吴宁
哈尔滨市华滨建筑工程公司 黑龙江省哈尔滨市150036
摘要：建筑节能作为工程界研究的热点问题，经过十几年的发展，已渐有成效。但由于高能耗的建筑存量巨大，因此“十三五”期间既有建筑节能改造目标任务依然十分艰巨。并且随着需要改造的既有建筑造型越来越复杂，传统的节能改造设计模式在实际应用过程中的短板日益凸显。而 BIM 技术的使用，极大地提高了设计质量，优化了管理效率，因此把 BIM 技术应用到既有建筑节能改造中将有重要的现实意义。
关键词：BIM技术，既有居住建筑，节能改造方案
前言：建筑节能包括新建建筑的节能设计和既有建筑的节能改造。对于新建建筑我们通过设置相应的居住建筑节能设计标准和公共建筑节能设计标准来控制新建建筑的节能设计阶段，通过建筑节能工程施工质量验收规范来保证建筑节能落实到位。既有建筑由于大部分对围护结构的并未采取保温措施，使用普通砖墙或者混凝土墙体，保温隔热性能很差的窗户等，使得空调能耗或者北方采暖的能耗大大提高。因此，节能改造技术系统也相对较为落后，缺少相应资金方面的支持，老百姓节能改造认识和动力不足。既有居住建筑的节能改造方案的设计任重而道远。
1. 既有居住建筑节能改造关键技术研究
1.1围护结构的节能改造
大多数既有居住建筑建造时没考虑围护结构节能，外墙、外窗和屋面等部位的热工性能不能满足居住建筑节能设计标准的规定。并且既有居住建筑不能改变建筑的场地、朝向、体型等，因此既有居住建筑的节能改造着重于建筑围护结构的节能改造。建筑围护结构的节能改造其原理主要是对其热工性能的改善，在冬季尽可能使室内热量少流失到室外，在夏季尽可能使防止室外热量少渗入室内，控制室内温度尽可能接近人体的舒适温度。这样通过减少辅助设备如采暖、制冷设备的使用，达到节约能耗的目的。对建筑围护结构的改造，应不改变原有的结构体系，尽量少增加外墙和屋面的荷重，不对室内装饰造成破坏。围护结构节能改造包括外墙、外窗、屋面、楼梯间和单元门。
1.2室内自然通风节能改造
自然通风是指由难过热压和风压等来促使室内外空气流通而进行的通风换气的方式。通过合理的建筑设计，利用自然通风的作用可以将室内污浊潮湿的空气排出到室外去，炎热的夏季还能够将加快室内外冷热空气对流，降低室内的温度。自然通风不仅可以减少空调的使用降低建筑能耗节约能源，还可以用充足的新鲜空气来改善室内的空气质量，有利于居民的身心健康。室内自然通风的主要设计原理是，通过对建筑物所在地的自然气候条件和建筑物室外自然通过状况的模拟，尽可能地利用气候资源合理引导室外空气流通到建筑物内部以形成良好的自然通风。既有居住建筑与新建建筑不同，新建建筑在整体规划阶段时就会对建筑的朝向，建筑群体的合布局和室内外自然通风进行分析，设计出合理的建筑方案。所以既有居住建筑的自然通风改造只能够在窗户位置、窗户开启面积和室内布局等方面进行分析。
1.3 采光遮阳系统设置
自然光环境是我们日常中最重要的生活环境之一，主要是太阳光等非人工照明。通过对各种光源的视觉实验分析结表明，在保证照度不变的基础上，自然光的辨认性比人工照明好很多，对日常的生活工作还有视力保护都有益。自然光是极为清洁、经济、极为宜人的光源。采用自然光照明不仅保护生态环境，降低建筑能耗，还能够在经过建筑设计师的合理分析创造出美轮美奂的空间效果，让人身心可以充分舒展，给人温暖的感觉，有益于人的身心健康，还可以提高视觉功效。人类视觉工作中最舒适、最亲切、最健康的环境。天然光还是一种清洁、廉价的光源。使用自然光进行照明可以降低建筑能耗，所以它也是我们建筑节能设计非常重要的一部分。
根据调查，我国的居住建筑能耗中，照明能耗所占比例较大。因此，充分利用自然采光是既有居住建筑节能改造中达到的效果。
1.4建筑设备改造更新
绝大数既有居住建筑建造时没考虑围护结构节能，外墙、外窗和屋面等部位的热工性能不能满足居住建筑节能设计标准的规定。住宅的能耗和室内的热环境影响很大。因此既有居住建筑的节能改造一般以改造围护结构作为重点，其次要考虑外部环境的改善和居民节能行为的引导。在夏热冬冷地区，与大多数公共建筑的集中供暖和中央空调设备不同，居住建筑中日常使用的用能设备种类相对较少，主要是分体式空调、冷气扇和热气扇等。每个住户对用能设备的使用情况不尽相同，属于个体行为。所以推荐居民购买用能设备的时候，尽可能买能效比高的产品。既有居住建筑节能改造的同时，应同时考虑建筑物厨房和为时间的修缮及功能改进，提高其使用功能，改善居民居住环境的品质。
2. 既有居住建筑节能改造方案的设计
2.1节能改造原则
既有居住建筑改造原则需要同时考虑改造效果和改造费用两方面因素。由于各地区气候条件、经济条件不同，建筑物特点也不尽相同，各地区需要结合本地实际情况情况因地制宜的原则制定节能改造方案。本项目节能改造设计上应该尽可能地不破坏原有的建筑结构，同时不改变原来的居住功能。施工上选用的方法尽可能地简单，少破坏原有的室内装修，少影响居民的日常生活。
2.2节能改造目标
根据《民用建筑节能设计规范》和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的规范要求，和《夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造技术导则》等文件的指导下，对既有居住建筑提出节能改造方案。既有居住节能改造方案主要内容包括维护结构的改造、遮阳改造、对室内布局改造、设备更新和可在生能源的利用。采用的外墙外保温技术、屋面保温防水技术、节能门窗技术、太阳能的利用技术。根据对节能潜力的分析设定此项目的改造目标。
2.3建筑模型的建立
从项目原设计单位找到原始图纸，首先根据项目的图纸内容，收集所需族文件，如果没有则需要单独创建。然后根据项目图纸内容进行绘制，注意标高等参数的设置。在模型创建的过程中，要及时检查原有图纸疏漏地方，因为原工程竣工可能会有图纸变更没有反映出来，还有的分部分项工程在使用过程中已进行改造过。创立过程中，对信息不全，图纸不清的地方需要整合清楚，如有必要，需要现场测量情况。
2.4环境分析和能耗分析
居住建筑的节能性由维护结构热工性能、建筑朝向、体形系数、窗墙比等参数决定，但是居住建筑到底节能多少需要对能耗进行量化。居住建筑的能耗分析就是通过模拟计算的手段，分析上述建筑单体本身属性的改变对建筑全年能耗的影响,进而为建筑师改进单体设计提供科学的依据。既有居住建筑的节能改造也是如此,在确定了节能改造的方案之后,需要对该方案有一个定量的分析,以便检验结果是否符合设计的要求,同时对该方案进行优化调整。这种设计前期的能耗模拟非常重要,不仅可以避免不合理的设计方案实施,还可以使设计方案更具可行性。目前进行建筑能耗模拟的方法有两种一是根据节能设计标准进行人工计算,得出单位面积的耗热量指标和耗煤量指标,跟我国三个阶段的节能标准进行对比得出节能的效果二是通过计算机软件对既有居住建筑进行能耗模拟,通过数据分析得出节能的效果。
结语：中国既有居住建筑节能改造事业已开展十多年，已经初步形成一个系统，既有居住建筑节能改造的包括围护结构的节能改造，遮阳通风改造，建筑设备改造更新，可再生能源的利用等方面。但是缺乏比较完善的节能改造方案。但是由于能耗监测平台产业刚刚起步，真正普及开来还需要一些时日，希望可以能耗监测平台能够为既有居住建筑节能改造后能耗监测提供有力帮助。
参考文献：
[1]张学顺,方廷勇,徐俊,王毅.基于BIM技术的既有居住建筑节能改造方案设计[J].工程与建设,2016,30(03):379-381+390.