建筑創(chuàng)作中的節(jié)能設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程速度的加快，對(duì)能源的需求越來(lái)越高，能源短缺問(wèn)題也日漸突出。目前能源材料的一大部分都用來(lái)建造各類建筑和附屬設(shè)施，建造成本高，耗能也非常大，因此運(yùn)用BIM技術(shù)，減少建筑的耗能，實(shí)現(xiàn)建筑的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，就成為當(dāng)務(wù)之急。

BIM技術(shù)，是Building Information Modeling的簡(jiǎn)稱，也就是建筑信息管理模型化，將建筑物所包含的信息，通過(guò)數(shù)字表達(dá)的形式進(jìn)行數(shù)字信息的仿真模擬，包括建筑的三維模型、材料、力學(xué)、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、各種物理屬性及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等綜合。

一、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段節(jié)能作用

在設(shè)計(jì)工作階段，BIM技術(shù)不僅可以方便快捷地繪制3D模型，還可以提高建筑的可施工性，提高資源能源的利用率，有利于建筑的可持續(xù)性設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的技術(shù)，是在建筑設(shè)計(jì)完成之后，再進(jìn)行能耗分析，相比而言，BIM技術(shù)是在設(shè)計(jì)的初期就利用具備強(qiáng)大兼容性的三維模型，進(jìn)行的能耗分析，這樣一來(lái)，不僅注入可持續(xù)發(fā)展理念，也避免通過(guò)設(shè)計(jì)修改來(lái)降低能耗設(shè)計(jì)需求。除此之外，BIM技術(shù)與多種軟件數(shù)據(jù)兼容，大大提高了設(shè)計(jì)項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

二、BIM建筑耗能分析技術(shù)的方法

BIM技術(shù)可以在建筑設(shè)計(jì)早期得到建筑能量問(wèn)題的反饋，不僅可以幫助建筑師根據(jù)這些有效能量，進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)模擬，有效控制降低個(gè)階段成本。BIM建筑耗能分析技術(shù)的方法包括：建筑位置和功能的定義、結(jié)構(gòu)參數(shù)的定義、洞口參數(shù)的定義、MEP系統(tǒng)和能量的定義、綠色能源定義以及結(jié)果分析測(cè)算與解讀。

三、BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略研究

結(jié)合BIM建筑物理環(huán)境性能分析軟件和BIM軟件Archi－CAD14的EcoDesigner程序，研究BIM技術(shù)在建筑初期節(jié)能設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)而為優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。

1、BIM技術(shù)在建筑集成化設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

在建筑集成化的設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用BIM技術(shù)，有利于不斷優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計(jì)。它為設(shè)計(jì)階段所有的參與人員提供了一個(gè)共同的平臺(tái)，有效解決了參與項(xiàng)目人員橫向合作難的問(wèn)題。

BIM技術(shù)是集成化設(shè)計(jì)中，為建筑集成化設(shè)計(jì)提供的集可視化和完整性為一體的信息，進(jìn)而確保了其在性能、形式和成本上與綠色節(jié)能建筑設(shè)計(jì)策略緊密結(jié)合。它有助于設(shè)計(jì)師在早階段全面控制的方法。

2、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段節(jié)能的設(shè)計(jì)方法

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段節(jié)能的設(shè)計(jì)主要包括建筑朝向的選擇和建筑形體的選擇：

（1）輔助建筑朝向的選擇：建筑朝向，就是建筑物采光窗的朝向，它對(duì)建筑耗能的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：獲得太陽(yáng)輻射熱的差異和建筑本身的通風(fēng)狀況。建筑朝向的影響因素很多，利用BIM技術(shù)可以幫我們分析進(jìn)而消除這些影響。針對(duì)建筑設(shè)計(jì)，利用BIM能耗分析技術(shù)，可以非常直觀的對(duì)比不同朝向方案的初步能耗，既能滿足節(jié)能要求，又能幫助建筑人員確定建筑朝向，然后利用BIM技術(shù)中的ArchiCAD里建立會(huì)所的體量模型進(jìn)行能量分析，并利用最先進(jìn)的自動(dòng)模型幾何分析功能，直接將建筑模型轉(zhuǎn)換為建筑能量模型，直觀地觀察熱塊能量模型，從而比較幾個(gè)不同方案在建筑耗能方面的不同。

（2）輔助建筑的形體選擇：建筑物的形體是給人的第一印象，通過(guò)設(shè)計(jì)建筑體型來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能的目的，也是建筑實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的充分考慮。利用BIM技術(shù)對(duì)影響建筑形體的各種氣候因素加以分析，幫助建筑的設(shè)計(jì)人員在確定建筑形體之前就把建筑節(jié)能作為考慮事項(xiàng)之一，從而降低建筑耗能，保證節(jié)能效果。例如建筑的通風(fēng)散熱在某些濕熱地區(qū)非常重要，可以通過(guò)BIM技術(shù)，在設(shè)計(jì)初期就通過(guò)加大建筑的開(kāi)口面積或者架構(gòu)建筑底層等方式來(lái)保證痛風(fēng)，又例如為了遮擋夏季強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射，可以利用BIM技術(shù)來(lái)分析建筑進(jìn)深和層高對(duì)自然采光的影響，來(lái)決定建筑的形體樣式。

3、BIM技術(shù)在深化設(shè)計(jì)階段節(jié)能的設(shè)計(jì)方法

（1）輔助建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：可以利用BIM能耗分析技術(shù)，對(duì)不同的材料進(jìn)行比較，對(duì)比各種材料的性能，進(jìn)而選擇最適合、最節(jié)能的建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)材料。

（2）節(jié)能玻璃的選擇：據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑中1/3的能量是通過(guò)玻璃的熱傳導(dǎo)而損失的，因此，減少玻璃的能量損失，也是現(xiàn)代科學(xué)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

以目前最實(shí)用的中空玻璃為例，通過(guò)BIM技術(shù)中的Archi－CAD技術(shù)，將玻璃洞口的類型、方向和尺寸進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，并變換材質(zhì)，通過(guò)觀察建筑耗能的變化進(jìn)行比較，從而選出最適合的玻璃材料。

結(jié)語(yǔ)

推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，是在萌芽上解決建筑耗能問(wèn)題，也是解決能源短缺問(wèn)題的關(guān)鍵所在。