計算機科學技術在智能化建筑中的應用

【摘要】當今社會，隨著科學不斷發(fā)展，各個行業(yè)領域之間有了更多的技術交流，互助。對于建筑物，人們越發(fā)看重建筑的質(zhì)量，是否有更多安全保障；建筑的居住環(huán)境，是否更加舒服自在。這些需求提高了建筑應用中的數(shù)據(jù)整合技術和監(jiān)控系統(tǒng)。計算機科學與技術的不斷發(fā)展正好可以有效解決這些問題。因此，可以將計算機技術應用到建筑上，使建筑更加的智能化。也就是現(xiàn)在流行的智能化建筑。計算機和建筑的結(jié)合，可以更好的發(fā)展智能化建筑。

【關鍵詞】計算機科學技術；智能化建筑；應用

【中圖分類號】TU855

【文獻標識碼】A

1、智能化建筑論述

傳統(tǒng)建筑中，搜索、整理、傳遞資料，監(jiān)控建筑施工過程，都是由建筑人員進行操作。因此，經(jīng)常會出現(xiàn)遺漏信息和延誤傳遞信息的情況。

智能化建筑利用了計算機的諸多優(yōu)點，能夠?qū)π畔①Y料進行高效處理，相較于傳統(tǒng)建筑中人員操作，可以確保信息資料的完善、準確、及時。方便各部門人員更準確的掌握和監(jiān)控建筑施工過程。這樣。可以隨時應對施工現(xiàn)場出現(xiàn)的各類問題，提高工作效率。大大節(jié)約了建筑單位的財力、物力和人力。

2、BIM 技術在計算機輔助建筑設計中應用的工作原理

BIM 技術在傳統(tǒng)的建筑設計工作流程和任務分配形式上實現(xiàn)了突破，成為改變固有思維模式的重要應用工具，使計算機軟件技術得到創(chuàng)新發(fā)展。BIM 技術是一種專門面向建筑設計的基于對象的先進CAD技術，能夠在計算機中便捷實現(xiàn)建筑工程信息的集中存儲和完整描述，將BIM軟件由低級繪圖工具轉(zhuǎn)變?yōu)槔L制大型建筑構(gòu)件及建筑物的高級技術。與普通CAD繪圖體系只能通過平行線這種二維表達方式表現(xiàn)墻體信息相比，BIM技術體現(xiàn)了線條之間的關聯(lián)及交叉關系，在使用上更具優(yōu)勢。

3、基于BIM的計算機輔助用于建筑設計的實例分析

3.1工程概況

該工程為某單位科研綜合樓，集研發(fā)?科研?接待?辦公于一體?建筑工程設計精度和成本具有較高的精細化要求，并且工期緊張?另外，建筑設計必須堅持高標準的節(jié)約資源?環(huán)境保護標準?基于以上要求，該項目采用BIM技術輔助設計，優(yōu)化建筑設計方案，提高建筑施工效率?縮短施工周期，降低工程造價，同時利用BIM技術方便建筑運營維護?工程包括L形科研及停車樓，建筑總面積31600m2，科研樓包括研發(fā)?設計?辦公?接待等功能，地下建筑為的設備用房?建筑上層10層，地下一層，采用框剪結(jié)構(gòu)設計?建筑主體高45m，綜合樓地面為交通工具存放地，地下室作為機動車停放點及戰(zhàn)時人防場所?建筑造型力求大氣?美觀?3簡約現(xiàn)代風，與周邊建筑相互協(xié)調(diào)?

3.2 BIM技術在建筑設計中的應用

3.2.1概念設計

設計人員利用BIM技術對建筑場地進行了多次比較，綜合建筑項目的各項要求確定建筑位置及形體?具體過程如下：首先，用數(shù)據(jù)模型構(gòu)建施工場地環(huán)境，使用專業(yè)軟件測試施工現(xiàn)場的風環(huán)境?測試結(jié)果顯示施工現(xiàn)場的風環(huán)境滿足建設要求，但是較低的風速不利于過渡季自然通風?其次，構(gòu)建場地模型，分析太陽輻射情況?模型顯示周邊建筑造成大量輻射量分布不均勻，輻射量呈南北遞減特征?最后，對北側(cè)居住建筑的日照遮擋進行模型分析，為建筑物不具規(guī)劃提供參考?

3.2.2方案設計

方案設計階段工作主要內(nèi)容為根據(jù)設計要求，建立建筑與設計環(huán)境的基本關系，提出空間建構(gòu)設想，為后續(xù)工作提供依據(jù)和指導?本項目中，利用BIM技術進行了組織空間?確定以及優(yōu)化建筑風格等內(nèi)容?第一，由于項目屬于單位科研及辦公大樓，建筑空間需分配需要與各個部門緊密相連?方案設計充分利用模型的模塊功能，計算平面分配數(shù)據(jù)，利用BIM技術對數(shù)據(jù)和模型進行調(diào)整?第二，建筑對綠色節(jié)能有極高的要求，因而設計前使用BIM技術導入IES分析軟件，分析體塊方案的能耗，深入分析體塊的優(yōu)缺點，提出符合可持續(xù)要求的指導性意見，使方案設計策略更具針對性?第三，使用BIM模型分析不同設計方案的環(huán)保型，再從多方面要求進行分析，選出“最佳方案”，再結(jié)合其它方案的優(yōu)點優(yōu)化最佳方案?

3.2.3初步設計

本工程項目在BIM技術創(chuàng)建的三維環(huán)境下設計方案，與傳統(tǒng)建筑設計相比，三維環(huán)境下的工作流程和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)等設計環(huán)節(jié)發(fā)生明顯變化，設計效率及質(zhì)量更高?第一，使用BIM技術對細節(jié)進行精細化設計，提高設計質(zhì)量?例如樓梯間下部設計，利用BIM技術度樓梯間下部進行反復解剖，使該區(qū)域空間設計更加精細化，空間利用率也更高?第二，使用BIM技術實現(xiàn)各專業(yè)協(xié)同?例如三維環(huán)境下設計將管線綜合工作前移，設計過程中可以及時發(fā)現(xiàn)管線較差和碰撞問題，減少了后期工作量?第三，利用BIM模型分析建筑設計的可持續(xù)性，提出和確定綠色建筑節(jié)能措施及可再生能源利用策略?初步設計階段BIM模型分析包括整體分析，計算自然通風數(shù)據(jù)，指導優(yōu)化策略?根據(jù)室內(nèi)增加的墻上通風口，增加自然通風?使用BIM模型分屋頂太陽輻射量，確定太陽能集熱器方案?集熱器排布方式?

3.2.4施工設計階段

本工程采用AutodeskRevit系列軟件，結(jié)合現(xiàn)行圖紙規(guī)范對于軟件默認樣本中的標高?尺寸?文字樣式?線型線寬?對象等樣式進行定義，制定了適合自身的BIM企業(yè)標準?第一，使用BIM技術繪圖，實現(xiàn)了從三維數(shù)字模型直接打印二維圖紙，滿足最終出圖要求?第二，利用設計階段BIM模型，深入處理模型，獲取施工所需模型資源?再根據(jù)施工方法，對管線安裝工序進行分析，并進行了施工方案模型，提高了施工方案的可行性?第三，對BIM模型進行補充，向模型中加入附屬構(gòu)件，針對設計模型進行編碼體系設置，深入拆分模型，使模型滿足算量及排期要求?

結(jié)語：

智能化建筑是一個新的概念，包括許多先進系統(tǒng)，比如火災監(jiān)控、通信還有自動化系統(tǒng)。隨著計算機科學的不斷進步，計算機技術已廣泛應用于智能化建筑，是智能化建筑的技術支撐。可以有效降低建設成本，提高施工效率和施工質(zhì)量，促進智能化建筑更好的發(fā)展。

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作者簡介：

許有成，安徽理工大學。