解析bim模型的小高层办公楼建筑节能应用研究

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1、２０１３年３月第３期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｒｅｅｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ基于ＢＩＭ模型的小高层办公楼建筑节能应用研究管昌生１，张海华１，华虹２，王晓明２（１．武汉理工大学，湖北武汉４３００７０；２．华中科技大学，湖北武汉４３００７０）摘要：以武汉地区某小高层办公楼为例，基于ＢＩＭ技术建立了相应的３Ｄ－ＢＩＭ信息模型，通过信息转换，将该模型导入ＢＩＭ子系统———Ｅｃｏｔｅｃｔ绿色建筑应用软件中，得到相应建筑节能分析模型。考虑小高层办公楼基的最佳朝向、太阳遮挡、采暖，以及建筑通风与舒适度等影响因素，对该建筑物的空调系统进行了能耗分析。研究结果表明：基于ＢＩＭ的节能分

2、析，对建筑节能信息分析直观明细，可为建筑结构的建筑节能规划设计提供科学依据。关键词：建筑节能；典型办公楼；ＢＩＭ模型；Ｅｃｏｔｅｃｔ能耗分析中图分类号：ＴＵ１７文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－９９４４（２０１３）０３－０２４２－０４１引言的能耗分析软件对建筑进行节能分析并不是容易的事情：传统能耗分析软件需要大量的专业数据，输入繁琐，近来我国一年建成的房屋建筑面积，比所有发达国专业性强，建筑师很难花大量精力研究能耗模拟软件并家一年建成的房屋建筑面积的总和还要多，既有城乡建完成每种方案的能耗分析工作。另一方面，在传统的设筑中９９％为高耗能建筑，新建成的房屋９５％以上还是计方法中，

3、建筑专业和设备专业是脱节的，设备工程师高能耗建筑。由于空调的快速发展，夏季高峰用电问题需要在输入建筑数据后使用能耗分析软件进行能耗分愈益严重。根据清华大学建筑节能研究中心编的《中国析，而分析结果并不能直接反映到建筑模型中，导致能建筑节能发展研究报告２０１１》，我国城镇建筑冬季采暖耗分析通常安排在设计的最终阶段，不能起到及时为建是我国建筑能耗的最主要构成部分，也是我国建筑节能［１］筑师提供方案设计依据的作用。工作的重点。随着数字化、信息化和智能化技术的发展，以ＢＩＭ目前建筑节能的推广还远远达不到发展的要求，大技术为核心的多种建筑３Ｄ软件日趋完善和成熟。邱多数建筑都是参考已有的生态

4、建筑设计的案例和技术相武等人研究了基于ＢＩＭ的建筑节能设计软件开手法，而没有对它的方案和工程进行分析与计算，以检［４］发，曾旭东等对ＢＩＭ技术在建筑节能中的应用研验设计的效果是否节能、是否经济、是否绿色等。传统［５］的２Ｄ软件，只能由专业人士通过手工输入的方式将建究，为建筑节能设计的自动化、智能化提供了基础和筑设计的相关数据输入到专业软件中，才能进行能量分平台，使方案设计阶段的建筑节能更快捷方便，准确。析。大量的专业数据、繁琐的输入工作使得能量分析与由于建筑朝向、围护结构性能、自然通风状况、建筑模拟对于建筑师来说是可望而不可及的。能效计算通体形系数、窗墙面积比等都是影响建筑能耗

5、的重要因常安排在设计的最终阶段，由专业人士进行操作和分素。而基于ＢＩＭ技术的建筑节能设计可以通过建筑师析、模拟，但此时建筑设计方案已经很难改变。随着数的建筑信息模型来获取建筑朝向，构件几何尺寸、建筑字化、信息化和智能化技术的发展，以ＢＩＭ技术为核心材料、功能分区等建筑信息，因此可以用来进行建筑节的多种建筑３ＤＣＡＤ软件日趋完善和成熟，为绿色建筑能分析计算，使建筑全年能耗满足规定性指标或性能化设计中能量分析的自动化、智能化提供了基础和平指标要求。如果建筑不满足节能标准，可以将对模型的［２，３］修改建议反馈给建筑师，而建筑师根据反馈意见修改建台。本文以武汉地区一栋典型办公楼建筑为例

6、，研究了该建筑基于ＢＩＭ的建筑太阳能利用和空调系统能筑模型，如此反复，直到建筑满足节能标准要求为止。耗分析。因此基于ＢＩＭ技术的建筑节能还可以解决建筑设计和节能设计过程中数据转换的问题，提高工作效率；对建２建筑节能研究的背景筑的太阳能利用、舒适度和空调系统的能耗进行分析，为建筑的规划设计节能设计提供可靠的科学依据。随着经济的快速发展，能源消耗量与日剧增，全球能源短缺的状况日益突显，能源问题已经成为了关乎国３ＢＩＭ技术节能应用研究家发展战略的关键问题。与此同时，建筑耗能占总能耗的比例不断增加，建筑节能成为了国家节约能源战略的３．１工程背景重要环节。由于不同建筑的建筑设计方案在能耗

7、方面本文是以位于武汉地区的一栋１０层的典型办公楼为背景，总建筑面积１２２６０ｍ２，屋面高度为３９．６ｍ，主体会有巨大的差别，因此需要在建筑方案阶段就对建筑进行能耗模拟，判断建筑是否满足节能要求。然而，传统结构形式为钢筋混凝土框架结构。通过建立该办公楼收稿日期：２０１３－０２－２８作者简介：管昌生（１９５７—），男，湖北武汉人，教授，主要从事建筑方面的教学与研究工作。２４２管昌生，等：基于ＢＩＭ模型的小高层办公楼建筑节能应用研究工程技术的ＢＩＭ模型，并将其导入到绿色节能分析软件进行模节能标准要