計算機科學技術在智能化建筑中的應用

文/許有成 安徽理工大學 安徽淮南 232000

1、智能化建筑論述

傳統建筑中，搜索、整理、傳遞資料，監控建筑施工過程，都是由建筑人員進行操作。因此，經常會出現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點，能夠對信息資料進行高效處理，相較于傳統建筑中人員操作，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控建筑施工過程。這樣?？梢噪S時應對施工現場出現的各類問題，提高工作效率。大大節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 技術在傳統的建筑設計工作流程和任務分配形式上實現了突破，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新發展。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變為繪制大型建筑構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墻體信息相比,BIM技術體現了線條之間的關聯及交叉關系,在使用上更具優勢。

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?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約資源?環境保護標準?基于以上要求,該項目采用BIM技術輔助設計,優化建筑設計方案,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?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,采用框剪結構設計?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時人防場所?建筑造型力求大氣?美觀?3簡約現代風,與周邊建筑相互協調?

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,用數據模型構建施工場地環境,使用專業軟件測試施工現場的風環境?測試結果顯示施工現場的風環境滿足建設要求,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,對北側居住建筑的日照遮擋進行模型分析,為建筑物不具規劃提供參考?

3.2.2 方案設計

方案設計階段工作主要內容為根據設計要求,建立建筑與設計環境的基本關系,提出空間建構設想,為后續工作提供依據和指導?本項目中,利用BIM技術進行了組織空間?確定以及優化建筑風格等內容?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,計算平面分配數據,利用BIM技術對數據和模型進行調整?第二,建筑對綠色節能有極高的要求,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,深入分析體塊的優缺點,提出符合可持續要求的指導性意見,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保型,再從多方面要求進行分析,選出“最佳方案”,再結合其它方案的優點優化最佳方案?

3.2.3 初步設計

本工程項目在BIM技術創建的三維環境下設計方案,與傳統建筑設計相比,三維環境下的工作流程和數據流轉等設計環節發生明顯變化,設計效率及質量更高?第一,使用BIM技術對細節進行精細化設計,提高設計質量?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技術實現各專業協同?例如三維環境下設計將管線綜合工作前移,設計過程中可以及時發現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性,提出和確定綠色建筑節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,計算自然通風數據,指導優化策略?根據室內增加的墻上通風口,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,結合現行圖紙規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企業標準?第一,使用BIM技術繪圖,實現了從三維數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?

結語：

智能化建筑是一個新的概念,包括許多先進系統，比如火災監控、通信還有自動化系統。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量,促進智能化建筑更好的發展。