BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u4258BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用案例分析 1231431.1節(jié)能分析前期準(zhǔn)備 1168571.1.1工程設(shè)置 129941.1.2節(jié)能標(biāo)準(zhǔn) 25901.1.3工程構(gòu)造 3255851.2節(jié)能計算 4268301.2.1節(jié)能檢查 4118641.2.2輸出節(jié)能檢查報告 12115311.3窗墻面積比 13在項目的前期準(zhǔn)備階段，應(yīng)當(dāng)對該項目進(jìn)行可行性研究，確保項目后期能夠順利進(jìn)行。綠色建筑設(shè)計不僅僅是使用節(jié)能材料和設(shè)備，還在整個建筑生命周期中對環(huán)境有很大的影響。在綠色建筑節(jié)能設(shè)計的過程之中，應(yīng)當(dāng)要求加強(qiáng)建筑選址和明確建筑功能、進(jìn)一步加強(qiáng)建筑平面設(shè)計、建筑物的門窗設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計、優(yōu)化建筑屋面設(shè)計以及建筑室內(nèi)的節(jié)能設(shè)計等[3]。因此，可持續(xù)建筑設(shè)計應(yīng)被視為一個過程，而不僅僅是一個目標(biāo)，它應(yīng)該允許對環(huán)境問題、建筑規(guī)劃、建造和維護(hù)的經(jīng)濟(jì)和社會影響進(jìn)行更廣泛的評估。1.1節(jié)能分析前期準(zhǔn)備1.1.1工程設(shè)置在進(jìn)行建筑的綠色分析之前，需要在軟件中進(jìn)行工程設(shè)置。在工程設(shè)置中輸入項目的基本信息：地理位置為湖南-湘西、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)為湖南公建DBJ43/003-2017-甲類、能耗種類為全年供暖和空調(diào)、建筑的類型為公建、太陽輻射吸收系數(shù)為0.75、平均傳熱系數(shù)的計算法為面積加權(quán)平均修正系數(shù)法、保溫類型為外保溫等為之后的節(jié)能分析做準(zhǔn)備。如圖5-1工程設(shè)置所示。圖5-1工程設(shè)置如圖5-2其他設(shè)置所示，在工程設(shè)置的其他設(shè)置中選擇建筑的結(jié)構(gòu)類型、是否設(shè)置通風(fēng)換氣裝置和模型計算的算法法則。圖5-2其他設(shè)置1.1.2節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能工程設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)主要是為新建、擴(kuò)大和改造的工程項目所制訂的一種節(jié)能工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，它除了可以為工程設(shè)計技術(shù)人員提供節(jié)能工程設(shè)計的基礎(chǔ)性依據(jù)外，還可以為項目立項、可行性報告及設(shè)計主要負(fù)責(zé)建設(shè)的單位及其他審批機(jī)構(gòu)提供基礎(chǔ)性依據(jù)。圖5-3設(shè)置節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)如圖5-3設(shè)置節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)所示，選擇相應(yīng)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)：DBJ43/003-2017-甲類便于之后進(jìn)行節(jié)能檢查。1.1.3工程構(gòu)造如圖5-4工程構(gòu)造所示，在工程構(gòu)造中設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)、門、窗的材料類型和厚度來滿足節(jié)能要求，也可以直接鏈接到構(gòu)造庫，在構(gòu)造庫當(dāng)中選取相應(yīng)的構(gòu)造做法，更換材料，之后通過節(jié)能檢查得知各個構(gòu)件的節(jié)能要求，對于不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件進(jìn)行修改。圖5-4工程構(gòu)造1.2節(jié)能計算1.2.1節(jié)能檢查在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行節(jié)能檢查的過程中，可以通過分析墻體各個材料的厚度、導(dǎo)熱參數(shù)、蓄熱系數(shù)、密度、比熱容、蒸汽滲透系數(shù)、幕墻光線折射參數(shù)等數(shù)據(jù)驗證構(gòu)件是否符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)具體情況進(jìn)一步改進(jìn)建筑設(shè)計方案。同時，在建筑設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)還可以在工程設(shè)置中輸入當(dāng)?shù)貐^(qū)域的地理條件、氣候、光照等環(huán)境的信息，驗證工程設(shè)計內(nèi)容是否符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并及時做出調(diào)整。通過圖5-5節(jié)能檢查的節(jié)能檢查表可以看到各個檢查項是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，對于不滿足要求的檢查項進(jìn)行修改至滿足要求為止，比如：屋頂構(gòu)造、外墻構(gòu)造、挑空樓板構(gòu)造、外窗熱工、有效通風(fēng)換氣面積等檢查項。而對于滿足節(jié)能要求的比如分戶墻構(gòu)造、窗墻比等檢查項則不必再進(jìn)行調(diào)整。圖5-5節(jié)能檢查點(diǎn)擊不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，可直接轉(zhuǎn)到構(gòu)件詳圖。=1\*GB2⑴不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的屋頂構(gòu)造部分如圖5-6不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的屋頂部分所示紅色線框中為不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的屋頂部分。圖5-6不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的屋頂部分如圖5-5節(jié)能檢查所示，屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)K應(yīng)≤0.80，而目前的K值是0.85。那么為了滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，就需要通過工程構(gòu)造對屋頂進(jìn)行調(diào)整。首先可以通過對屋頂材料的更改進(jìn)行調(diào)整，選取不同的屋頂保溫材料：擠塑聚苯乙烯泡沫塑料、石墨聚苯板、難燃型擠塑聚苯板、泡沫玻璃保溫板、屋面復(fù)合防水保溫裝飾板、酚醛泡沫保溫板在厚度均為20mm時對其傳熱系數(shù)K和其單價（參照淘寶價格）進(jìn)行對比，如表5-1、圖5-7、5-8所示。表5-1屋頂保溫材料的傳熱系數(shù)和單價名稱傳熱系數(shù)K單價（m2）傳熱系數(shù)K與單價（m2）的比值擠塑聚苯乙烯泡沫塑料0.774100.0774石墨聚苯板0.796150.0530難燃型擠塑聚苯板0.77411.80.0489泡沫玻璃保溫板0.995100.0995屋面復(fù)合防水保溫裝飾板0.774400.0193酚醛泡沫保溫板0.825100.0825從圖5-7可知擠塑聚苯乙烯泡沫塑料具有良好的隔熱保溫性，除此之外它還具有吸水性、阻燃性、抗壓性、高品質(zhì)環(huán)保型和經(jīng)久耐用性。圖5-7各個屋頂保溫材料的傳熱系數(shù)K圖5-8各個材料的價格圖5-9傳熱系數(shù)K與單價（m2）的比值從圖5-9可以看出該材料的傳熱系數(shù)和價格的比值較低且傳熱系數(shù)＜0.80，價格良好，而且它的使用壽命可以高達(dá)30~40年，這樣就可以減少很多建筑后期的修繕費(fèi)用，居住也更加舒適安全。其次擠塑聚苯乙烯泡沫塑料質(zhì)量較輕、利于運(yùn)輸、切割容易，也可以很好地使建筑的成本大大降低。可以采用如圖3-9所示由材料厚度調(diào)整K值。圖5-9由材料厚度調(diào)整K值如表5-2材料厚度與傳熱系數(shù)所示，可以清晰地看到擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的各個厚度對應(yīng)的傳熱系數(shù)K。表5-2材料厚度與傳熱系數(shù)材料名稱厚度傳熱系數(shù)K擠塑聚苯乙烯泡沫塑料16mm0.85017mm0.82818mm0.80919mm0.79120mm0.774如圖5-10擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度的折線圖所示，可以更加明了屋頂構(gòu)造中擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度與傳熱系數(shù)K的關(guān)系。圖5-10擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度的折線圖為了更好的符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計選擇的擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度為20mm，如圖5-11屋頂傳熱系數(shù)的調(diào)整所示。圖5-11屋頂傳熱系數(shù)的調(diào)整如圖屋頂傳熱系數(shù)的調(diào)整所示，擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的厚度發(fā)生了改變，由先前的16mm更改為目前的20mm,增加了4mm。調(diào)整之后屋頂材料-擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的厚度由16mm變成了20mm。屋頂?shù)臉?gòu)造修改為如圖5-12所示，由40mm的碎石、卵石混凝土、20mm擠塑聚苯乙烯泡沫塑料、20mm的水泥砂漿、80mm的加氣混凝土、泡沫混凝土、120mm的鋼筋混凝土和20mm的石灰砂漿組成。圖5-12調(diào)整之后屋頂材料厚度的對比再次進(jìn)行節(jié)能檢查，若結(jié)論為滿足，則為滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，如圖5-13調(diào)整K值之后的節(jié)能檢查所示，不需再進(jìn)行調(diào)整。圖5-13調(diào)整K值之后的節(jié)能檢查=2\*GB2⑵不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的外墻構(gòu)造如上圖5-13調(diào)整K值之后的節(jié)能檢查所示，外墻不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求，則需要進(jìn)行一定的調(diào)整，通過改變外墻的各材料厚度從而改變傳熱系數(shù)K，屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)K應(yīng)≤1.10，而目前的K值是1.18。那么為了滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，就需要通過工程構(gòu)造對外墻進(jìn)行調(diào)整。如表5-3材料厚度與傳熱系數(shù)所示，可以清晰地看到擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的各個厚度對應(yīng)的傳熱系數(shù)K。表3-3材料厚度與傳熱系數(shù)材料厚度傳熱系數(shù)K擠塑聚苯乙烯泡沫塑料20mm1.12621mm1.09222mm1.06023mm1.029如圖5-14擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度的折線圖所示，可以更加明了墻體構(gòu)造中擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度與傳熱系數(shù)K的關(guān)系。圖5-14擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度的折線圖如圖5-15所示在墻體構(gòu)造中通過調(diào)整擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的厚度來調(diào)整傳熱系數(shù)K。圖5-15擠塑聚苯乙烯泡沫塑料厚度的調(diào)整再次進(jìn)行節(jié)能檢查，結(jié)論為滿足，則為滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，如圖5-16外墻構(gòu)造的節(jié)能檢查所示，不需再進(jìn)行調(diào)整。圖5-16外墻構(gòu)造的節(jié)能檢查1.2.2輸出節(jié)能檢查報告通過節(jié)能檢查，可以得到建筑節(jié)能設(shè)計報告書并生成二維碼，通過掃描如圖5-17所示的二維碼可以清晰地了解到S大學(xué)食堂這個項目每一個構(gòu)建地組成、采用的設(shè)計依據(jù)、最合適的窗墻比和所需要的材料類型等。1.3窗墻面積比窗戶和墻的面積比例是影響建筑能耗的一個不可或缺的指標(biāo)。此項目計算窗墻比采用開間窗墻比，即單個房間的窗墻比，是按照東西南北四個朝向計算的，如圖5-18平均窗墻比所示。窗戶屬于建筑的透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)，而透光部分卻是保溫的薄弱環(huán)節(jié)，也是夏季太陽傳熱的主要途徑，因此從節(jié)能角度出發(fā)，較小的透光比例對建筑節(jié)能更加有利。同時建筑設(shè)計還要兼顧室內(nèi)采光的需要，因此