基于BIM技术的被动式建筑节能因子多目标优化研究

摘要

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.