BIM建筑智能化研究

李加縣

合肥同益信息科技有限公司，安徽合肥 230000

BIM能夠準確地整合建筑設計與施工環節中不同階段的項目信息，并促進信息的共享與資源的合理規劃。與此同時，建筑信息化、智能化也成為了行業的必然發展趨勢。它符合工程項目所有的信息要求，從初期的施工設計直到最終的竣工運營管理，都可以使用建筑模型進行整合與規劃，其可協調性、模擬性等技術特征也能顯著提升項目價值，在行業內的應用前景廣闊。

1 BIM有關軟件

1.1 基礎建模軟件

BIM本身并不是一款軟件，但可以通過相關軟件來實現其技術價值。從基礎軟件類型來看，可以分為工具軟件與基礎建模軟件。

基礎建模軟件是以三維建模為基礎。由于在傳統的二維設計當中，對于建筑的剖面圖規劃是分別設計的，導致剖面信息容易出現偏差。但三維建模體系的出現可以在各個視圖生產剖面圖，BIM基礎軟件也能讓用戶直接進行外部導入，實現數據交換。在建筑設計工作當中，BIM的建模軟件選擇成為了重點，對于企業的路線選擇具有顯著的作用。建模軟件的不同類型舉例如圖1所示。

圖1 建模軟件的不同類型舉例

可以看到，建模軟件的選擇標準是基于實際的建筑功能需求來決定，具有合理性與科學性。

1.2 工具軟件

工具軟件類型眾多，其目的在于建筑方案設計時將具體任務要求轉化為幾何形體的建筑方案，如建模軟件Grasshopper、Sketchup等來進行模型分析，并旨在提升設計精度，利用BIM模型提供的信息來進行工程管理統計與造價分析等。這些工具軟件都可以發揮重要的技術支持作用，提供工具模塊[1]。

2 BIM技術在建筑智能化的應用

2.1 模型設計可視化

模型設計可視化即建筑模型與結構可以直接通過三維方式展現在人們面前，無論是業主、施工方還是設計方都可以根據模型來進行交流溝通，這也是建筑智能化的體現之一。相比傳統的模型管理規劃，BIM具有不同的展示模式，為了更好地對設計方案進行展示，設計方通常也會制定相應的效果圖，通過BIM的渲染功能來表達空間感，以便于業主方快速判斷設計是否滿足實際的需求，從建筑成果中得到相應的信息。BIM技術取代了傳統的二維平面設計，可以將任何復雜的結構模型通過直觀清晰的表現形式進行展示，并以此為基礎探究建成效果。

另外，在階段的可視化設計工作中，利用其可視化優勢，能夠以三維方式呈現出不同的節點，包括幕墻節點、鋼筋節點等，對于一些簡單的構造，可以直接通過類似的方式進行處理，甚至通過生成構造視頻的方式來實現技術交流。例如，在實際的別墅設計過程中，可以展示出檐口節點與老虎窗節點的不同構造性質，從可視圖中觀察節點構造是否存在技術缺陷，以便及時調整，避免拖延工期。

2.2 數字化模塊

由于在建筑設計的過程中，決策工作直接影響到整個建筑，一旦出現失誤則很可能產生嚴重的問題。在初期的方案設計階段，需要考慮到施工區域的環境概況、材料選擇等多個方面的信息。一般情況下，建筑方案設計的模式是通過計算機繪制草圖，配合經驗預估，來對項目展開定性分析，然而這種模式缺乏客觀的依據。數字化模塊的出現也能針對不同的項目展開合理分析[2]。

2.2.1 可見度分析

可見度可以劃分為室內可見度與室外可見度。尤其是室內可見度，直接影響用戶的體驗。在相關評價體系中，也高度重視室內可見度的作用。例如，針對某住宅區的設計，通過建筑房間的BIM模型設計，導入Ecotact軟件當中，可以表現出不同的結果，以顏色的差異來代表可見度的差異，從而判斷整體的建筑空間能否滿足實際的標準，以便于合理地調整室內存在的影響因素，包括窗戶尺寸、房間布局等，并直接在模型中修改，直至符合施工設計要求。如存在視野遮擋嚴重區域，可以快速定位，設計出符合的符號標志。

2.2.2 日照情況分析

一般情況下在對居住區進行規劃和設計的工作中，建筑物的日照間距是重要的參考依據，也是影響居民體驗的核心內容。傳統的設計工作中，往往只是簡單地在圖紙中進行建筑的排布情況，一旦出現誤差，很有可能出現方案后期的設計失誤，給設計單位與業主方都帶來不良影響。BIM技術下的建筑方案可以進行日照動態分析與靜態分析，獲取更加精確的結果。具體來看，可以利用基礎建模軟件，在軟件中輸入相關信息或固定的節氣，就可以獲取某建筑的日照情況，并以動畫的形式來了解日照的變化趨勢和太陽陰影狀態。

2.2.3 聲音環境分析

聲音環境的分析結果直接影響到使用者的聽覺與感知，特別是在某些人員密集的建筑，例如商場、學校、醫院、音樂廳等。還需要考慮到建筑的聲學狀況，進行環境模擬，并合理計算影響聲音環境的兩大因素，即分貝與音質。

按照《民用建筑設計通則》與《綠色建筑評價標準》的相關要求并結合《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》，對聲音環境給出了明確的參考標準。例如，在聲音環境與建筑布局方面，需要結合聲音的強度、區域與方向，在有效分析建筑功能的基礎上，強調建筑的朝向、地形的屏障作用等，然后根據聲學統計的結果來計算室內的混響時間，可以有效地優化建筑內部的音質[3]。

2.2.4 熱輻射分析

利用BIM建模軟件Revit進行設計后，可以快速地計算在不同的時間段內日光輻射的范圍，從而確定建筑物的具體位置是否需要設置太陽能設備。

2.3 智能模型設計

BIM技術成功地引入了智能模型設計的理論。以建筑物的結構為例，BIM可以快速整合建筑結構的各種信息，包括材料、保溫層、構造材質、墻體高度等各個方面的內容。BIM技術可以控制形狀的相關信息，并且將這些圖案轉化為包含工程信息的構件，并將其保存為后綴名為.sat的文件，來實現幾何信息與非幾何信息的整合。所以，建筑模型也應該包含不同的構件，BIM建筑方案設計可以有效地分析空間功能的合理性，讓設計人員在全面了解構件信息的前提下進行后續的設計管理方案。

另外，如果需要信息化模型的修改，BIM模型可以將室內外空間整合成一個整體的邏輯系統，保存模型中的相應信息。值得一提的是，這些信息具備關聯性，所有的信息化圖元都可以發生改變，且一旦發生改變必然導致關聯變化的產生。因為圖紙通過視圖而產生，視圖產生的信息變化也會直接呈現在視圖信息之上，與之相連的部分必然也應該同步修改。在這一過程中，還應該利用模型構件來進行注釋說明，提升視圖處理的有效性。以臨時尺寸標記為例，其主要作用是表示構件間的相互關系，并不是真實存在于繪圖區域內的標記。所以，在設計環節如果需要將臨時尺寸標記進行永久顯示，需要將其進行更改。

2.4 參數設置

參數設置的出現轉變了設計理念與設計思想，強調了設計類型對于人們視覺感官的沖擊。例如，我們設計的上海世博會建筑就表現出了顯著的建筑空間連續性，并利用BIM技術進行參數設置，提供三維建模空間，空間可塑性也針對傳統概念設計中的參數缺陷進行了有效規劃。實際上可以將參數設置看做是不同構件間連接關系的展示，不僅包含距離尺寸、角度尺寸關系，還包括空間的關系，如平行、垂直等。參數設置可以創建算法，以算法來表達其中的可變換關系與不可變化關系，將傳統設計方案中的定量轉變為可以進行修改的變量。

相比于傳統的建筑方案設計模式，新時期的項目更加強調協調設計，建筑行業本身也涉及到多個領域的專業知識。BIM技術也為設計人員提供了信息交流與參數設置的平臺，相關人員在平臺之內可以進行溝通，減少出現錯誤，即便是設計中存在不合理的情況，也能結合BIM技術特征在設計開始時就進行缺陷處理，減少后期的工作量。

3 結語

BIM具有顯著的應用價值，本文針對建筑智能化的發展與BIM技術展開了相應的分析，并結合相關內容的設計探究了BIM的技術優勢。通過研究結果，可以看出未來的建筑領域將朝著智能化的方向轉變，尤其是通過智能化的分析手段來對建筑方案進行改進，提升建筑設計的技術含量。隨著BIM技術在行業內的快速發展，再配合上《工程質量安全提升行動方案》等制度體系的出現，BIM技術可以在規劃、設計、施工、運營等各個環節實現智能化監管，提升行業發展水平。