基于BIM的图书馆建筑被动式节能策略研究

发布时间：2020-03-30 04:31

【摘要】：图书馆建筑因其建设标准高、建筑功能和能源供应系统复杂、室内舒适度要求高等因素导致建筑能耗居高不下,因此,进行被动式节能势在必行。而传统的二维被动式节能分析方法以其分析效率低,分析误差较大等缺点被广为诟病,严重制约了我国被动式节能建筑的研究和发展。BIM(Building Information Model)技术的出现,为上述问题的解决提供了一种新思路,即利用BIM技术对图书馆建筑进行被动式节能策略研究,以弥补我国被动式节能研究在图书馆方面的空白。本文采用调研和模拟相结合的方法,对图书馆建筑进行被动式节能策略研究。首先分析BIM技术应用于被动式节能分析的可行性,通过资料搜寻和案例分析,得出建筑模型信息在BIM建模软件和BIM可持续分析软件之间传递效果良好,为后续分析提供了技术支撑。通过对图书馆进行现场调研分析,得出了图书馆建筑的功能、空间布局、使用和能耗特征,提出了图书馆建筑被动式节能的指导思想,即适宜性、参照性、整体性和折中性思想。以此为基础,分析总结出了适用于图书馆建筑的被动式节能技术,并建立了基于BIM技术的优化分析方法。从图书馆建筑的规划布局、各被动式节能策略的敏感性分析、组合分析三个层面入手,循序渐进,利用BIM技术对适用于图书馆建筑的被动式节能技术进行优化分析,根据其最优参数或最优区间,运用遗传算法进行被动式节能技术组合优化,得出图书馆建筑的最佳节能方案。最后,以哈工大二校区图书馆为例,运用上述分析方法行被动式节能方案设计,与现有图书馆的能耗数据进行对比,得出改进的最佳节能方案相比于现有图书馆节能14.7%,不舒服度下降3.88%;改进的权衡折中方案相比于现有图书馆节能12.13%,不舒适度下降33.49%,验证了基于BIM的图书馆被动式节能策略分析方法的可行性。本文的研究成果可对我国BIM技术在被动式节能建筑中的应用和研究提供一些方法指导和借鉴,既既加快BIM技术在中国的本土化进程。
【图文】：

中国公共图书馆和高校图书馆的数量一直处于快速增长中，馆均面积同步增长，建筑功能亦更加复杂，这将不可避免地增加建筑能耗。图书馆为公共建筑能源消耗的高密度领域，而我国能源状况相对紧张，形势不容乐观2）被动式节能建筑的蓬勃发展石油危机发生后，以美国为首的西方国家有识之士意识到了能源危机以及造成的环境危机对人类生存的重要性，不约而同地推出了各种强制性节能措于此种情形，各种节能建筑理念也如雨后春笋般应运而生，如被动式节能建筑低能耗建筑、零能耗建筑、绿色建筑和太阳能建筑等，具体形式见图 1-3：a)绿色建筑─德勤总部 b)超低能耗建筑─海马国际商务中心

被动房概念被首次提出，，3 年后第一栋被动房在德国达姆施塔特建造完成[2]。历经 20 多年的发展，德国已经建立了具有完备技术体系的被动房标准，通过认证的建筑高达 30000 多栋，到 2015 年德国已经开始全面建设被动房。同时，被动房在欧洲其他国家也蓬勃发展，以每年接近 10%的增幅保持快速增长，并且到 2020 年欧盟将通过立法来推动被动房的强制实施[3]。2010 年，汉堡馆参加世界博览会，拉开了中国被动式节能建筑的序幕。之后，秦皇岛 在水一方 、哈尔滨 辰能·溪树庭院 等一批被动房项目相继落土动工，开启了被动房在中国的本土化道路。中国虽然起步较晚，但奋起直追，历经近 10 年的发展，大有超越前者之势[4]。（3）BIM（Building Information Modeling）时代的来临美国学者率先提出 BIM 概念，之后扩散到世界其他发达国家。其作为一种新的技术理念，被引入到工程建设行业中来，通过把一个工程项目的所有信息全部整合到一个三维模型信息数据库中，为各专业搭建了一个协同工作平台，提高工作效率，引爆了第二次建筑设计革命。图 1-4 是建筑设计方式的演变历程：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU17;TU242.3

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本文编号：2607040