硕士论文网第2020-12-30期，本期硕士论文写作指导老师为大家分享一篇
建筑论文文章《基于BIM技术的建筑节能改造策略研究》，供大家在写论文时进行参考。
本篇论文是一篇建筑硕士论文范文，本文从城市老旧住宅能耗的角度出发，结合相关《规范》提出老旧住宅节能改造设计策略。为了充分体现设计策略的合理性，针对改造设计要素进行相应的理论分析及研究，并运用实测、调研、模拟等方法对其进行论证，最终提出地域性老旧住宅能耗降低方法。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景
中国的建筑市场庞大，建筑总量约占全球的40%，我国现阶段建筑总面积达560 亿平方米，其中 60%左右为既有居住建筑。建筑在建造和使用过程中消耗的能源约占能源总量的 30%。因此做好建筑的节能设计有助于实现节能减排的目标。同时处理好建筑设计与建筑运营阶段的土地节约、能源消耗和环境保护等问题，对加快建设节约型、友好型社会，早日实现国家预期规划目标，具有决定性的意义。建筑节能主要有新建筑节能和既有建筑节能改造两个方面。“十一五”规划中明确提出了既有居住建筑节能改造的任务和目标。在过去的 30 年里，我国建成了大量的居住建筑，建筑用材大都是黏土砖和钢筋水泥，这些材料的使用寿命很长，但建筑围护结构热工性能却不能满足节能设计的要求，现产生了如下矛盾：①从安全性来看，这些建筑结构框架稳定，仍有使用价值，若仅因不能达到节能的目的而拆除，会造成很大的资源浪费，加之过去的建材大都是非循环利用材料，拆除时会产生的大量废弃物，给环境也会带来不利影响。老旧住宅节能改造是建设和谐型社会的需要，以前建造的住宅缺乏节能设计，一些设备设施也相对落后，与当今人们追求高品质生活产生矛盾；②从人性角度出发，满足使用者的实际需求是首位考虑点，人们对功能、环境的需求是亟待解决的问题；③从经济角度看，改造一栋老建筑要比重新建造一栋新建筑耗费少很多；选择节能改造手段来提升住宅舒适性，可大幅度降低住户的经济负担，减少新建住房的需求，是一种高效益的选择，提升人们生活质量的同时，也促进了房地产市场的健康发展。
1.2 研究意义
影响住宅居住舒适度的因素很多，其涉及到区域气候、居住选址、居住布局、建筑立面设计、建筑构造层次等。气候条件作为影响住宅舒适度的关键因素，是不可改变的。因此针对地域气候下老旧住宅能耗以及能耗优化策略的研究具 有重要的意义。目前国内关于建筑节能优化的研究有很多，但基于地域特色对老旧住宅节能改造的研究相对较少。节能改造作为一种经济可行的措施，不仅能降低建筑能耗，而且能够有效提高住宅舒适度，对提高居住体验和降低能源消耗有着很大的意义。1）有利于针对性地了解地区居住建筑《民用建筑热工设计规范》GB50176—2016的执行程度。其次能够充分了解建筑围护结构、建筑窗墙比、建筑朝向、遮阳通风等对建筑能耗的影响，为节能优化措施提高一定的设计依据，也为新建建筑提供一定的参考标准。2）有利于提高居民的健康状况和生活质量。居民生活水平的提高的同时，大大增加了对精神方面和人居环境质量的要求。因此关注居住建筑室内舒适度的研究具有必要性。3）有利于实现老旧住宅的节能，降低资源消耗。对老旧住宅合理改造，可以有效地降低夏热冬冷地区两极化气候下的能源消耗，体现被动优先，主动为辅的能源优化策略。对老旧住宅进行因地制宜地节能改造，优化的建筑能耗结构。从人文角度看，节能改造提高了老旧住宅的舒适性，改善了人居环境；从经济角度看，投入改造的效益要比成本高出很多，是投资小收益多的举措；从社会角度看，节能减排措施是造福全社会的举动，切实可行。
第 2 章 BIM 应用分析
国家“十二五”建筑信息化发展纲要中多处强调了 BIM 的应用，BIM 即建筑信息化模型，是通过数字化技术对建筑各要素虚拟建造，BIM 模型提供了一个单一的、完整一致的、逻辑的建筑信息库。BIM 贯穿在建筑生命周期的各个阶段，将设计数据、建造信息、维护信息等保存在 BIM 中，以便于相关建筑信息在整个生命周期中得以重复、便捷地使用。本章内容主要介绍与 BIM 相关的一些概念及各个 BIM 软件在后文研究中的使用目的。
2.1 BIM 的介绍
BIM 技术被认为是继 CAD 之后建筑领域的第二次科技革命。具体来说，BIM技术可直观的表现出建筑寿命周期的各阶段的信息，建筑参与方也能对相关信息共享，其为产业合作、建造工业化提供技术保障和广泛的应用平台；不同专业对于同一建筑的修改协同也能在 BIM 平台上得以实现，综合分析、模拟检查为项目方案的优化提供了依据。BIM 的全称是 Building Information Model，最早是由美国乔治亚技术学院建筑与计算机专业的博士 Chuck Eastman 提出。BIM 将建筑寿命周期内各个环节信息整合到一个共享平台上，通过电脑虚拟建模，预先发现并解决工程实际中可能出现的问题，方便各个专业工程师进行协调优化工程方案，大大提高团队协作、执行交流的效率，节约时间、减少资源浪费。同时，BIM 相关成果可服务的人群也很广泛，BIM 相关信息模型可导入不同专业分析软件进行模拟计算与性能分析，减少了在基础建模方面的耗时（BIM 平台构架关系图如图 2-1）。
2.2 BIM 应用创新
BIM 模型不仅包括建筑的几何形状，还集合了很多其他专业的信息。其中包括很多节能设计的信息，利用 Revit 软件创建三维模型，并将该格式的文件导入节能设计软件中，能够高效的推进绿色建筑的发展。现阶段，我国出台了很多建筑节能设计的强制性标准，能耗设计的概念难以被广大建筑师和建筑设计实践接受的主要原因是传统的建筑能耗分析无法满足及时的需求，缺乏方便快捷的能耗模拟设计方法和软件。如果充分利用先进的BIM 技术，建筑师能够在设计初期对建筑全寿命周期的能耗和生态效应进行准确的预测，得到建筑能耗方面宝贵的反馈信息，那么建筑师就能针对性的调整和优化设计方案，满足建筑节能的要求，降低能耗，实现低能耗建筑设计的自动化和数字化。此时 BIM 代表的是一个包含建筑全部信息的数字化模型，是一个识别信息的建筑性能分析工具。以 BIM 技术为依托的设计软件，显然成了改变绿色建筑设计缺陷的关键。建筑节能设计软件有很多，如 Autodesk Ecotect Analysis、建筑节能设计分析模块 PBECA、斯维尔建筑通风 VENT、Energy Plus 等，但这些软件都具有一定的局限性，不能覆盖研究建筑能耗的每一方面。因此本文创新性的提出用 Revit及相关软件对建筑进行全寿命周期内的能耗模拟分析。同时以南京市老旧住宅节能改造为例，分析改造前后能源消耗状况，并通过合理分析改造投资收益周期，确定改造必要性条件。
第 3 章 南京市老旧住宅节能改造技术研究
3.1 南京市的自然环境特点
3.2 南京市老旧住宅的界定与能耗结构
3.3 老旧住宅节能改造影响因素理论研究
3.4 其他节能改造措施
3.5 本章小结
第 4 章 BIM 技术在南京市老旧住宅节能改造中的应用
4.1 案例选取及绍
4.3 老旧住宅节能改造策略
4.4 老旧住宅改造评估
4.5 本章小结
第 5 章 南京市老旧住宅节能改造设计应用指导
5.1 设计应用体系及应用指导基本说明
5.2 建筑外墙节能改造技术指导
5.3 建筑透明围护结构节能改造技术指导
5.4 建筑遮阳、通风设计策略指导
5.5 居民行为引导策略设计
第 6 章 结论与展望
我国老旧住宅节能改造事业逐渐受到社会各界重视，本文针对南京市老旧住宅实际案例分析研究，实测调研地区气候参数与人们居住情况，统计住户全年用电量、冬夏季节室内外 24 小时逐时温湿度、PMV 热舒适评价值等，发现老旧住宅居住舒适度差的现实状况。本文第 2 章节拟定了解决问题的方法，结合 Dest、Revit、ally、PHPP 被动房模拟等 BIM 软件，按照其各自软件的特征确定在不同研究阶段的具体应用：Dest 与理论研究结合，Revit、Tally、PHPP 被动房模拟软件则应用于能耗综合模拟阶段；第 3 章节主要结合地域环境特征分析气候因素对建筑能耗的影响，找出老旧住宅能耗缺陷并进行相关理论研究。总结发现该地区加气混凝土围护结构受环境湿度的影响，导热系数修正系数为 1.132，建筑外墙夏季隔热性能也有所欠佳；数据科学分析了建筑南北向窗墙比大小约为南向 0.4、北向 0.35；建立朝向与建筑能耗间的关系，确定建筑最佳朝向约为南偏西 7°-9°；遮阳改造则以当地太阳高度角来设计活动式遮阳设计参数；此外还对建筑设备改造更新和可再生能源的用等方面进行了定性的分析。第 4 章节，主要针对实际老旧住宅案例进行有效地改造。结合上一章节理论研究成果确定如下改造策略：对墙体保温隔热性能进行优化，以材料的热阻值、热扩散系数、热渗透系数作为选材的刷选条件，确定围护结构性能改造材料为纤维板，厚度约为 4.1cm；窗墙比按照理论研究值进行适当的扩大，同时结合最佳朝向设计，调整窗的朝向，降低建筑能耗；本章节还对老旧住宅改造前、改造后现状模拟，发现改造后平均每户年用电量降低 500°左右，同时查阅国家鼓励政策、调研材料市场，对改造方案经济进行分析研究，发现整个改造投资经济回收期约为 18 年，仅占整个住宅运营期的 30%，最终确认节能改造活动具有一定的经济效益、社会效益。成果汇总落实到第 5 章，以南京市老旧住宅节能改造设计应用指导的方式来表现，以期为今后类似的工作做一些参考依据。关于老旧住宅节能改造的研究将来会越来越细致、完善。针对不同热工分区、不同地理环境、不同城市空间的改造设计方法将会更完整，BIM 技术参数化设计的优势也会更加被发掘，不论是节能设计的效率还是质量都会有显著的提高。具体展望内容如下：1）老旧住宅节能改造效果追踪也应该非常重要，可结合 BIM 运营管理和 AI智能监控等手段，准确的评价建筑节能性以及节能改造后的效果。国家也应成立相关部门对建筑能耗数据进行收集、传输、分析计算，改变我国现阶段节能标准中数据误差、数据滞后的问题。同时建立老旧住宅能耗监测系统也为建立节约型社会贡献了一份力量，监测的数据可为相关学术研究和区域性规范提供参考依据，也可以为建筑节能改造和新建建筑设计提供参照指标。希望国家加快建设能耗监测平台为老旧住宅节能改造后能耗监测提供有力帮助。2）BIM 技术源自于制造业的信息管理方式，因其方便快捷、直观等优势被建筑业迅速认可和重视。传统的建筑节能设计的依据大都是经验或相关节能标准规范，数据交互效率慢，考虑因素少，希望未来老旧住宅节能改造以现实状况为基础，以 BIM 相关的节能优化软件为操作方法，科学地筛选出节能设计方案，节约资本。3）将老旧住宅节能改造设计指导的内容推广到实际的工程中去，按照不同热工分区、不同气候特征将全国各地区建筑节能改造影响因素形成规范，强制推行政策，严格控制甲乙方，科学合理地设计低能耗住宅。
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