1、高校建筑節能優化分析根據近年來國家能源網發布的數據來看，建筑總能耗在中國能源消費總量中的份額已經超過27%。校園建筑能耗大范圍超出各建筑類型的能耗均值，高校能源消耗量增長迅速，加大了高校學生的培養成本，教育部大力推廣綠色校園建筑，因此在高校實行對能源消耗的控制相當有意義。并且BIM技術應用越來越成熟，能夠普遍應用在工程建設行業中，本文將采用BIM技術來對上海電力大學的教學樓建筑進行能耗分析。因為我國現有的建筑中大多數為高能耗建筑，存在新建的房屋建筑仍是高能耗建筑的情況，其中教學樓建筑能耗占比較大且節能潛力巨大。以臨港新校區為例，選擇經外樓為主要建筑體進行能耗分析，結合REVIT軟件與BIM的環
2、境模擬的分析工具軟件ECOTECT得到能耗初步數據。1項目概況浦東臨港中心城區位于浦東東南，氣候潮濕多風，很少出現極端天氣。上海電力大學臨港新校區位于浦東臨港中心城區，距校本部（平涼路校區）65km，距滴水湖約3km。新校區占地面積約960畝，規劃建筑面積58萬m2，按照“一次規劃，分期建設”的原則，上海電力學院（臨港校區）是以人為本、智能化、信息化、綠色化以及風光儲一體化智能微電網系統的特色能源化的綜合性學校。2BIM技術概述BIM一詞，乃BuildingInformationModeling的縮寫，是一種新興的建筑設計方法，BIM被譽為繼CAD之后的第二次設計革命。與傳統的二維圖紙不同，B
3、IM可以說是三維、四維（空間+時間）甚至更多維度的設計。可以構建建筑物的三維模型，同時還加入了時間的維度12。這就帶來了四大好處：全生命周期、所見即所得、協調性更好、模擬與優化BIM的經典案例有Skidmore，OwingsMerrillLLP（SOM）設計的美國世貿中心原址上興建的自由塔3。國內的經典案例有上海世博會的多個場館如中國館、芬蘭館等，在設計過程中也都使用了BIM技術4。目前，國家大力推廣BIM技術在建設行業中的應用，其中建筑節能是一個重要的領域。山東建筑大學綠色學生公寓的平面、立面及造型都與其他普通公寓盡量保持協調一致，在保證原有建筑風格及使用功能不受影響的基礎上，將多項綠色節能
4、技術與建筑有機結合。山東建筑大學綠色學生公寓作為一個示范性的低能耗綠色建筑，在太陽能利用、節約能源、改進學生公寓空氣質量、改善居住環境的舒適度等多方面都取得了較大的成就5。從國際建設工程領域來看，BIM技術的應用也如火如荼。國外已經有了比較活躍的使用BIM技術的咨詢公司。國內各個機構推出的BIM方面的證書也開始多了起來，隨著時代的發展，相信在不久的將來，BIM將成為主流。其中東英吉利大學在創新和卓越兩方面享有國際認可的榮譽。ThomasPaineStudyCenter為UEA最新的綠色校園建筑。東京大學為建設低碳校園，并結合學校的實際情況，制訂了建設綠色低碳校園力求達到的最優原則：減少溫室氣體
5、排放量以及減少校園生命周期的維護成本6。3基于BIM技術的節能分析軟件基于BIM技術的建筑節能模擬體系是在以BIM模型和相關模擬分析軟件的基礎之上，將氣候環境等相關因素的影響考慮進去，創建一個環境模擬分析的平臺，在該平臺上利用模擬分析的結果調整建筑節能設計階段的成果，優化建筑的空間布局。本文選擇上海電力大學臨港校區經外樓為實例，運用REVIT軟件與BIM的環境模擬的分析工具軟件ECOTECT得到設計初期基本數據。通過Revit軟件建立上海電力大學臨港校區經外樓的BIM模型并且在Revit軟件中生成建筑物能量模型，對建筑主題能量模型進行設置。導出GBXML文件，隨后導入GBXML文件到Ecote
6、ct軟件，修改模型設置，設置氣象數據、時間以及坐標位置，以此依據來對建筑進行數據分析。Revit是專門針對BIM建筑信息模型設計的，是最先引入建筑社群并提供建筑設計和文件管理支持的軟件。但其基礎技術，建筑信息化模型以及參數化變更引擎在經過設計和優化后，可以支持整個建筑企業的信息建立和管理。建筑信息化模型是一種先進的數據庫基礎結構，可以滿足建筑設計和制作團隊的信息需求。參見1。4日照分析日照方面，上海電力大學臨港校區經外樓位于學校大門的西側，周邊無遮擋。本文通過改變建筑的坐標位置，通過軟件模擬日照時間。由于上海電力大學經外樓位于上海市浦東新區，上海市在氣候區，在冬至日有效日照時間為9點至15點，
7、氣象數據采用中國氣象局。以冬至日12點為例，對比建筑物東、南、西、北四個朝向的日照分析，以判斷其能耗情況。藍色為0.00至0.80h，紫色為1.60至2.40h，紅色為3.20至4.00h，橘色為4.806.40h，黃色為7.20至8.00+h。圖25所示分別為西、東、北、南朝向時，建筑物的南側立面，通過對比觀察可知，當建筑物朝向為南邊時，是最優方案。通過對比和觀察建筑物東、南、西、北四個朝向在冬至日的日照分析圖可知，當建筑物以東西向排列時，日照時間基本0.8h，絕大部分滿足城市居住區規劃設計規范GB5018093（_年版）冬至日有效日照時數1h，其中建筑物北側立面日照時長基本為0，所以應該在
8、靠北的方向盡量在拐角處設置一扇窗可以達到日照要求。這時，建筑內部環境不能獲得充足的日照，因而不能保證建筑物內部衛生、改善室內小氣候、提高舒適度等環境質量，因此會增大空調、空氣凈化器等一系列電器的使用頻率，增大能耗，不能響應國家一直倡導的降低能耗節約資源的理念。當建筑物朝向南邊時，建筑物總體顏色鮮艷，說明日照時間比較充足。日照時長基本1.6h，有充足的日照時長，可以具有一定的殺菌作用，降低全年采暖空調能耗和照明能耗，提高建筑物的舒適度，保持環境溫暖和干燥78。綜上所述，建筑物朝向南邊時，不僅日照充足，而且可以有效降低建筑物能耗，是最優方案。5結論本文研究僅考慮冬至日的日照時間作為參考，有一定的局限性，由于氣候多變，可能存在一定數據誤差。上海電力大學臨港校區經外樓現有東西南北采光分析表明，在滿足規定冬至日1h的日照時長規定時，最佳朝向是南邊，這與學校節能減排的設計理念是一致的，有相對充足的日照，利用有充足的陽光滿足室內光環境和衛生要求，以達到減少照明能耗，提高人體健康的舒適環境的目的，同時可以防止室內過熱，對教學辦公樓環境進行生態化和科學化的設計，充分利用自然資源降低能耗以達到綠色環保降低能耗的理念。通過對建筑結構和位置提出優化方案，可以降低建筑的能耗、提高日照時長等。所以，運用BIM技術進行建筑節能協同設計是很有必要的。作者:竺晶婧 楊太華 吳愛蓮 單位:上海電力大學 3 / 3
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