BIM与建筑能耗模拟结合须克服的困难以及如何解决

BIM与建筑能耗模拟结合须克服的困难以及如何解决？一般建筑能耗模拟的输入参数有：气候数据(气温、日照、湿度、风速等)、外壳参数、内部的热源，以及使用人员的数量和行程。根据以上信息可计算建筑物的冷负荷和热负荷(cooling load and heating load)，若要知道更详细的耗能状况，譬如所用的电量或瓦斯，就必须再输入预计使用的冷暖气系统信息，及其效能曲线等信息。而完整的BIM(建筑信息模型，Building Information Modeling) ，恰好也搜集包括多数建筑能耗模拟所需的信息，因此BIM与建筑能耗模拟的结合在近年来备受关注，也有大量的研究以及应用产生。

然而，其中仍有几个明显的问题，使得建筑能耗模拟的几何定义与BIM有相当大的差异。建筑能耗模拟中的屋顶、墙、地板、隔间等，在几何模型上多数是以2D平面来定义，厚度则包含在各对象的信息中，而且所有内部空间皆必须完全密合，不能有任何间隙。当然也面临到常用的能源仿真引擎都没办法处理凹面的情形。在转换的过程中，原本一面墙常会因窗户被切割成多个小块，造成模拟时间增长，其他还有体积要用内表面还是外表面来计算等细节问题，都造成模型转化间的困难与障碍。另外像空调系统等，有许多细节在BIM里定义的方法与在建筑能耗模拟里定义的方法不同，常需借助使用者的再调整或是中介第三方软件，才能得到正确的建筑能耗模拟模型。

目前常用的转化格式主要有两种：Industry Foundation Class (IFC)以及Green Building(gbXML BIM)。IFC标准是IAI(Industry Alliance for Interoperability)组织所建立的BIM程序讯息交换格式。IFC包含了建物的各种信息，远多于建筑能耗模拟所需，因此档案较大。gbXML则是Green Building Studio Inc.所开发，目前多只用于能源模拟的领域中，对多数能源仿真软件来说可读性较高。Green BuildingStudio本身也是一个建筑能耗模拟工具，因此转换上手续较少，并可跟Autodesk Revit直接连接，容易上手；但其接口缺少让用户针对原模型所没有的细节做进阶设定的功能，因此只能用来做概估，要作为末端控制工具则仍有许多困难要克服。

至于IFC与gbXML转换到其他建筑能耗模拟相关软件的过程，则错综复杂，这也是造成许多使用者难以上手的原因。不管是IFC或是gbXML，都有许多研究指出，在转换时所遭遇的数据缺失或是数据错误的问题中，尤以空调系统最为严重，虽已有许多第三方软件被开发出来侦错与补足数据，然而，目前并没有标准化的解决办法。

BIM与建筑能耗模拟之间应该要有更标准化的管道、转化程序及格式，且不是单一方向的。建筑能耗模拟需要能支持各种BIM所提供的属性，而BIM的文件格式则须更完整的定义能源仿真所需的信息。此外，建筑能耗模拟引擎虽然一直在进步，但对最新技术以及一些细节的处理都还有改善及发展的空间。在使用软件上，理想的情形当然是用户只要按几个按键，就可以轻松转换，得到结果，甚至把结果再输回BIM模型中，透过几个按键做出可视化的效果。当然，要达成这个目标，还有很长的一段路要走，但在科技的快速发展下，应是指日可待。

然而，软件只是工具，好用与否固然可以缩减设计的时间，但持续培养用户(工程师、建筑师等)的侦错能力与设计能力，才是永续发展的根本。当软件回报出不合理的结果时能及时发现错误，可避免后续牵一发动全身的进退维谷，进而了解如何设计才会有想要的结果，减少尝试错误道路的时间，甚至发展创新的技术。要达成永续发展的目标，人类的智能不可或缺。

（编辑：王欣蔚）

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