大同市国际能源革命科技创新园，是大同市培育打造新能源主导产业的战略高地。由太原市建筑设计研究院设计的未来能源馆，作为创新园区的核心，对整个创新园的建设起着引领和指导作用，是山西省能源革命的典型示范项目。未来能源馆是一座集能源战略规划馆、能源文明传播馆、能源革命示范馆、能源科普教育馆、能源生活体验馆、能源技术展示馆“六馆合一”的综合展览馆，也是目前国内超低能耗最大规模的被动式建筑。

太原市建筑设计研究院成立于1958年，是国家建设部批准的甲级建筑设计单位，持有建筑工程设计甲级、工程咨询甲级等多项资质证书。 太原市建筑设计研究院BIM设计涵盖建筑、结构、设备三大板块，专业构架完整，综合能力全面。

项目概况

项目名称：大同未来能源馆

项目地点：山西省大同国际能源革命科创园A区

设计单位：太原市建筑设计研究院

建筑面积：28899.94㎡

建筑类型：被动式超低能耗绿色产能建筑

项目评优：首届智能建造技术创新大赛一等奖

项目特质：大同未来能源馆为全被动式建筑，新技术应用较多，采用部分钢梁预制的搭建方式，管线复杂且施工周期要求百天完成，针对上述技术难点，对于传统设计施工都有一定难度，因此采用BIM技术，对管线优化并出图，将钢梁预留洞口精准定位，部分房间进行BIM精装修可视化成果展示，机电专业进行工程量统计等方面的应用。

项目新技术

建筑光伏一体化设计：

太阳能幕墙光伏发电技术，使光伏组件与建筑物实现构件化、一体化。

被动式智能门窗：

高效的外墙、屋面保温措施，高气密性的被动门窗，保证建筑良好的气密性。

光导照明系统：

导光管照明系统，可以改变排布的密度来调控室内的照明度。

石墨烯采暖系统：

石墨烯采暖系统，供热效果好、安全稳定性高、使用寿命长且节能环保。

室内空气品质监控系统：

室内空气品质监控系统，对空气污染物浓度进行数据采集和分析，并能够实现污染物浓度超标实时报警和新风系统的联动。

地面渗透排放系统：

地面渗透排放系统，维持城市水循环系统的平衡。一级用水效率的节水器具：一级用水效率的节水器具，较一般器增设地道风系统具节约用水30%。

增设地道风系统：

增设地道风系统，达到降温预冷的目的。

BIM技术执行策略

1）BIM技术应用路线

2）转件支持路线

3）BIM计划实施策略

项目：建立项目族库；提高项目精准度；提高项目标准化程度；提升甲方委托信心。

企业：完善企业标准化项目样板；丰富企业标准化族库；提高企业服务质量；提升企业形象。

BIM技术应用(部分亮点展示)

1）项目设计三维协同

现有配合流程：

各专业各自为政，按计划提资，信息滞后。

反复提资，重复修改，遗漏导致图纸不符。

协同设计流程：

协同作业，互相参照，减少重复劳动。

实时更新，专业间图纸高度统一，提升设计质量和效率。

2）BIM节能计算

用 Revit 模型导入到建筑节能设计分析软件 PBECA 中，软件可以计算出建筑物各种形式的维护结构的面积和建筑物体积，计算各朝向的窗墙面积比、建筑物的体形系数、考虑热桥影响后墙体（含外墙、分户墙）的平均传热系数等，并比较判断计算结果是否满足相关节能标准的要求。

3）光伏屋面BIM应用

能源馆共设置4套BIPV系统：除第2部分，采用标准高效晶体硅光伏组件（转换效率>20%）以外，其余组件全部为BIPV光伏构件以满足建筑对光伏构件的尺寸、颜色、透光率、结构安全、可维修更换、美观不露钉露线等各项性能的要求。

利用BIM技术的可视化特点将立面光伏构件按照三块一组的单元式安装理念设计，以确保安装精度和平整度，并提高现场安装效率。光伏总装机超过900kW（因为立面光伏未最终确定，该数据未能明确），年发电量约为125万度电，基本实现项目零能耗目标。

4）被动式智能化门窗幕墙BIM应用

玻璃幕墙部分采用单元式竖明横隐幕墙系统，工厂内制作加工，加工精度高，装配紧密，使用BIM技术进行节点排布及节能计算满足本项目高施工效率的要求。

玻璃采用双低辐射暖边钢化双中空充氩玻璃，可以将普通玻璃幕墙变为多媒体玻璃幕墙。实现幕墙的智能化和低能耗要求。

5）BIM技术在照明工程中的应用

在能源馆中设置导光筒系统，利用BIM技术合理布置其位置，通过照明模拟最后确定导光管精确的位置及导光管使用数量，能源馆设置8套导光筒系统，利用高反射的光导管，穿越吊顶，穿越覆土层，将阳光从室外引进到室内，改善内部采光需求，减少人工照明的使用。

6）能量回馈电梯

应用于垂直升降电梯，将电梯运行过程中产生的再生能量回收到电网，重新利用。一般节电率在20~45%之间。

技术特点：

1、专门为电梯设计，高效、低噪，绿色环保，彻底改变电梯机房的环境。

2、再生电能回馈电网的效率97%，热损耗为电阻制动的3%以下。　　

3、节能效果明显，无发热电阻，在电梯中使用可节电10%～40%。　　

4、制动效果好，制动力矩150%（37kw以下电机）。　

5、全智能化，安装方便，操作简单，即装即用。　　

6、工作可靠，电压波形好，谐波含量较少，无脉动环流。　

7、有完善的保护功能，全电压自动跟踪，使用安全。

8、全程噪声过滤，对电网污染很小不会干扰其它设备。

7）激光导航台板型停车

激光导航台板型停车AGV是一种用于搬运汽车的智能搬运机器人，在机器人“工作”期间，停车场无需工作人员，驾驶员也不用进入停车场内部，只需要将汽车驶入停车平台即可，实现真正意义上的“无人停车”。车辆存取时平稳、快速、精准，且噪音较小，安全等级高。

BIM应用心得体会

1）协同设计应用各专业互相参照，避免了传统模式的底图错误及错漏碰缺，提高了施工图质量，实现了精细化设计；

2）提资是此项目协同设计遇到的最大问题，由于设计理念的改变，提资料全部是信息，不是传统CAD线条，所以在开洞及资料深度研究花费时间较长；

3）本项目新技术较多，BIM与新技术完美结合，构建预制加工，BIM模型节能计算，被动式幕墙节点排布，管线综合等，实现了正向设计的同时，研究出了BIM模型基于设计阶段的全周期重复利用。

光伏（储）直流离心机系统

格力与创新中心紧跟绿色新能源革命步伐，积极参与打造国内首例规模最大的全直流建筑。该建筑中使用的格力光伏（储）直流离心机系统主要由光伏系统、储能系统、空调系统及能源信息管理系统组成，同时为数据机房、室内照明、路灯等直流负荷提供能源供应，实现了“源-储-网-荷”的全直流化，助力能源革命展示馆完成了“零碳排、零废弃”目标。

能源革命展示馆的建成并投入使用，真实描绘光伏（储）直流离心机系统在能源转型实践中的价值，为全国清洁低碳能源产业提供可参考的样板工程。

格力光伏（储）直流离心机系统是一套源储网荷用全直流生态系统，系统包含了光伏发电系统、储能扩展系统、变频离心机系统及G-IEMS能源信息管理系统，并具备扩展性。该系统功能高度集成，具有突出的节能性、智能性和经济性，可根据客/用户需求提供完整的系统解决方案。

格力光伏（储）直流变频离心机系统光伏直驱系统效率高达99%，相比较常规系统省去至少三次中间转换，直流直驱系统效率提升6%-8%。系统构建了多元换流模型，形成了清洁能源优先、供需联动的能源构架，实现了电能在直流侧多路混合、多向流动，电能动态切换时间小于 10ms。源储网荷实现联动联调，支持能源调度与精细化管理，功率级运行响应，电压/电流级状态诊断与平衡调控，确保了直流生态系统的稳定、可靠运行。

格力光伏（储）直流变频离心机系统现已广泛服务于各类公建、厂房、场馆、学校、酒店、医院、商业综合体、高端住宅等场合，应用场景广泛。

在此次项目中，格力和创新中心凭借高效光伏发电的技术优势，协同北京建工等伙伴，为山西能源转型工作提供助益，为全国清洁能源产业使用推广提供样本。

资料来源：百天完成的全国最大规模超低能耗被动式建筑，带你走进大同未来能源馆~ - 知乎 (zhihu.com)

案例分享|光伏（储）直流离心机系统：大同能源革命馆——低碳直流建筑项目 (qq.com)