本發(fā)明涉及建筑節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種基于bim的建筑熱工性能智能節(jié)能分析方法。

背景技術(shù)：

1、在隨著全球能源消耗的不斷增長和環(huán)境問題的日益嚴峻，建筑節(jié)能已經(jīng)成為建筑設(shè)計、施工和運營中不可忽視的重要議題。建筑物在生命周期內(nèi)的能源消耗占據(jù)了相當大的比例，因此，提升建筑能效、降低建筑能耗具有重大的經(jīng)濟和環(huán)境價值。傳統(tǒng)的建筑節(jié)能分析主要依賴于經(jīng)驗估算和簡化計算，這些方法往往無法全面考慮建筑的復(fù)雜性和多變性，難以實現(xiàn)精細化和個性化的節(jié)能設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于bim的建筑熱工性能智能節(jié)能分析方法。

2、為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種基于bim的建筑熱工性能智能節(jié)能分析方法，包括以下步驟：

3、用三維激光掃描技術(shù)對建筑進行全方位的掃描，獲取建筑的三維幾何數(shù)據(jù)，在bim軟件中基于所述建筑的三維幾何數(shù)據(jù)構(gòu)建bim模型；

4、在bim模型中集成建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能參數(shù)；

5、基于所述熱工性能參數(shù)利用熱工性能模擬算法模擬建筑的熱傳導(dǎo)、熱橋效應(yīng)和太陽能得熱情況；

6、利用機器學(xué)習和節(jié)能優(yōu)化算法，根據(jù)熱工性能模擬算法模擬結(jié)果自動生成節(jié)能優(yōu)化策略；

7、部署多學(xué)科協(xié)同工作平臺，集成實時通訊和數(shù)據(jù)共享功能；

8、將bim模型與能源管理系統(tǒng)進行集成得到建筑全生命周期能源管理系統(tǒng)，對建筑物全生命周期的能源使用和維護情況的持續(xù)跟蹤、分析和優(yōu)化。

9、可選的，所述熱工性能模擬算法包括：

10、基于有限元分析(fea)將建筑構(gòu)件離散為有限數(shù)量的元素和節(jié)點，建立熱傳導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型，將bim模型中的材料屬性數(shù)據(jù)作為有限元分析(fea)的輸入?yún)?shù)，計算不同材料和結(jié)構(gòu)配置下的熱量傳遞路徑和溫度分布；

11、在bim模型中基于所述三維幾何數(shù)據(jù)設(shè)置流體動力學(xué)(cfd)模擬的計算域，基于流體動力學(xué)(cfd)模擬建筑內(nèi)部的空氣流動、溫度分布和溫度變化，評估不同通風策略對室內(nèi)熱環(huán)境的影響；

12、基于地理信息系統(tǒng)(gis)數(shù)據(jù)調(diào)整太陽輻射模型的輸入?yún)?shù)，根據(jù)建筑的地理位置、方位和季節(jié)變化，在太陽輻射模型中計算太陽輻射對建筑的影響，為建筑設(shè)計提供太陽能集成方案。

13、該可選方案能夠全面評估建筑的熱工性能，為建筑設(shè)計和運營提供科學(xué)的決策支持，實現(xiàn)建筑能效的優(yōu)化和提升。

14、可選的，所述節(jié)能優(yōu)化策略包括：

15、以建筑的美觀性、實用性、經(jīng)濟性和能效性作為目標，基于多目標優(yōu)化算法自動計算出最優(yōu)的建筑設(shè)計方案；

16、結(jié)合建筑生命周期成本分析(lcca)評估節(jié)能優(yōu)化策略的經(jīng)濟效益；

17、用戶交互界面，允許用戶根據(jù)實際需求和偏好調(diào)整節(jié)能優(yōu)化策略。

18、可選的，所述多學(xué)科協(xié)同工作平臺包括：

19、集成的項目管理工具，用于跟蹤項目進度和協(xié)調(diào)各參與方的工作；允許建筑師、工程師、承包商和設(shè)施管理人員在同一個bim模型上進行實時協(xié)作和決策；

20、共享的bim模型查看和編輯平臺，支持不同專業(yè)的人員訪問、評論和修改模型；

21、通信和協(xié)作工具，支持團隊成員之間的即時消息、視頻會議和文檔共享。

22、可選的，所述建筑全生命周期能源管理系統(tǒng)的集成步驟為：

23、建立建筑物的能源使用數(shù)據(jù)庫，記錄建筑物的能源消耗情況，并進行趨勢分析；

24、利用數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習技術(shù)，預(yù)測建筑物的能源需求和節(jié)能潛力；

25、制定相應(yīng)的節(jié)能措施，實施能源審計和維護計劃，優(yōu)化建筑物的能源使用效率，并定期評估節(jié)能措施的效果。

26、可選的，在建筑設(shè)計階段的節(jié)能分析和方案設(shè)計：利用bim模型進行初步的節(jié)能分析，評估不同設(shè)計方案對建筑能耗的影響；

27、應(yīng)用智能模擬算法，如fea和cfd，預(yù)測建筑在不同設(shè)計方案下的熱舒適度和能源需求；

28、根據(jù)模擬結(jié)果進行方案設(shè)計，選擇最優(yōu)的建筑布局、材料和構(gòu)件配置；

29、設(shè)計階段的預(yù)期結(jié)果是形成一套節(jié)能且符合功能需求的建筑設(shè)計方案，并生成相應(yīng)的bim模型。

30、可選的，還包括在建筑施工階段的施工模擬和材料管理：

31、利用bim模型進行施工過程的三維模擬，優(yōu)化施工計劃和施工順序；

32、應(yīng)用bim模型進行材料管理，包括材料的采購計劃、庫存控制和現(xiàn)場物流安排；

33、通過bim模型集成施工模擬，識別施工過程中可能出現(xiàn)的沖突和問題，提前制定解決方案；施工階段的預(yù)期結(jié)果是提高施工效率，減少材料浪費，確保施工質(zhì)量和安全。

34、可選的，還包括在建筑運營階段的能源管理和維護：

35、利用bim模型集成建筑運營數(shù)據(jù)，包括能源消耗、設(shè)備狀態(tài)和維護記錄；

36、應(yīng)用智能算法，如基于機器學(xué)習的預(yù)測性維護，對建筑設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷；

37、實施能源管理策略，如優(yōu)化能源使用模式、定期維護和設(shè)備升級，以延長設(shè)備壽命并降低能源消耗；

38、運營階段的預(yù)期結(jié)果是實現(xiàn)建筑的高效能源使用，降低運營成本，提升建筑的可持續(xù)性能。

39、可選的，利用虛擬現(xiàn)實(vr)和增強現(xiàn)實(ar)技術(shù)為用戶展示節(jié)能優(yōu)化方案、節(jié)能分析模擬結(jié)果和交互體驗；

40、利用移動設(shè)備和云技術(shù)實現(xiàn)bim模型的隨時隨地訪問和能源管理；

41、利用區(qū)塊鏈技術(shù)確保bim模型數(shù)據(jù)的安全性、完整性和可追溯性。

42、可選的，在建筑關(guān)鍵位置安裝傳感器，監(jiān)測室內(nèi)外溫度、濕度等，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行實時接收，得到實時的氣象數(shù)據(jù)和室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整節(jié)能優(yōu)化策略；

43、利用機器學(xué)習技術(shù)預(yù)測建筑設(shè)備的故障和維護需求，通過分析設(shè)備的運行數(shù)據(jù)和維護歷史，預(yù)測潛在的故障和性能下降；

44、利用傳感器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，收集用戶的行為數(shù)據(jù)，評估用戶對建筑環(huán)境的響應(yīng)和偏好，結(jié)合用戶行為分析，優(yōu)化建筑的能源使用模式，根據(jù)用戶行為數(shù)據(jù)，調(diào)整節(jié)能優(yōu)化策略。

45、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠為建筑節(jié)能領(lǐng)域提供一個全面、精確、自動化的分析和優(yōu)化方法，有助于實現(xiàn)建筑能效的顯著提升和能源成本的有效降低，同時為用戶提供便捷、高效、個性化的服務(wù)體驗。

46、本發(fā)明針對建筑節(jié)能分析領(lǐng)域中存在的多項技術(shù)難題，提出了一系列創(chuàng)新解決方案，這些難題包括如何實現(xiàn)建筑數(shù)據(jù)的高效集成、提高熱工性能模擬的精確度、促進多學(xué)科團隊之間的實時協(xié)作、實現(xiàn)建筑物全生命周期的能源管理、進行實時性能監(jiān)測和響應(yīng)、預(yù)測性維護建筑設(shè)備、匹配用戶行為與能源使用模式、提供直觀的技術(shù)展示和交互體驗、實現(xiàn)移動訪問和云技術(shù)的集成、確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性、提供滿足個性化需求的服務(wù)、實現(xiàn)與現(xiàn)有建筑設(shè)計和能源模擬軟件的無縫集成，以及開發(fā)用戶友好的操作界面。通過構(gòu)建詳盡的bim模型，智能模擬算法，建立多學(xué)科協(xié)同工作平臺，集成實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，應(yīng)用機器學(xué)習進行預(yù)測性維護，分析用戶行為以優(yōu)化能源使用，利用vr/ar技術(shù)增強體驗，移動應(yīng)用實現(xiàn)云訪問，采用區(qū)塊鏈技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全，提供定制化服務(wù)以適應(yīng)不同用戶需求，以及設(shè)計易于使用的多語言用戶界面，本發(fā)明顯著提升了建筑節(jié)能分析的準確性、效率和用戶交互體驗，同時確保了數(shù)據(jù)的安全性和軟件的兼容性。

47、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。