1、BIM技術在建筑節(jié)能設計中的應用技術在建筑節(jié)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(jié)能與建筑節(jié)能與BIM技術的發(fā)展技術的發(fā)展 基于基于BIM平臺節(jié)能軟件開發(fā)平臺節(jié)能軟件開發(fā) 01 建筑節(jié)能與BIM的發(fā)展 BIM and building energy conservation 我國節(jié)能發(fā)展歷程我國節(jié)能發(fā)展歷程 32145 1986 1995 2004 2012 2018 1 1、民用節(jié)能民用節(jié)能3030% %民用 建筑節(jié)能設計標準JGJ26-86 2 2、民用節(jié)能、民用節(jié)能50%50%民用建 筑節(jié)能設計標準JGJ26-95 3 3
2、、民用節(jié)能、民用節(jié)能65%65%北京市居 住建筑節(jié)能設計標準(DBJ01-602- 2004) 4 4、民用節(jié)能民用節(jié)能7575% %北京市居住建 筑節(jié)能設計標準(DBJ01-602-2012) 住建部發(fā)布住建部發(fā)布工業(yè)建筑節(jié)能設計統(tǒng)一標工業(yè)建筑節(jié)能設計統(tǒng)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(jié)能率從何而來節(jié)能率從何而來
3、 68.48% 9.94% 節(jié)能率 相對節(jié)能率 相對節(jié)能率 = (參照建筑能耗設計建筑能耗) 參照建筑能耗 % 節(jié)能率 = 設計建筑能耗 ( 標準節(jié)能率) 參照建筑能耗 % 節(jié)能節(jié)能75%設計標準設計標準 序號序號標準名標準名地區(qū)地區(qū)實施日期實施日期 1北京市居住建筑節(jié)能設計標準(DB11/891-2012)北京2013.1.1 2天津市居住建筑節(jié)能設計標準(DB29-1-2013)天津2013.7.1 3山東省居住建筑節(jié)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(jié)能設計標準 (DB13(J)185-2015) 河北2015.7.1 5
4、新疆維吾爾自治區(qū)嚴寒(C)區(qū)居住建筑節(jié)能設計 (XJJ T063-2014) 新疆2015.1.1 6 新疆維吾爾自治區(qū)寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準 (XJJ/T073-2016) 新疆2016.8.1 7 吉林省居住建筑節(jié)能設計標準(節(jié)能75%) (DB22/T1887-2013) 吉林2013.11.4 8 河南省居住建筑節(jié)能設計標準(寒冷地區(qū)75%) (DBJ 41/T 1842017) 河南2017.11.15 目前我國節(jié)能75%標準均為 北方嚴寒寒冷地區(qū)居住建筑 節(jié)能標準; 北方能耗基數(shù)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(jié)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(qū)地區(qū)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(qū)民用建筑節(jié)能設計標準(DJB54001-2016)西藏2016.5.1 4河北省公共建筑節(jié)能設計標準(DB13(J)812016)*河北2016.11.1 5湖南省居住建筑節(jié)能設計標準(DBJ43/001-2016)湖南2017.6.1 6四川省居住建筑節(jié)能65%設計導則四川2017.10.1 例如湖北居住建筑節(jié)能標準, 對于體形系數(shù)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(shù)超出限值,對于圍 護結構熱工控制更加嚴格。 此外簡化了節(jié)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(fā)展綱要信息化發(fā)展綱要 “十二五”期間,基本實現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應用, 加快建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡的協(xié)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(xié)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(tǒng)的生產(chǎn)與管理模式,提升企 業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。 2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要 關于推進建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見 住房和城鄉(xiāng)建設部出臺
7、關于推進建筑業(yè)發(fā)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(shù)字化審圖等工作。 基于基于BIM平臺節(jié)能設計平臺節(jié)能設計 多年來實踐證明用一款軟件、一個模型來實現(xiàn)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(yè)軟件,如建筑模塊、結構模塊、機電模塊、節(jié)能設計模塊等,通過模塊之間的數(shù) 據(jù)交換,來提高設計與分析的效率。通過專業(yè)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(xiàn)BIM。 02 基于BIM平臺節(jié)能軟件 Energy saving software bas
8、ed on BIM platform BIM生態(tài)環(huán)境宣言生態(tài)環(huán)境宣言 2015年9月22日,17家中外企業(yè)簽署中國BIM軟件生態(tài)環(huán)境大會共同宣言,BIM平臺作為全面開 放的平臺,實現(xiàn)了與國內(nèi)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(fā),充分實現(xiàn)了BIM“數(shù)據(jù)共享“和“協(xié)同設計”的兩大優(yōu)勢,以“系統(tǒng)+ 平臺+工具”的全線組合推進BIM產(chǎn)業(yè)化進程。 建設部課題任務建設部課題任務 基于BIM系統(tǒng)的節(jié)能軟件開發(fā)可以解決建筑設計和節(jié)能設 計過程中,數(shù)據(jù)信息被分為兩個獨立的過程,數(shù)據(jù)重復輸入、部分 參數(shù)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(jié)能軟件介紹平臺建筑節(jié)能軟件介紹 1、建筑模型建立 2、圍護結構熱工計算 3、節(jié)能優(yōu)化分析 Revit &PKPM-BIM 模型轉(zhuǎn)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(jié)能計算分析、節(jié)能計算分析 支持支持160余本國家余本國家和和地方節(jié)能地方節(jié)能 設計標準設計標準,可根據(jù)不同標準的要 求進行全年8760小時動態(tài)模擬, 也可進行耗熱量指標穩(wěn)態(tài)計算。 4、圍護結構熱工設計、圍護結構熱工設計 5、BIM平臺節(jié)能設計流程平臺節(jié)能設計流程 2.2 思考與展望思考與展望
10、 1、節(jié)能電子審查2、圍護結構材料更新 3、熱工計算方法優(yōu)化4、工業(yè)建筑節(jié)能設計 5、被動房節(jié)能設計 1、節(jié)能電子審查系統(tǒng)、節(jié)能電子審查系統(tǒng) 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(jié)能模型作假,與實際窗墻比、體形系數(shù)等指標不符 3、建筑保溫材料、窗體材料選取不規(guī)范,缺乏依據(jù)支撐 4、對于管理部門而言,難以統(tǒng)計所有的項目信息、無法實現(xiàn)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(jiān)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(jié)能審查系統(tǒng)可以作 為建筑節(jié)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(shù)據(jù)。 上海市建筑節(jié)能審查系統(tǒng) 作為全國首套建筑節(jié)能管理系 統(tǒng)推動了上海市建筑節(jié)能健康 發(fā)展,也對其他省市開展該工 作起到了示范作用。 1、節(jié)能電子審查系統(tǒng)、節(jié)能電子審查系統(tǒng) 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(jié)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(tǒng)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(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱導熱系數(shù)導熱系數(shù)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(fā)泡水泥發(fā)泡水泥0.061000-150085-120 發(fā)泡玻璃發(fā)泡玻璃0.062200-2800160-190 發(fā)泡陶瓷發(fā)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0.0625001101
13、20 備備 注注以上價格根據(jù)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(guī)范中的計算 方法,分別計算屋 頂和外墻內(nèi)表面逐 時溫度; 主要影響因素為, 外飾面太陽輻射吸 收系數(shù)和各層材料 熱工性能。 3、熱工計算算法優(yōu)化、熱工計算算法優(yōu)化 程序自動求解各個 節(jié)點的溫度場、線 傳熱系數(shù); 然后根據(jù)線傳熱系 數(shù),求解外墻平均 傳熱系數(shù)。 3、熱工計算算法優(yōu)化、熱工計算算法優(yōu)化 4、工業(yè)建筑節(jié)能設計、工業(yè)建筑節(jié)能設計 我國建筑節(jié)能設計標準實現(xiàn)了民用建筑與工業(yè)建筑領域全覆蓋。 工業(yè)建筑:工業(yè)建筑:由生產(chǎn)廠房和生產(chǎn)輔助用房組成,其中生產(chǎn)輔助用房包括倉庫及公共輔助
14、用房等。 一類工業(yè)建筑:一類工業(yè)建筑:冬季以供暖能耗為主,夏季 以空調(diào)能耗為主,通常無強污染源及強熱源。 代表性行業(yè)有代表性行業(yè)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(yè)制造業(yè),食品制造業(yè),煙草制品業(yè),儀器儀,食品制造業(yè),煙草制品業(yè),儀器儀 表制造業(yè),醫(yī)藥制造業(yè),紡織業(yè)等。表制造業(yè),醫(yī)藥制造業(yè),紡織業(yè)等。 二類工業(yè)建筑:二類工業(yè)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(yè)有金屬冶煉和壓延加工業(yè),石油加代表性行業(yè)有金屬冶煉和壓延加工業(yè),石油加 工、煉焦和核燃料加工業(yè),化學原料和化學制品制造工、煉焦和核燃料加工業(yè),化學原料和化學制品制造 業(yè),機械制造等。業(yè),機械制
15、造等。 4、工業(yè)建筑節(jié)能設計、工業(yè)建筑節(jié)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(tǒng) 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(tǒng)建筑的又被動式低能耗建筑是傳統(tǒng)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(qū)首個被動式超低能耗建筑示范項目“五方企業(yè)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: