基于BIM技术的某幕墙建筑能耗分析

基于BIM技术的某幕墙建筑能耗分析河北工业大学严平平1杨华金凤云摘要：在我国，建筑能耗成为社会总能耗的主要部分之一，建筑节能己经成为建筑领域学术研宄的重点。实现建筑节能的设计和优化，能耗模拟是一个重要途径。我国BIM技术在建筑节能方向的研究尚属初始阶段，将BIM技术运用于能耗模拟分析是建筑节能未來的发展趋势。本文以天津市某双层玻璃幕墙建筑为模型，应用Revit软件建立有幕墙结构和无幕墙结构两种BTM模型，并运用Ecotect软件分别对两种模型进行能耗模拟，研究双层玻璃幕墙对建筑能耗的影响和BIM技术在建筑能耗模拟方面的应用。关键词：BTM双层玻璃幕墙节能能耗模拟在我国，建筑总能耗己经占到社会总能耗的四分之一左右，建筑能耗成为社会总能耗的主要部分之一，建筑节能己经成为建筑领域学术研宄的重点。建筑能耗分析所需的数据量繁琐，工作量大，导致传统能耗分析效率不高。建筑信息模型(BuildingInformationModel)BIM技术是继计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)CAD技术之后建筑业出现的又一种计算机应用技术，被誉为建筑业变革的革命性力量：d。BIM技术整合了大量的建筑信息，模型中包含了建筑能耗计算所需的所有数据，这些数据可以由设计师直接读取使用，相对于传统能耗计算方法，大幅提高了工作效率。而现阶段，我国BIM技术在建筑节能方向的研宄尚属初始阶段，将BIM技术运用于能耗分析是适应时代的发展趋势［2\利用BIM进行能耗分析的主要流程为：创建建筑模型，自动模型分析，位置和功能定义，结果和模型预览，额外参数输入计算，评估结果\作为BIM的应用软件，Revit和Ecotect版本可以做到良好的数据交换，但它们之间的数据交换是不完全双向的，Revit的模型信息可以通过DXF、gbXML格式文件进入Ecotect中模拟分析，反之则只能誊抄数据或者通过DXF格式文件到Revit里作为参考。本文采用gbXML格式文件导入Ecotect中。1建筑模型本文以天津市某双层玻璃幕墙办公建筑为研宄对象，应用Revit软件建立三维建筑信息模型，并运用Ecotect软件进行建筑能耗分析。该建筑是一栋四层办公楼，位于天津市北辰区，建筑面积4953m2,南北朝向，南立面大部分围护结构为整体式双层玻璃幕墙，空气夹层为800nun。双层玻璃幕墙由内外两层幕墙构成，外幕墙由6mm厚单层镀膜玻璃构成，内幕墙由12mm厚双层中空玻璃构成。设置无玻璃幕墙作为对比参照建筑，研究双层玻璃幕墙对建筑能耗的影响。无玻璃幕墙严平平(1985-),女，硕士研究生，邮编，通讯地址pingpingal@

模型南侧幕墙结构用厚的双层中空玻璃窗替代，其余围护结构与双层玻璃幕墙建筑相同。图1为基于Revit软件的有幕墙建筑模型，表1为有幕墙建筑围护结构传热系数。图2为无幕墙建筑模型，表2为无幕墙建筑围护结构传热系数。围护结构传热系数（胃/■?•!（）外墙0.4坡屋顶0.4平屋顶0.48外窗2.5幕墙1.77表2无蒱堝建筑围护结构传热系数围护结构传热系数（W/m2•K）外墙0.4坡屋顶0.4平屋顶0.48外窗2.52模拟验证楼内空调机组在夏季运行时间为6月17□到8月31曰，冬季运行时间11月15曰至来年3月15日。提取监测系统数据，整理计算得到系统实际运行能耗值，并与模拟得到相应的能耗值进行对比，如图2。模拟的能耗值为1364.74GJ,实际的能耗值为944.86GJ。分析存在差距的原因如下。第一，楼内的房间使用率在55%左右以及使用人数随时发生变动，部分房间空调系统使用率很小，而模拟设置参数不能完全表达实际使用情况；第二，处于使用状态的房间内空调没备一般开不到最大功率，模拟过程是按最大功率计算。

■模拟位I1364.74■■模拟位I1364.741600-1400-(3)1200-(3)1000-800-600-400-200-0 图2实际数据和模拟数据对比3双层幕墙结构对建筑能耗的影响在公共建筑中，占最大比例的能耗是采暖和空调的消耗。模拟和分析采暖与空调的能耗既是评价建筑节能设计质量的指标，也为暖通空调专业的设计提供参考依据。本文为了分析双层玻璃幕墙对建筑能耗的影响，分别对双层玻璃幕墙结构和无玻璃幕墙两种情况做了模拟。3.1逐月能耗对比分析通过图3可知双层玻璃幕墙全年能耗为1257.6MWh，无玻璃幕墙建筑全能能耗为1894.4MWh,无幕墙建筑的能耗值约为有幕墙建筑的1.51倍，采用双层玻璃幕墙节能约51%,节能效果明显。分析图4可知，在冬季，双层幕墙建筑能耗远低于无幕墙建筑，说明双层幕墙结构在冬季保温性能远远优于双层中空玻璃窗结构，室内热量不易散出：而在夏季，由于双层玻璃幕墙的存在，室外的尚温不易传入室内，隔热效果良好，从而达到节约能耗的FI的。0O0O0O50511(MMIAI)0O0O0O50511(MMIAI)咖拍眾1894.4有蒂墙 无蒂墙图3全年能耗■有幕墙■有幕墙■无幕墙图4逐月能耗3.2逐时得失热对比分析通过模拟分析逐时得失热分析的逐时数据，可以研究围护结构的保温隔热性能。根据气象数据，选择天津市最冷天，此时房间内处于空调采暖状态。模拟结果如图5。从空调系统负荷来看，无幕墙情况下的负荷是双层幕墙情况下的1.58倍，双层玻璃幕墙节能效果明显，这与能耗模拟的结果相同。从围护结构的热传导结果来看，无幕墙情况是双层玻璃幕墙的1.2倍，围护结构对建筑能耗影响很大，围护结构的保温隔热性能是建筑节能设计考虑的重要方面。从太阳直射辐射计算结果来看，有幕墙结构得热量约为无幕墙结构的1.52倍，这是因为双层玻璃幕墙具有透光性，朝向为南，这对太阳辐射得热量影响很大。在冬季有效的太阳辐射可以明显降低空调运行能耗，达到节能的冃的。图5逐时得失热4结论本文基于B1M技术对天津市某双层玻璃幕墙建筑进行能耗模拟研究，得出以下结论：（1）整理计算楼内实际运行数据与模拟数据进行对比分析，发现模拟值是实际值的1.44倍，分析原因如下：楼内的房间使用率在55%左右以及使用人数和使用时间随时发生变动，部分房间空调系统使用率很小，而模拟设置参数不能完全表达实际使用情况：第二，处于使用状态的房间内空调设备一般开不到最大功率，模拟过程是按最大功率计算。针对建筑采用双层玻璃幕墙结构和无幕墙结构两种情况的能耗水平进行了模拟分析，发现双层玻璃幕墙结构节能约51%，采用双层玻璃幕墙节能效果明显。参考文献何清华，钱丽丽，段运峰，等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程