BIM技术在建筑节能设计中的应用

BIM技术在建筑节能设计中的应用中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司CONTENTS12建筑节能与BIM技术的发展基于BIM平台节能软件开发01建筑节能与BIM的发展BIMandbuildingenergy

conservation我国节能发展历程32145198620041、民用节能30%——《民用建筑节能设计标准》JGJ26-8619952、民用节能50%——《民用建筑节能设计标准》JGJ26-953、民用节能65%——北京市《居住建筑节能设计标准》(DBJ01-602-2004)20124、民用节能75%——北京市《居住建筑节能设计标准》(DBJ01-602-2012)住建部发布《工业建筑节能设计统一标准》

GB

51245-2017、北京、天津市目前正在修订82%标准201880年代基础建筑外墙：240mm普通粘土砖墙屋面：钢筋混凝土架空屋面外窗：单层玻璃钢窗80年代基础建筑能源消耗高、舒适度低、衍生出一系列围护结构问题等。节能率从何而来68.48%9.94%节能率相对节能率相对节能率

=

（参照建筑能耗−设计建筑能耗）参照建筑能耗×

𝟏𝟎𝟎%参照建筑能耗节能率

=

𝟏−设计建筑能耗×

（𝟏

−标准节能率）

×

𝟏𝟎𝟎%节能75%设计标准序号标准名地区实施日期1《北京市居住建筑节能设计标准》（DB11/891-2012）北京2013.1.12《天津市居住建筑节能设计标准》（DB29-1-2013）天津2013.7.13《山东省居住建筑节能设计标准》（DB37/5026-2014）山东2015.10.14《河北省工程建设标准-居住建筑节能设计标准》（DB13(J)185-2015）河北2015.7.15新疆维吾尔自治区《严寒（C）区居住建筑节能设计》（XJJ

T063-2014）新疆2015.1.16新疆维吾尔自治区《寒冷地区居住建筑节能设计标准》（XJJ/T073-2016）新疆2016.8.17《吉林省居住建筑节能设计标准（节能75%）》（DB22/T1887-2013）吉林2013.11.48《河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区75%）》（DBJ41/T

184–2017）河南2017.11.15目前我国节能75%标准均为北方严寒寒冷地区居住建筑节能标准；北方能耗基数比较大；北方气候条件和能耗特点也与南方不一致，保温越厚对节能越有利。取消权衡计算标准序号标准名地区实施日期1《武汉城市圈低能耗居住建筑设计标准》（DB42/T

559-2009）武汉2009.12.12《湖北省低能耗居住建筑设计标准》（DB42/T559-2013）湖北2013.10.13《西藏自治区民用建筑节能设计标准》（DJB54001-2016）西藏2016.5.14《河北省公共建筑节能设计标准》（DB13(J)81—2016）*河北2016.11.15《湖南省居住建筑节能设计标准》（DBJ43/001-2016）湖南2017.6.16《四川省居住建筑节能65%设计导则》四川2017.10.1例如湖北居住建筑节能标准，对于体形系数和窗墙面积比都是强制性控制指标；而对于西藏、四川等地，当体形系数超出限值，对于围护结构热工控制更加严格。此外简化了节能计算的要求，一刀切，同时避免了不同计算软件带来的差异。信息化发展纲要2011-2015年建筑业信息化发展纲要“十二五”期间，基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设。同时，加快推广BIM、协同设计、4D项目管理等技术在勘察设计、施工和工程项目管理中的应用，改进传统的生产与管理模式，提升企业的生产效率和管理水平。关于推进建筑业发展和改革的若干意见住房和城乡建设部出台《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》明确，推进建筑信息模型（BIM）等信息技术在工程设计、施工和运行维护全过程的应用，提高综合效益。探索开展白图替代蓝图、数字化审图等工作。基于BIM平台节能设计多年来实践证明用一款软件、一个模型来实现全生命周期管理几乎是不可能的。把整个BIM拆分成多个子模型、多种专业软件，如建筑模块、结构模块、机电模块、节能设计模块等，通过模块之间的数据交换，来提高设计与分析的效率。通过专业的模块去解决效率和信息化的问题，然后通过开放的方式共享信息，来实现BIM。02基于BIM平台节能软件EnergysavingsoftwarebasedonBIM

platformBIM生态环境宣言2015年9月22日，17家中外企业签署《中国BIM软件生态环境大会共同宣言》，BIM平台作为全面开放的平台，实现了与国内外常见软件（PKPM、Revit、Bentley、天正、Sketchup等）的无缝对接，兼容IFC等国际标准，支持二次开发，充分实现了BIM“数据共享“和“协同设计”的两大优势，以“系统+平台+工具”的全线组合推进BIM产业化进程。建设部课题任务基于BIM系统的节能软件开发——可以解决建筑设计和节能设计过程中，数据信息被分为两个独立的过程，数据重复输入、部分参数冲突和不一致的情况，提高计算的准确性和设计效率。2.1 基于BIM平台建筑节能软件介绍1、建筑模型建立2、围护结构热工计算3、节能优化分析Revit

&PKPM-BIM

模型转化1、建筑模型建立2、构件及属性设置支持在BIM建筑模型上添加构件和构件属性。3、节能计算分析支持160余本国家和地方节能设计标准，可根据不同标准的要求进行全年8760小时动态模拟，也可进行耗热量指标稳态计算。4、围护结构热工设计5、BIM平台节能设计流程2.2 思考与展望2、围护结构材料更新4、工业建筑节能设计1、节能电子审查3、热工计算方法优化5、被动房节能设计1、节能电子审查系统1、设计师手动修改计算报告书，软件输出结果与计算报告不一致2、审图人员关心的建筑节能模型作假，与实际窗墙比、体形系数等指标不符3、建筑保温材料、窗体材料选取不规范，缺乏依据支撑4、对于管理部门而言，难以统计所有的项目信息、无法实现有效的电子审查5、在设计单位（建设单位）、审图机构、以及政府职能监管部门当中无法形成公共交互平台，信息无法有效传递建筑节能审查系统可以作为建筑节能设计单位和管理单位的公共交互平台，在使用者之间起到桥梁的作用，同时也方便管理部门管理和查看数据。上海市建筑节能审查系统作为全国首套建筑节能管理系统推动了上海市建筑节能健康发展，也对其他省市开展该工作起到了示范作用。1、节能电子审查系统2、围护结构材料提升CL墙体自保温砌块遮阳一体化窗1、上图为上海市居住建筑节能设计标准对于外窗的设计要求，最低K值为2.2，凸窗要求比外窗提高10%；2、传统铝合金型材从上海市场消失，断热铝合金也只考虑充惰性气体、三玻或者20mm空气层才能满足最低设计要求；3、如窗墙比越大，则指标控制更为严格。产品名称导热系数材料价（元）每平米造价（元）备注增强纤维复合保温板0.045-0.0631800-2200120-140STP的材料价为每平米价格，其它材料价为每立方价格发泡水泥0.061000-150085-120发泡玻璃0.062200-2800160-190发泡陶瓷0.08-0.102500-3500210-255STP0.008100-160160-230无机保温砂浆0.065-0.0851200-350070-100岩棉0.04-0.0431000-2000110-140防火保温板0.062500110－120备注以上价格根据品牌而不同，价格只供参考2、围护结构材料提升屋顶东墙西墙按照规范中的计算方法，

分别计算屋顶和外墙内表面逐时温度；主要影响因素为，外饰面太阳辐射吸收系数和各层材料热工性能。3、热工计算算法优化程序自动求解各个节点的温度场、线传热系数；然后根据线传热系数，

求解外墙平均传热系数。3、热工计算算法优化4、工业建筑节能设计我国建筑节能设计标准实现了民用建筑与工业建筑领域全覆盖。工业建筑：由生产厂房和生产辅助用房组成，其中生产辅助用房包括仓库及公共辅助用房等。一类工业建筑：冬季以供暖能耗为主，夏季以空调能耗为主，通常无强污染源及强热源。代表性行业有计算机、通信和其他电子设备制造业，食品制造业，烟草制品业，仪器仪表制造业，医药制造业，纺织业等。二类工业建筑：以通风能耗为主，通常有强污染源或强热源。代表性行业有金属冶炼和压延加工业，石油加工、炼焦和核燃料加工业，化学原料和化学制品制造业，机械制造等。4、工业建筑节能设计超低能耗建筑技术特征保温隔热性能更高的非透明围护结构保温隔热性能和气密性更高的外窗无热桥的设计