大數(shù)據(jù)技術(shù)下建筑節(jié)能方法
時(shí)間:2022-09-07 11:11:57
導(dǎo)語:大數(shù)據(jù)技術(shù)下建筑節(jié)能方法一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
“綠色建筑”“住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展衍生的概念。它與節(jié)能降耗、環(huán)境友好、綠色創(chuàng)新等訴求緊密相依,成為建筑業(yè)必然的發(fā)展方向。但是這種發(fā)展并非來源于宏觀的考量,而是要深入到建筑的各個(gè)環(huán)節(jié),從全域全層減少建筑消耗的負(fù)面影響。《BIM技術(shù)與建筑能耗評(píng)價(jià)分析方法》一書的誕生既是基于這樣的背景,也是為了服務(wù)于這樣的訴求。BIM是建筑信息模型的簡稱,它是一個(gè)技術(shù)名詞,針對(duì)于建筑工程項(xiàng)目中的能耗、性能等指標(biāo)進(jìn)行定量與定性相結(jié)合的分析,而后構(gòu)建模型,對(duì)其進(jìn)行有效處理,實(shí)現(xiàn)建造綠色建筑的目標(biāo)。該模型的先進(jìn)之處在于,不僅可以單獨(dú)完成建筑能耗的分析工作,還可以結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)確定指標(biāo)間的關(guān)系,構(gòu)建BIM-Bayes綜合評(píng)價(jià)優(yōu)化模型,為綠色建筑方案的生成提出優(yōu)化建議。因此,《BIM技術(shù)與建筑能耗評(píng)價(jià)分析方法》一書出版后,立刻成為綠色建筑與綠色施工相關(guān)領(lǐng)域研究人員和工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)維階段的管理人員的“指導(dǎo)手冊”。該書一共包含九章,其中前七章完整的介紹了BIM技術(shù)的理念與使用方法,最后兩章用生動(dòng)的案例介紹了BIM的使用內(nèi)容。作者所構(gòu)建的描述環(huán)境中,大數(shù)據(jù)是一個(gè)必不可少又隱匿極深的背景。它可以為建筑行為提供更好的決策,帶領(lǐng)建筑行業(yè)進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域。例如作者在對(duì)環(huán)境影響中的BIM使用方法進(jìn)行介紹時(shí),直觀展示了運(yùn)用大數(shù)據(jù)后,建筑節(jié)能技術(shù)是如何在高門檻的背景下,成本不升反降的過程。因此,行業(yè)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的喜愛是由多個(gè)要素構(gòu)成的。
一、建筑行業(yè)能耗現(xiàn)狀
在BIM進(jìn)入到建筑行業(yè)發(fā)生節(jié)能作用之前,隨著建筑總量的提升,我國每年在建筑能源總消耗量上的境況是呈現(xiàn)遞增狀況的。《中國建筑能耗研究報(bào)告》顯示,2016年,中國建筑能源消費(fèi)總量為7696.41萬噸煤,占全國能源消耗總量的20.6%,而這一數(shù)字到了2018年變成了8554.51萬噸煤,2020年更是突破了9000萬噸。數(shù)字的背后是巨大的能源危機(jī),再加上我國建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展本身就晚于西方發(fā)達(dá)國家,建筑高能耗必然引發(fā)一系列的社會(huì)問題。因此,在2006年,“十一五”規(guī)劃中,就已經(jīng)將節(jié)約能源作為一項(xiàng)基本國策。2007年,《中華人民共和國節(jié)約能源法》出臺(tái),“十二五”期間,能源規(guī)劃更是成為解決長短期各類矛盾、國內(nèi)外各項(xiàng)因素的重要因素?!笆濉遍_篇,能源的節(jié)約利用已被列入到常態(tài)化的管理工作中。由此可見,建筑節(jié)能在國家現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中已經(jīng)處于“箭在弦上,不得不發(fā)”之勢。大數(shù)據(jù)很早就被引入到建筑行業(yè),但是因?yàn)樾畔⒎治黾夹g(shù)和信息適用平臺(tái)發(fā)展的有效性,國家在提出節(jié)能降耗的“硬要求”很久之后,大數(shù)據(jù)的實(shí)際效用都沒有得到真正地發(fā)揮,由此衍生出的很多輔助工具,其目的均在于激活信息效能。
二、大數(shù)據(jù)對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的影響
大數(shù)據(jù)對(duì)新興行業(yè)的助推已經(jīng)得到諸多事實(shí)的驗(yàn)證。建筑領(lǐng)域中,大數(shù)據(jù)以其靈活多變的特性和智能建筑中各類傳感器的數(shù)據(jù)采集一起完成了對(duì)建筑物各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集工作。在這個(gè)采集的過程中,數(shù)據(jù)流的谷值和峰值都是沒有規(guī)律可循的。結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)是在周期性事件的觸發(fā)下才能夠得到,而后科研工作人員通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析做出控制判斷。這個(gè)流程的優(yōu)勢在于,大數(shù)據(jù)的的確確發(fā)揮了重要的作用,但其劣勢也是顯而易見的,即對(duì)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)程序有著很高的要求。這其實(shí)與現(xiàn)實(shí)中的數(shù)據(jù)獲得有著很大的差別。因?yàn)槲覀円氪髷?shù)據(jù)的目的之一,就是從雜亂無序中獲得規(guī)律,提高我們對(duì)建筑節(jié)能降耗層面的控制力度。但是大數(shù)據(jù)在全域覆蓋方面顯然還有諸多力不從心之處。因此,BIM的加入與大數(shù)據(jù)一起形成了互輔互助的關(guān)系,發(fā)揮了核心導(dǎo)向的作用。本書的第三章介紹了BIM模型的構(gòu)建。包括了五個(gè)步驟:第一步是建立網(wǎng)格與樓層線。這是建筑師在繪制施工圖、建筑設(shè)計(jì)圖時(shí)的重要依據(jù)。例如樓層線可以看到樓層的高度,也能清晰地看到梁柱、樓板的位置。第二步是導(dǎo)入CAD文檔,方便我們后續(xù)的工作,也能再次檢驗(yàn)圖紙是否科學(xué)。第三步是依據(jù)圖紙將柱、梁、版、墻等構(gòu)件放置到模型上。因?yàn)闃?gòu)建的類型不同,選取相符的形式進(jìn)行繪制,也可以幫助我們更好地進(jìn)行下一步的工作。第四步是彩現(xiàn)。這是一種可視化的溝通工具。建筑工程的所有參與者都可以通過彩現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討,提出意見,從而在實(shí)際工作中減少不必要的浪費(fèi)。第五步是輸出成CAD圖與明細(xì)表。在一些BIM應(yīng)用的比較早的國家,三維建筑信息模型已經(jīng)取代了CAD圖,書里在介紹這部分內(nèi)容的時(shí)候,也給予了一些可行性的參考建議。也正是因?yàn)锽IM的加入,才讓大數(shù)據(jù)對(duì)建筑節(jié)能獲得了更加全面的監(jiān)控,后面陸陸續(xù)續(xù)加入的模型逐步提高了我們在節(jié)能降耗技術(shù)運(yùn)用上的能力。
三、關(guān)于建筑節(jié)能方法運(yùn)用的暢想
《BIM技術(shù)與建筑能耗評(píng)價(jià)分析方法》一書中介紹了很多實(shí)用的方法,如全生命周期評(píng)估與決策分析方法、BIM與LCA分析方法的結(jié)合等,這些方法建構(gòu)出的體系,表現(xiàn)出了BIM強(qiáng)大的延展性。以全生命周期評(píng)估與決策分析方法為例,它脫胎于生命周期法,這個(gè)信息系統(tǒng)很早就開始使用的一個(gè)方法。它擴(kuò)大了生命周期法的內(nèi)涵,將使用的系統(tǒng)看作是一個(gè)“有生命的機(jī)體”,該機(jī)體有孕育、成熟、死亡的過程,每一個(gè)過程中得到的數(shù)據(jù)既是對(duì)“生命有機(jī)體”“健康狀況”的監(jiān)測,也是對(duì)每個(gè)階段應(yīng)該完成的任務(wù)的一個(gè)檢視與開發(fā)。這是一個(gè)龐大的概念,以至于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)也被收至麾下。這個(gè)基于概率推理而來的數(shù)學(xué)模型,讓變量信息的概率推測變得更加可靠,也為全生命周期評(píng)估提供了更為詳細(xì)而有針對(duì)性的信息。可以預(yù)見的是,建筑行業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)的依賴會(huì)越來越多,BIM的加入讓大數(shù)據(jù)在人與人之間直接完成信息的傳遞變得可能。建筑行業(yè)與建筑不再是一個(gè)“龐大”的概念,而會(huì)成為直接滲透到每一個(gè)人日常生活中的工具,從以傳感器等設(shè)備之間的看似冰冷的流動(dòng)變成具有人文意義的溫暖的載體。這種訴求也會(huì)推進(jìn)全球的建筑業(yè)獲得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的框架,讓信息數(shù)據(jù)的管理傳輸變得更為順暢,推動(dòng)了國內(nèi)建筑行業(yè)在節(jié)能降耗工作上的大踏步前行。在本書的最后一章,作者介紹了一個(gè)建筑日照的案例,案例中對(duì)建筑行業(yè)未來能源的采集和運(yùn)用有著極為樂觀的暢想,這也是建筑行業(yè)能夠發(fā)展到的最理想的境界———人與自然的和諧統(tǒng)一。從這個(gè)角度來看,我們對(duì)所有技術(shù)的運(yùn)用本質(zhì)上都是為了更好地為人類服務(wù),而人類在得到這些優(yōu)質(zhì)的服務(wù)后,反哺于自然,這樣的“取之于自然,施法于自然”才是最優(yōu)質(zhì)的節(jié)能降耗。
作者:許立 單位:河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院