基于BIM技術的智慧建筑

王金雪+吳寰

【摘 要】智慧建筑是在智慧城市發展的浪潮下，將建筑從基本的提供用戶需求到預測用戶需求并滿足，使建筑的綠色高效理念和以人為本的原則貫穿始終。BIM技術就是在智慧建筑中用于建筑工程項目從策劃、可行性研究、決策、設計、施工到項目竣工驗收，以及項目的運營和后期維護等各個方面的信息集成到建筑信息模型中，有效地提高了社會、環境和經濟效益。

【關鍵詞】智慧建筑；核心技術；BIM

1.智慧建筑的產生及內涵

20世紀80年代，智能建筑以信息與物聯網技術發展為依托在美國誕生。第一座智能建筑是1984年建造的美國康州哈特福德市的city place，在該廣場的宣傳材料中第一次提出智能建筑概念。City place原來就是具有辦公自動化、計算中心、消防安防監控等弱電系統的辦公建筑，之后引入通信系統，可以向使用者提供通訊服務。

美國政府將信息市場開放，甚至將建筑內電話通信系統的經營權交給房地產商，給智能建筑在美國的普及提供了優渥的土壤。日本第一座智能大廈“本田青山大廈”于1985年在東京誕生；英國政府推進了倫敦中心商務區智能化，創建了智能辦公樓的需求，并將智慧建筑理念傳播到其他西歐強國。各國結合本國特色對智能建筑都有自己的定義，最權威的定義由國際標準協會給出，“它是建立在建筑的平臺上，對建筑設備、自動化系統、智能服務系統、智能管理系統實現一個最優化的控制，使人們享有一個方便、智能的建筑環境”。根據《2013-2017年中國智能建筑行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》可看出智能建筑在我國飛速發展，這為智慧建筑的產生奠定了基礎。

我國學術界對智慧建筑的定義是：將傳統建筑方式與現代化的控制系統相結合，在各項能被控制的點上實現智能化，打造出一個適合與人、方便與人的生活環境。智慧建筑是在物聯網、大數據、云計算和智慧城市發展的背景下產生的，它將用戶的需求灌注在建筑的全壽命周期內，以BIM技術為手段，不僅能夠做到建筑的綠色環保可持續發展，還將建筑的整個壽命期內所有信息數據放在同一平臺上使建筑項目不用參與方可以根據自己的權限和需求對數據進行提取和更新，打破了各專業的壁壘，實現了各專業的協同工作。

2.BIM技術對建筑設計行業的重要作用

BIM技術顛覆了基于圖紙和二維空間的設計思維模式，以創新性的三維建模技術將設計方案更加直觀、更加全面地展現出來。僅就目前已有的實踐成果就足以表明，BIM技術對比傳統二維設計的優勢非常明顯，對建筑設計行業的重要作用主要集中在以下幾個方面：

（1）設計深度顯著加深

傳統的二維設計表達形式下，設計空間模型構建在設計師頭腦中構成，設計成果通過圖紙、文字說明、圖集、常規做法組合來表達傳遞，圖紙內容只是其中一個組成部分，屬于有限表達，設計成果的閱讀、驗收，常常依賴后續參與人員的知識體系和對設計師思維的理解。在BIM設計模式下，即得即見，要求設計師完全、詳細描述設計思維和成果，模型幾乎是設計的全部，這種方式雖然大大減少了后期設計成果應用的技術門檻，卻加大了設計師的設計和制作設計成果的工作量，設計深度顯著加深。

（2）設計評價便捷直觀

在BIM模式下，設計質量直觀可視，借助軟件的碰撞檢測功能、模擬分析功能，能夠更直觀地進行設計優化和評估。以常用的碰撞檢測功能為例，其不僅可以對機電管線進行碰撞檢測，還可以對建筑和結構、建筑和門窗、建筑和幕墻、建筑和裝飾裝修等全面進行碰撞檢測，優化設計成果。

（3）設計成果價值放大

建筑設計的最終目的是建筑設計智慧成果的傳遞與共享。項目建設過程中信息的完整、及時傳遞歷來是行業的工作重點內容，整個項目建設過程就是一個從無到有，從無形到有形，從無形信息到有形實現的過程。在BIM設計模式下，各專業在一個模型上進行設計和分享，能夠更好地提高協同效率和質量，減少專業間的碰撞和重復設計，將使得設計協同質量大幅度提高、設計成果價值放大。

3.BIM技術在智慧建筑中的應用

3.1 BIM技術在智慧建筑設計中的應用

對于BIM技術在智慧建筑設計中，首先運用BIM技術對建筑工程建立虛擬建筑模型，有利于設計師確定設計思路、材料和建筑內部空間效果等。將傳統二維專業抽象的建筑標準轉換成三維直觀生動的建筑模型，更好的便于建設單位對于項目功能的選擇和相關決策。傳統的建筑設計在圖形編輯中往往由于設計師的疏忽容易造成圖紙出現很多錯誤，而BIM技術建立的虛擬模型，可以自由的生產所有的建筑圖紙、材料統計、造價計算、工程量清單等，極大的提高了設計質量和效率。實現了各個專業學科的協同工作，打破了傳統的設計技術，將建筑、結構、設備、裝飾等各個專業在同一個模型的基礎上協同工作，從而提高工作效率，提升設計質量。

3.2 BIM技術在智慧建筑施工中的應用

在智慧建筑施工中，利用BIM技術的設計方案和圖紙極大的減少了設計錯漏碰缺等情況造成的圖紙變更，保證工程進度。在項目施工過程中建立的信息化管理系統，可使建設單位、監理單位和施工單位在統一的信息化系統中對項目數據進行收集、整理、匯總和分析，以及建設和施工單位對建筑工程的評估等，通過參建各方的協調作業，提高了項目數據信息傳遞的速度，加快了工程技術和造價等方面的問題處理速度，從而極大地改善建筑工程的施工進度。在建筑工程造價的驗算中也可以利用BIM模型對建筑工程的工程量的統計和驗算，加快工程量計算的效率和準確度，從而降低工程施工成本，提高工程施工質量。

3.3 BIM技術在智慧建筑運營和維護中的應用

基于BIM技術的智慧建筑，建立設計模型、施工模型和項目竣工模型對后期建筑工程的運營和設備的管理、維護中提供完整準確的項目信息。后期安裝設備的運行狀態、維護信息等都可以通過運營平臺進行實時查詢、統計和分析。同時通過BIM技術對建筑性能、可靠性、能耗和經濟等多方面進行分析、評估，實現了建筑工程運營階段對設備運行和排放等實施監控管理。其次通過BIM運營平臺的數據處理，模擬各種可預見的災害和安全事故等，建立對應的應急處理預案，在事故反生時根據監控數據分析模擬出最佳的疏散路線，降低事故風險。

4.結束語

建筑業是我國國民經濟的重要產業，但勞動密集、現場生產的特性決定了建筑業的生產效率難以提高。隨著當前的經濟和社會發展要求，建筑業的利潤越來越薄、用工管理越來越難，工程項目投資失控、工期失控、質量失控和管理失控將會加劇，迫切需求基于BIM技術的項目信息化管理，來提高整個建造過程的精細化、低碳化和智能化，從而保證建筑業從高消耗、低效率的粗放型向集約型轉變，進一步研究BIM在實踐中的運用則更利于達到縮短工期、節省造價的目的。

參考文獻

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