计方案，其他人员都能够技术及时发现，进而展开讨论研究，有效提升设计效率。
4.2 参数化设计与节能分析
BIM 参数化模型符合建筑设计环境性能分析的发展趋势。目前国内大多数的建筑设计的设计原则是满足国家住宅建筑节能设计标准，他们是在整个设计完成以后甚至施工图出来以后再进行分析计算，验算设计方案是否符合规范要求。而BIM 模型将首先使建筑设计师在建筑设计早期阶段使模拟分析成为可能，在设计前期通过将BIM 模型导入到一些专业的建筑性能分析软件中，在设计阶段早期建筑节能分析，并根据模型的分析结果调整设计方案，提高设计效率和设计质量。
BIM 为绿色建筑设计提供支持。BIM 面向对象的参数化设计为建筑环境分析提供数据支持。利用BIM 软件建立的建筑三维真实信息模型，集成了建筑构建的材料信息，功能分区信息、建筑构件和空间几何信息、建筑设备信息等各专业相关数据，通过对模型的信息处理和格式转换，导入各专业节能分析软件，从而真实准确的模拟建筑的能耗情况，方便快捷的得到建筑环境分析结果，为建筑分析评估提供依据，同时利用分析结果来修改建筑模型，修改修改设计内容，达到建筑设计与节能设计相结合，实现节能建筑设计的目的。
4.3 可视化设计图纸审查
以往的建筑设计方法是利用 CAD 数据信息平台，对于此设计平台，设计人员不仅要对平面图、剖面图以及立体图进行汇编，还要对建筑的整体图形实施复原，不断调整结构、梁高位置等基本信息。利用 CAD数据信息平台对结构相对复杂、工期紧张的建筑而言，信息传输阶段极易出现失真，对设计后续工作造成不利影响。现代化建筑中的给排水设计工作，大多应用 BIM 技术，借助其强大的信息模型，可以快速的获取相关信息，有效避免信息在传输过程中发生的失真现象，进而提高数据信息的实时性与完整性。
4.4 数据管理与节能设计
绿色建筑设计中的建筑节能分析是一个涉及多个学科和阶段的综合性设计过程，而BIM 模型为建筑的多专业、跨阶段协同工作提供了平台。它集成了建筑各个专业的设计信息，实现了建筑环境分析的时间提前，有助于建筑师绿色建筑设计决策，提高设计质量。目前包括Autodesk 公司的Revit 软件在内的一些BIM 软件都能够将其模型数据导出绿色建筑分析的专用格式如GBXML格式，为建筑环境的分析计算与绿色建筑评估提供数据支持。基于BIM 技术的集成设计将建筑作为一个系统，从建筑全生命周期出发优化整个设计过程。基于BIM 节能设计集成了建筑的所有信息，对建筑的真是环境情况进行动态分析，为建筑节能设计提供一个很好的操作平台。
5 结语
BIM 作为一门新技术，对它的应用研究目前大多还处于探索和实践阶段，有关 BIM 在建筑环境分析方面的文献比较缺乏。BIM 集成了建筑的所有相关信息，利用这些信息建立建筑的三维信息模型，基于BIM 的建筑设计能够克服传统设计方法中环境分析与评估的一些缺点，帮助设计人员快速提取建筑信息，实现工程数据信息共享，分析计算结果准确，结果可视化表达，有助于设计人员快速优化建筑的环境性能，提高建筑设计质量。
参考文献：
[1]张海滨，王立雄.建筑节能设计因素影响分析[J].建筑节能，2016，44（01）.
[2]朱瑞海. 公共办公建筑节能设计研究[D].湖北工业大学，2017.
论文作者:吴冠斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/11
标签：建筑论文; 建筑节能论文; 模型论文; 信息论文; 建筑设计论文; 节能论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第16期论文;