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1、BIM技術在建筑節能設計中的應用技術在建筑節能設計中的應用 中國建筑科學研究院有限公司北京構力科技有限公司 朱峰磊 CONTENTS 1 2 建筑節能與建筑節能與BIM技術的發展技術的發展 基于基于BIM平臺節能軟件開發平臺節能軟件開發 01 建筑節能與BIM的發展 BIM and building energy conservation 我國節能發展歷程我國節能發展歷程 32145 1986 1995 2004 2012 2018 1 1、民用節能民用節能3030% %民用 建筑節能設計標準JGJ26-86 2 2、民用節能、民用節能50%50%民用建 筑節能設計標準JGJ26-95 3 32、民用節能、民用節能65%65%北京市居 住建筑節能設計標準(DBJ01-602- 2004) 4 4、民用節能民用節能7575% %北京市居住建 筑節能設計標準(DBJ01-602-2012) 住建部發布住建部發布工業建筑節能設計統一標工業建筑節能設計統一標 準準 GB 51245GB 51245- -20172017、北京、天津市目、北京、天津市目 前正在修訂前正在修訂82%82%標準標準 80年代基礎建筑年代基礎建筑 80年代基礎建筑能源消耗高、舒適度低、衍生出一系列圍護結構問題等。 外墻：240mm普通粘土磚墻 屋面：鋼筋混凝土架空屋面 外窗：單層玻璃鋼窗 節能率從何而來節能率從何而來3、 68.48% 9.94% 節能率 相對節能率 相對節能率 = （參照建筑能耗設計建筑能耗） 參照建筑能耗 % 節能率 = 設計建筑能耗 （ 標準節能率） 參照建筑能耗 % 節能節能75%設計標準設計標準 序號序號標準名標準名地區地區實施日期實施日期 1北京市居住建筑節能設計標準（DB11/891-2012）北京2013.1.1 2天津市居住建筑節能設計標準（DB29-1-2013）天津2013.7.1 3山東省居住建筑節能設計標準（DB37/5026-2014）山東2015.10.1 4 河北省工程建設標準-居住建筑節能設計標準 （DB13(J)185-2015） 河北2015.7.1 5 4、新疆維吾爾自治區嚴寒（C）區居住建筑節能設計 （XJJ T063-2014） 新疆2015.1.1 6 新疆維吾爾自治區寒冷地區居住建筑節能設計標準 （XJJ/T073-2016） 新疆2016.8.1 7 吉林省居住建筑節能設計標準（節能75%） （DB22/T1887-2013） 吉林2013.11.4 8 河南省居住建筑節能設計標準（寒冷地區75%） （DBJ 41/T 1842017） 河南2017.11.15 目前我國節能75%標準均為 北方嚴寒寒冷地區居住建筑 節能標準； 北方能耗基數比較大； 北方氣候條件和能耗特點也 與南方不一致，保溫越厚對 節能越有利。 取消權衡計算標準取消權5、衡計算標準 序號序號標準名標準名地區地區實施日期實施日期 1武漢城市圈低能耗居住建筑設計標準（DB42/T 559-2009）武漢2009.12.1 2湖北省低能耗居住建筑設計標準（DB42/T559-2013）湖北2013.10.1 3西藏自治區民用建筑節能設計標準（DJB54001-2016）西藏2016.5.1 4河北省公共建筑節能設計標準（DB13(J)812016）*河北2016.11.1 5湖南省居住建筑節能設計標準（DBJ43/001-2016）湖南2017.6.1 6四川省居住建筑節能65%設計導則四川2017.10.1 例如湖北居住建筑節能標準， 對于體形系數和窗墻面積比 都6、是強制性控制指標； 而對于西藏、四川等地，當 體形系數超出限值，對于圍 護結構熱工控制更加嚴格。 此外簡化了節能計算的要求， 一刀切，同時避免了不同計 算軟件帶來的差異。 信息化發展綱要信息化發展綱要 “十二五”期間，基本實現建筑企業信息系統的普及應用， 加快建筑信息模型（BIM）、基于網絡的協同工作等新技術 在工程中的應用，推動信息化標準建設。同時，加快推廣 BIM、協同設計、4D項目管理等技術在勘察設計、施工和工 程項目管理中的應用，改進傳統的生產與管理模式，提升企 業的生產效率和管理水平。 2011-2015年建筑業信息化發展綱要 關于推進建筑業發展和改革的若干意見 住房和城鄉建設部出臺7、關于推進建筑業發展和改革的若干 意見明確，推進建筑信息模型（BIM）等信息技術在工程 設計、施工和運行維護全過程的應用，提高綜合效益。探索 開展白圖替代藍圖、數字化審圖等工作。 基于基于BIM平臺節能設計平臺節能設計 多年來實踐證明用一款軟件、一個模型來實現全生命周期管理幾乎是不可能的。把整個BIM拆分成 多個子模型、多種專業軟件，如建筑模塊、結構模塊、機電模塊、節能設計模塊等，通過模塊之間的數 據交換，來提高設計與分析的效率。通過專業的模塊去解決效率和信息化的問題，然后通過開放的方式 共享信息，來實現BIM。 02 基于BIM平臺節能軟件 Energy saving software bas8、ed on BIM platform BIM生態環境宣言生態環境宣言 2015年9月22日，17家中外企業簽署中國BIM軟件生態環境大會共同宣言，BIM平臺作為全面開 放的平臺，實現了與國內外常見軟件（PKPM、Revit、Bentley、天正、Sketchup等）的無縫對接，兼 容IFC等國際標準，支持二次開發，充分實現了BIM“數據共享“和“協同設計”的兩大優勢，以“系統+ 平臺+工具”的全線組合推進BIM產業化進程。 建設部課題任務建設部課題任務 基于BIM系統的節能軟件開發可以解決建筑設計和節能設 計過程中，數據信息被分為兩個獨立的過程，數據重復輸入、部分 參數沖突和不一致的情況，提高9、計算的準確性和設計效率。 2.1 基于基于BIM平臺建筑節能軟件介紹平臺建筑節能軟件介紹 1、建筑模型建立 2、圍護結構熱工計算 3、節能優化分析 Revit &PKPM-BIM 模型轉化 1、建筑模型建立、建筑模型建立 2、構件及屬性設置、構件及屬性設置 支持在BIM建筑模型上添加構件和構件屬性。 3、節能計算分析、節能計算分析 支持支持160余本國家余本國家和和地方節能地方節能 設計標準設計標準，可根據不同標準的要 求進行全年8760小時動態模擬， 也可進行耗熱量指標穩態計算。 4、圍護結構熱工設計、圍護結構熱工設計 5、BIM平臺節能設計流程平臺節能設計流程 2.2 思考與展望思考與展望10、 1、節能電子審查2、圍護結構材料更新 3、熱工計算方法優化4、工業建筑節能設計 5、被動房節能設計 1、節能電子審查系統、節能電子審查系統 1、設計師手動修改計算報告書，軟件輸出結果與計算報告不一致 2、審圖人員關心的建筑節能模型作假，與實際窗墻比、體形系數等指標不符 3、建筑保溫材料、窗體材料選取不規范，缺乏依據支撐 4、對于管理部門而言，難以統計所有的項目信息、無法實現有效的電子審查 5、在設計單位（建設單位）、審圖機構、以及政府職能監管部門當中無法形成公共交互平臺，信息無法有效傳遞 建筑節能審查系統可以作 為建筑節能設計單位和管理單 位的公共交互平臺，在使用者 之間起到橋梁的作用，同時11、也 方便管理部門管理和查看數據。 上海市建筑節能審查系統 作為全國首套建筑節能管理系 統推動了上海市建筑節能健康 發展，也對其他省市開展該工 作起到了示范作用。 1、節能電子審查系統、節能電子審查系統 2、圍護結構材料提升、圍護結構材料提升 CL墻體 自保溫砌塊 遮陽一體化窗 1、上圖為上海市居住建筑節能設計標準對于外窗的設計要求， 最低K值為2.2，凸窗要求比外窗提高10%； 2、傳統鋁合金型材從上海市場消失，斷熱鋁合金也只考慮充 惰性氣體、三玻或者20mm空氣層才能滿足最低設計要求； 3、如窗墻比越大，則指標控制更為嚴格。 產品名稱產品名稱導熱系數導熱系數材料價（元）材料價（元）每平米造價12、（元）每平米造價（元）備注備注 增強纖維復合保溫板增強纖維復合保溫板0.045-0.0631800-2200120-140 STP的材 料價為每 平米價格， 其它材料 價為每立 方價格 發泡水泥發泡水泥0.061000-150085-120 發泡玻璃發泡玻璃0.062200-2800160-190 發泡陶瓷發泡陶瓷0.08-0.102500-3500210-255 STP0.008100-160160-230 無機保溫砂漿無機保溫砂漿0.065-0.0851200-350070-100 巖巖 棉棉0.04-0.0431000-2000110-140 防火保溫板防火保溫板0.062500110113、20 備備 注注以上價格根據品牌而不同，價格只供參考 2、圍護結構材料提升、圍護結構材料提升 屋頂 東墻 西墻 按照規范中的計算 方法，分別計算屋 頂和外墻內表面逐 時溫度； 主要影響因素為， 外飾面太陽輻射吸 收系數和各層材料 熱工性能。 3、熱工計算算法優化、熱工計算算法優化 程序自動求解各個 節點的溫度場、線 傳熱系數； 然后根據線傳熱系 數，求解外墻平均 傳熱系數。 3、熱工計算算法優化、熱工計算算法優化 4、工業建筑節能設計、工業建筑節能設計 我國建筑節能設計標準實現了民用建筑與工業建筑領域全覆蓋。 工業建筑：工業建筑：由生產廠房和生產輔助用房組成，其中生產輔助用房包括倉庫及公共輔助14、用房等。 一類工業建筑：一類工業建筑：冬季以供暖能耗為主，夏季 以空調能耗為主，通常無強污染源及強熱源。 代表性行業有代表性行業有計算機、通信和其他電子設備計算機、通信和其他電子設備 制造業制造業，食品制造業，煙草制品業，儀器儀，食品制造業，煙草制品業，儀器儀 表制造業，醫藥制造業，紡織業等。表制造業，醫藥制造業，紡織業等。 二類工業建筑：二類工業建筑：以通風能耗為主，通常有強污染源或強 熱源。代表性行業有金屬冶煉和壓延加工業，石油加代表性行業有金屬冶煉和壓延加工業，石油加 工、煉焦和核燃料加工業，化學原料和化學制品制造工、煉焦和核燃料加工業，化學原料和化學制品制造 業，機械制造等。業，機械制15、造等。 4、工業建筑節能設計、工業建筑節能設計 超低能耗建筑技術特征 1 保溫隔熱性能更高的非透明圍護結構 2 保溫隔熱性能和氣密性更高的外窗 3 無熱橋的設計與施工 4 建筑整體的高氣密性 5 高效新風熱回收系統 6 充分利用可再生能源 7至少滿足綠色建筑評價標準GB/T50378一星級 的要求。 被動式低能耗建筑是傳統建筑的又被動式低能耗建筑是傳統建筑的又 一次性能提升一次性能提升 5、被動式低能耗建筑、被動式低能耗建筑 5、被動式低能耗建筑、被動式低能耗建筑 中原地區首個被動式超低能耗建筑示范項目“五方企業館”低能耗建筑模擬與申報。 T H A N K S 朱峰磊 電話：13482602590 郵箱：