基于BIM的能耗模拟软件功能的测评分析

建设科技CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 2019年8月下

总第390期研究探讨

基于BIM 的能耗模拟软件功能的测评分析*

*本文受十三五国家重点研发计划项目资助（项目编号

2018YFC0705900）慄设科技I 15

王鸿鑫许鹏郭明月顾洁帆肖桐陈詰杨一昆

（同济大学,上海201804）

［摘要］基于BIM 的建筑能耗分析方法中一个重要的步骤就是将建筑信息模型（BIM ）向建筑能耗模型（BEM ）转化。 本文通过对若干基于BIM 的能耗模拟软件中BIM 信息导入过程和软件能耗模拟过程参数设置功能的测评，分析并 总结了目前能耗模拟软件在BIM 信息读取和转化过程上的功能现状。

［关键词］建筑信息模型（BIM ）；建筑能耗模型；IFC 、gbXML 、能耗模拟软件Analysis of Energy Consumption Simulation Software Function Based

on BIM

Wang Hongxin Xu Peng Guo Mingyue Gu Jiefan Xiao Tong Chen Zhe Yang Yikun

(Tongji University, Shanghai 201804)

AbstractiAn important step in building energy consumption analysis method based on BIM is to transform building infomiation model (BIM) into building energy model (BEM). Based on the analysis of BIM information importing process and parameter setting function of energy consumption simulation process in several BIM-based energy consumption simulation software, this paper analyzed and summarized the current status of BIM information importing and conversion process in energy consumption simulation software.

Keywords :building information model (BIM), building energy model (BEM), IFC,gbXML, energy consumption simulation software

1引言现代的建筑设计在满足建筑自身性能之外，要能实 现建筑物关于绿色、环保和低能耗的要求，要全面贯彻 建筑全过程设计、集成化和精细化设计与评价的理念【1］0 同时随着计算机辅助设计软件的发展与应用，建筑能耗 模拟已经是现代建筑设计过程中不可或缺的技术，与之 相对应的建筑能耗模拟软件也在不断地发展和进步。

近些年来,BIM （Building Information Modeling, 建筑信息模型）技术的出现，又给设计者带来一种区别 于传统的模拟过程中手动输入建筑构件几何信息的新 方法⑵，即基于BIM 技术的建筑能耗分析方法。采用 BIM 技术可以将建筑信息模型和建筑能耗模型建立关

DOI: 10.16116/ki.jskj.2019.16.004

研究探讨建设科技总第390期

联，设计者不再需要手动调节建筑能耗模型或者繁琐的

重新模拟建筑物的环境以保持设计的更新，建筑能耗模

拟的准确性和效率大大提升P][41o

本文主要从BIM向软件的导入过程和不同软件能

耗模拟过程参数设置的角度对目前常见的几款能耗模拟

软件（见表1）进行对比分析。

表1目前常用的基于BIM的能耗模拟软件

Table1Energy consumption simulation software based on

BIM currently used

软件名称支持BIM格式模拟内核

Green Building Studio gbXML DOE2

Ecotect Analysis gbXML.IFC DOE2

IESVE Revit、gbXML Apache

PKPM-Energy Revit DOE2

HY^EP gbXML E+

DesignBuilder Revit、gbXML E+

OpenStudio gbXML、IFC E+

SBP-T IFC E+

1.1BIM与能耗模拟软件交互的媒介

BIM和能耗模拟软件的交互是基于一类中间文件

进行的,BIM的核心之一就在于建筑数据的传递和共享。

常见的用于BIM和能耗模拟软件互操作的文件格式（或

标准）有rvt、r兔、dxf、dwg、IFC以及gbXML,其

中大部分能耗模拟软件都支持IFC和gbXML标准格式

文件的输入。

表2gbXML和IFC的主要区别

Table2Main differences between gbXML and IFC

gbXML IFC

建筑几何的表现形式仅为矩形结构任何形状

数据结构XML IFC、PKZIP以及XML

数据组织方法“自上而下”,相对复杂“自下而上”,相对直

观

应用领域主要是育瞬模拟领域建筑设计到运营等不同

领域

能否定义热区可以可以

是否具有建筑地点

宿息是否

能否携带围护结构

材料信息

可以可以

能否携带空调

系统信息

可以可以IFC（Industry Foundation Class）信息模型标准是由IAI于1995年提出的，是一种面向建筑对象的信息模型标准，其数据构架丰富，可以较为全面地表征建筑物的整体信息⑸。该标准将IFC定义为一种服务于建筑数据交换的文件格式。gbXML也是一种具有良好的建筑信息共享性的BIM开放标准，最早由Bentley Systems在2000年发布⑹。gbXML使用标准模式语言（XML）,可以在多种软件平台上进行项目信息的导入与导出。IFC和gbXML都是开放性的建筑信息模型标准，均可以作为能耗模拟软件的BIM信息输入文件，两者的主要区别见表2。

1.2BIM与能耗模型要素的对应关系

本文以gbXML标准文件导入能耗模拟软件为例介绍，在满足能耗模拟软件计算的条件下，gbXML标准文件需要向能耗模拟软件中输入的信息内容及主要的转化方法。基于gbXML标准的绿色建筑分析模型将建筑信息存储为建筑位置及几何信息、建筑围护结构参数、建筑作息、热工分区信息以及设备照明系统信息等，见图1。能耗模拟软件可以通过读入BIM的导出文件，获取能耗模拟计算所需的建筑模型信息，或者对建筑模型信息进行转化，来满足对建筑进行能耗模拟计算的需求，其中BIM向BEM转化过程中的要素对应关系，具体内容见表3。

Longtitude

/Latitude

Location A---------------

---------------〈Elevation

Infiltration

BuildingStorey

Space

Schedule Surface

分区信息

版本信息DocuentHistory

照明系统信息 Lightingsystem

室内/室外设备[Int/ExtEquip|

i|Compus|

•CmRJL何信?

Building

ConstructionalldRef

Spaceld

PlanarGeometry

AdjacentSpaceld

gbXML

围护删热工轴

图1gbXML标准文件内容框架

Fig.1gbXML standard file content framework

2基于BIM的能耗模拟软件功能对比

本文选取某三层办公建筑（见图2）为样例，对Green Building Studio、Ecotect Analysis>PKPM-Energy、HY-EP、DesignBuilder以及OpenStudio这6

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