BIM技術(shù)在低碳智能建筑中的應(yīng)用

摘要：中國人口基數(shù)與國土面積都較為龐大，建筑需求也相應(yīng)較高，故而建筑工程數(shù)量多于其他國家，再加上人們的活動空間不斷拓展，促使建筑面積也在隨之?dāng)U張。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建筑工程建設(shè)與運行過程中，都會產(chǎn)生巨量的碳排放，因此要想早日實現(xiàn)國家制定的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，并為民眾營造更加舒適的生活環(huán)境，很有必要著力發(fā)展低碳智能建筑?；诖吮疚闹饕治鯞IM技術(shù)在低碳智能建筑中的應(yīng)用，旨在探索提升低碳智能建筑工程建設(shè)水平的有效途徑。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；低碳智能建筑；技術(shù)應(yīng)用

文章編號：2095-4085（2024）01-0137-03

0引言

為了更好的改善我國的環(huán)境和能源問題，近年來國家一直在有效落實生態(tài)環(huán)保和節(jié)能減排工作，建筑行業(yè)是踐行綠色節(jié)能轉(zhuǎn)型發(fā)展要求的主要途徑，就是推進低碳智能建筑工程建設(shè)并促進其良性發(fā)展。BIM技術(shù)作為一種適用于工程領(lǐng)域的現(xiàn)代化信息技術(shù)，在低碳智能建筑工程設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)均有較高應(yīng)用價值，深刻了解BIM技術(shù)特征及其在低碳智能建筑工程各個環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用，有效開展BIM智能樓宇管理系統(tǒng)設(shè)計研究，對于低碳智能建筑發(fā)展具有一定助力作用。

1BIM技術(shù)概述

在進行建筑工程的施工時，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠?qū)y(tǒng)計獲得的建筑項目的信息建模，而且應(yīng)用于工程的施工、設(shè)計以及管理等環(huán)節(jié)。BIM技術(shù)在應(yīng)用于建筑設(shè)計環(huán)節(jié)時，可以將建筑數(shù)據(jù)圖形融合，并將傳統(tǒng)的二維平面的設(shè)計形式轉(zhuǎn)變成為了三維立體設(shè)計，通過BIM技術(shù)所生成的建筑模型能夠真實反映出建筑的信息，從而保證施工環(huán)節(jié)能夠順利進行。對于低碳智能建筑的施工來說，通過應(yīng)用BIM技術(shù)能夠更符合綠色智能建筑的設(shè)計需求，提高綠色智能建筑的質(zhì)量。BIM技術(shù)有如下特征。

1.1信息資源的互通共享性

這主要是指運用BIM技術(shù)進行建筑模型的構(gòu)建需要大量收集建筑的信息，所以能夠在模型中反映出來建筑參數(shù)的各項信息，能夠打破信息的壁壘，使參與建筑施工設(shè)計的各個部門實現(xiàn)信息共享。在BIM模型中包含了建筑的各項信息數(shù)據(jù)，基于BIM技術(shù)建設(shè)人員能夠進行項目的模擬施工，從而查看建筑項目施工過程中各個環(huán)節(jié)的施工情況，能夠發(fā)現(xiàn)建筑施工時在設(shè)計方案以及安裝環(huán)節(jié)等存在的不合理的問題，能夠提高設(shè)計方案的合理性，避免出現(xiàn)安裝作業(yè)碰撞，從而能夠在正式施工之前優(yōu)化整改上述存在的問題。當(dāng)正式開始施工時，就能夠避免由于上述問題導(dǎo)致的工期延誤，同時，也能夠避免返工造成的建筑資源的浪費，從而節(jié)約施工的成本。此外，在進行低碳智能建筑的施工時應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠使參與施工的各個單位之間進行充分的信息共享，通過專業(yè)的軟件能夠保證信息的準(zhǔn)確性以及實時性，使信息能夠高效的傳輸［1］。

1.2信息資源的完整性

信息資源的完整性主要是在應(yīng)用BIM技術(shù)進行建筑模型的搭建過程中，需要全面的收集項目的相關(guān)參數(shù)信息，包括在進行建筑施工時使用的建材、工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工程進度、施工人數(shù)、工程項目用途、施工成本、機械設(shè)備等?？梢曰贑AD軟件來獲得建筑的二維圖形，展示出建筑的特征線，并將獲得的二維圖形上傳至Revit軟件中，就能夠生成三維立體模型，所生成的三維立體模型不僅能夠展示出建筑的幾何信息，對于建筑的硬度等非幾何信息也能夠進行展示，因此，保證了信息資源的完整性［2］。

1.3可視化

可視化作為BIM技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用的優(yōu)勢，很大程度上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計形式。在進行建筑的設(shè)計環(huán)節(jié)，可以通過應(yīng)用BIM技術(shù)將建筑的各個參數(shù)信息進行有效的融合，并將參數(shù)信息上傳至設(shè)計軟件中，就能夠通過軟件來生成建筑的三維立體模型。根據(jù)生成的模型建筑人員就能夠模擬建筑施工的整個過程，通過模擬的過程就能夠檢測施工方案的合理性，查看施工各個工序是否存在沖突碰撞的問題，從而能夠在施工前解決存在的問題［3］。

2BIM技術(shù)在綠色智能建筑設(shè)計中的應(yīng)用

2.1基于BIM技術(shù)的場地模型構(gòu)建與分析

綠色智能建筑的構(gòu)建其中關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)就是進行場地的設(shè)計，這影響著建筑的綠色智能化水平。通過應(yīng)用BIM技術(shù)生成綠色智能建筑場地模型，就能夠以直觀的方式將場地的具體情況展示給設(shè)計人員，使設(shè)計人員能夠?qū)龅赜猩钊氲牧私?，從而提高設(shè)計方案的可行性，然后再通過模擬施工的過程來完善和調(diào)整方案的細(xì)節(jié)。以上過程的實現(xiàn)是離不開建設(shè)場地信息和參數(shù)的收集工作的，在收集完成建筑的信息以及參數(shù)后，將收集的信息上傳至BIM模型當(dāng)中，就能夠構(gòu)建生成建筑場地模型。此外，BIM技術(shù)的優(yōu)勢還包括可視化和仿真性，在生成建筑場地模型以后，就能夠方便設(shè)計人員深入了解施工區(qū)域的具體狀況，從而進行深入的分析設(shè)計。

2.2基于BIM技術(shù)的建筑體型設(shè)計

隨著建筑規(guī)模的擴大以及結(jié)構(gòu)的不斷變化，對于綠色智能建筑來說，也面臨著新的挑戰(zhàn)。為了保證綠色智能建筑體型設(shè)計的合理性，在設(shè)計過程中設(shè)計人員也更加重視BIM技術(shù)的應(yīng)用。通過發(fā)揮BIM技術(shù)可視化和仿真性的優(yōu)勢，基于構(gòu)建的BIM模型來分析建筑的體型構(gòu)造，分析設(shè)計是否合理以及建筑的安全性能是否達標(biāo)，然后進一步進行綠色智能的優(yōu)化，從而滿足建筑低碳綠色智能的需求［4］。

2.3基于BIM技術(shù)的建筑布局設(shè)計

對于綠色智能建筑來說，其是否具備綠色智能的特性與建筑的布局有關(guān)，所以也要保證建筑布局設(shè)計的合理性。對于建筑來說，建筑的通風(fēng)以及采光主要是受建筑布局影響，而通風(fēng)以及采光也能夠反映出建筑是否低碳綠色智能。應(yīng)用BIM技術(shù)，通過對生成的建筑模型進行深入的分析，建筑設(shè)計人員就能夠?qū)ㄖM行全面的探析，提高建筑布局的合理性，能夠通過合理的布局滿足建筑通風(fēng)、采光的需求。

2.4基于BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計

綠色智能建筑相對于傳統(tǒng)的建筑來說，在建筑施工過程中還需要應(yīng)用自動化智能控制技術(shù)以及綠色技術(shù)，需要多專業(yè)協(xié)同設(shè)計才能夠滿足建筑綠色智能的需求。BIM技術(shù)在進行協(xié)同設(shè)計時，還能夠作為信息共享的平臺，方便多個設(shè)計團隊共同進行設(shè)計，能夠保證數(shù)據(jù)的同步性，方便各個專業(yè)間進行共同協(xié)作，能夠避免傳統(tǒng)設(shè)計圖中存在的碰撞、缺漏等錯誤。對于裝配式綠色智能建筑，在進行設(shè)計時，可以通過應(yīng)用BIM技術(shù)來進行構(gòu)件的預(yù)埋預(yù)留工作，實現(xiàn)裝配構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化［5］。

3BIM技術(shù)在綠色智能建筑建造施工中的應(yīng)用

3.1基于BIM技術(shù)的智能制造

2020年7月由住建部在內(nèi)的13個部門共同發(fā)表的《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》（建市［2020］60號）中明確指出，要實現(xiàn)建筑工業(yè)化技術(shù)與信息技術(shù)的共同發(fā)展，加大在建筑工程中的人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、BIM、區(qū)域鏈云計算等信息技術(shù)的應(yīng)用。首先，要抓住物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，能夠在綠色智能建筑的施工過程中應(yīng)用智能制造、BIM技術(shù)等信息技術(shù)，構(gòu)建智能制造生產(chǎn)線。

3.2基于BIM技術(shù)的信息化施工

綠色智能建筑本身對于建筑施工來說具有較高的要求，而且在施工過程中會面臨著復(fù)雜的管線布置問題，經(jīng)常會出現(xiàn)管狀碰撞。為了避免該問題出現(xiàn)，需要全面進行管線的檢查，但該過程會耗費較長時間，而且比較容易疏漏。在應(yīng)用了BIM技術(shù)以后，利用其可視化的特點開展三維碰撞檢查，就能夠清晰的展示出管線的空間關(guān)系，實現(xiàn)快速的定位問題。此外，還能夠?qū)⑹┕し桨概cBIM模型融合，通過BIM技術(shù)來模擬實際的施工過程，從而在施工時能夠更好的把控施工的進度，使施工能夠在工期內(nèi)完成。

3.3基于BIM技術(shù)的建造過程智能化管理

在進行綠色智能建筑設(shè)計施工的過程中，管理工作必須全面，能夠站在全局、整體性的角度落實管理工作，包括材料的采購運輸、加工、構(gòu)件設(shè)計等，才能夠確保綠色智能建筑施工的效果。在進行綠色智能建筑的管理過程中，可以通過應(yīng)用BIM技術(shù)進行智能化管理平臺的構(gòu)建，從而能夠?qū)ㄖ┕さ娜^程進行管控。通過構(gòu)建的智能化管理平臺，能夠為參與建筑項目施工的各個單位提供構(gòu)件的生產(chǎn)運輸情況，協(xié)調(diào)在施工過程中構(gòu)件到貨不及時、安裝不到位問題，從而能夠?qū)崿F(xiàn)從構(gòu)件備料到吊裝完成整個過程的管理［6］。

4BIM技術(shù)在綠色智能建筑運維管理中的應(yīng)用

4.1基于BIM技術(shù)的安全管理

綠色智能建筑最關(guān)鍵的就是要保證建筑的安全，所以在進行管理時需要重視建筑的消防安全以及結(jié)構(gòu)安全，從而整體提升建筑的安全性。首先，依托于BIM技術(shù)，可以監(jiān)測建筑的結(jié)構(gòu)，能夠向管理者展示出建筑關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的情況，以便及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的問題。其次，有效的融合BIM技術(shù)與消防智能報警系統(tǒng)，當(dāng)面臨消防安全問題時，能夠及時的指出安全疏散通道的位置以及發(fā)生消防問題的部位。

4.2基于BIM技術(shù)的能源管理

綠色智能建筑相較于傳統(tǒng)建筑來說，就是在全生命周期貫徹節(jié)能理念，所以要合理的使用建筑的內(nèi)部能源。通過融合物聯(lián)網(wǎng)與BIM技術(shù)，就能夠監(jiān)測建筑內(nèi)部的溫濕度，進行能耗分析，維持室內(nèi)溫濕度的適中，從而在提高建筑的宜居性的同時，也能夠滿足綠色環(huán)保的要求。

4.3基于BIM技術(shù)的設(shè)備維護管理

對于綠色智能建筑來說，設(shè)備的維護管理也是其中重要環(huán)節(jié)。可以通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將建筑智能電子系統(tǒng)進行集成，然后通過BIM技術(shù)來對各個系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，能夠?qū)崟r的獲取設(shè)備的信息。此外，還需要對設(shè)備進行維護管理，及時的更換設(shè)備的零件以及到期的設(shè)備，降低事故出現(xiàn)的概率［7］。

4.4BIM智能樓宇管理系統(tǒng)的具體設(shè)計內(nèi)容

BIM智能樓宇管理技術(shù)的系統(tǒng)邏輯是將數(shù)據(jù)庫作為底層基礎(chǔ)系統(tǒng)，然后再進行可視化信息交流平臺的構(gòu)建，在SQL數(shù)據(jù)庫以及ODBC數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)與物業(yè)管理員數(shù)據(jù)庫之間的信息相連。通過這一過程就能夠方便管理者進行訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，方便進行樓宇的管理，達到集成管控、高效管理的目的。采用的BIM智能管理系統(tǒng)大多包括五層邏輯系統(tǒng)，在能夠滿足安全規(guī)范的要求下，各個層級之間能夠相互配合，樓宇智能化集成系統(tǒng)的主要層次如下：

（1）表現(xiàn)層。不僅能夠反映出各子系統(tǒng)的功能，而且能使管理者了解管理系統(tǒng)層面，從而進行信息的錄入和讀取工作。

（2）支撐層。作為整個管理系統(tǒng)的支撐平臺，能夠進行信息數(shù)據(jù)的處理、整合、分析工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。通過計算系統(tǒng)能夠提升數(shù)據(jù)存儲以及提取的速率，高效進行數(shù)據(jù)的處理工作，滿足使用者的需求，還能夠進行數(shù)據(jù)的查找工作，展示可視化結(jié)果，方便管理者進行決策。

（3）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層能夠為整個體系操作提供運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其標(biāo)準(zhǔn)格式為IFC，能夠進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化對接。通過匯總為現(xiàn)場設(shè)備的運行數(shù)據(jù)、管理人員的設(shè)備維修經(jīng)驗以及控制數(shù)據(jù)的采集，進行維護數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。

（4）網(wǎng)絡(luò)層。BIM樓宇智能化集成管理系統(tǒng)的功能實現(xiàn)是離不開互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計算機局域網(wǎng)技術(shù)的，基于二者才能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共同協(xié)作。當(dāng)進行管理時有英特網(wǎng)、辦公專用、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)以及機電專網(wǎng)等不同網(wǎng)絡(luò)模式的選擇，能夠更加高效的進行數(shù)據(jù)的傳輸，實現(xiàn)資源的共享。

（5）基礎(chǔ)設(shè)施層。該層為以上各層軟件的基礎(chǔ)支撐，是進行信息傳輸必不可少的層次。通過基礎(chǔ)層才能夠?qū)崿F(xiàn)信息的集成管理，增強設(shè)備間的聯(lián)系。

5結(jié)語

在國家不斷加大生態(tài)環(huán)保工作力度的形勢下，建筑工程正在以勢不可擋之勢朝向低碳智能型發(fā)展，鑒于低碳智能是一種新型建筑理念，所以更有必要深入分析BIM技術(shù)在低碳智能建筑體型、布局設(shè)計以及信息化施工和建筑建造和運維管理等各個方面的具體應(yīng)用，并探討B(tài)IM智能樓宇管理系統(tǒng)設(shè)計，以便在促進BIM充分利用的同時，更好的助力低碳智能建造建設(shè)與發(fā)展。

參考文獻：

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［3］閆斌，王宇，趙雨，等.BIM技術(shù)在裝配式建筑全壽命周期中的應(yīng)用［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2019（32）：119.

［4］徐士云.BIM建模在建筑工程施工中的應(yīng)用研究［J］.智能城市，2017（1）：16，18.

［5］徐偉，閆雪萌，李志鵬.淺析基于BIM技術(shù)的建筑全生命周期綠色數(shù)字化建造［J］.上海節(jié)能，2021（2）：62.

［6］王興.基于BIM技術(shù)在低碳建筑中的節(jié)能應(yīng)用與優(yōu)化［J］.中小企業(yè)管理與科技，2022（4）：178-180.

［7］高靖愷.基于BIM技術(shù)的公共建筑生命周期碳排放計量研究［D］.太原：太原理工大學(xué)，2016.