孙少楠，吴家伟

基于BIM技术的被动式建筑节能因子多目标优化研究

孙少楠，吴家伟

(华北水利水电大学水利学院，河南 郑州 450000)

为了研究被动式建筑节能策略，在原有的BIM模型基础上生成建筑能耗模型，通过gbXML数据标准进行数据共享，在Grasshopper平台导入参数化建筑性能模拟模型，对目标建筑外表面进行太阳辐射分析，确定以西面遮阳板倾斜角和深度、南面和西面窗墙比、外墙保温板厚度为被动式节能技术变量指标。利用OpenStudio进行建筑能耗分析，Daysim进行全年动态自然采光模拟分析，以空间日光自主评价指标sDA300/50%、全年制冷、供暖能耗为相互制衡的适应度目标函数。最后使用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化，得出帕累托前沿解集。研究表明：寒冷B区，固定遮阳无法平衡制冷和供暖能耗目标。窗墙比仅通过制冷、供暖能耗目标无法进行优化设计，应结合自然采光性能进行制衡。同时增加保温层厚度，提升外墙保温效果。BIM模型提供了建筑性能模拟数据来源，Grasshopper平台结合模拟引擎和优化算法进行耦合分析，为被动式节能因子指标最优值的搜索带来新的思路。

建筑信息模型；被动式建筑；节能因子；建筑性能分析；多目标优化

随着我国城市化进程不断加快及人们对居住环境舒适性要求的提升，建筑能源消耗持续上升，2016年建筑运行总商品能耗(标准煤)已达到9.06亿吨，约占全国能源消耗总量的20%[1]，未来将逐步增加到30%以上[2]。面对建筑耗能增长，建筑节能设计愈发重要，被动式建筑设计通过高性能围护结构及高气密性的被动式策略，利用可再生能源，在保证室内舒适性的前提下，降低对主动采暖、制冷系统的依赖，从而最大限度降低建筑用能需求。……