建筑智能技術(shù)，計算機輔助建筑性能的模擬與分析

[摘要]當(dāng)今社會，隨著科學(xué)不斷發(fā)展，各個行業(yè)領(lǐng)域之間有了更多的技術(shù)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(yīng)用中的數(shù)據(jù)整合技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng)。計算機科學(xué)與技術(shù)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(shù)應(yīng)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(guān)鍵詞]計算機科學(xué)技術(shù)；智能化建筑；應(yīng)用

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。由于監(jiān)控設(shè)施有限，做不到對施工現(xiàn)場的嚴(yán)密監(jiān)控。這些人力和物力的局限性，有時候會耽誤建筑工期，對建筑施工產(chǎn)生了許多不利影響。

智能化建筑是指把建筑技術(shù)和通信技術(shù)與計算機科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，將他們組成一個最優(yōu)化系統(tǒng)。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(zhǔn)確、及時。方便各部門人員更準(zhǔn)確的掌握和監(jiān)控建筑施工過程。這樣?？梢噪S時應(yīng)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、基于BIM的計算機輔助用于建筑設(shè)計的實例分析

2.1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(shè)計精度和成本具有較高的精細(xì)化要求，并且工期緊張。另外，建筑設(shè)計必須堅持高標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)約資源、環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)?；谝陨弦螅擁椖坎捎肂IM技術(shù)輔助設(shè)計，優(yōu)化建筑設(shè)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BlM技術(shù)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(shè)計、辦公、接待等功能.地下建筑為的設(shè)備用房。建筑上層10層，地下一層，采用框剪結(jié)構(gòu)設(shè)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、簡約現(xiàn)代風(fēng)，與周邊建筑相互協(xié)調(diào)。

2.2BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

2.2.1概念設(shè)計

由于工程用地緊張、建筑外部條件高、綠色建筑要求嚴(yán)格，需要借助具備量化功能的技術(shù)才能確定建筑位置及形體。設(shè)計人員利用BIM技術(shù)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(fēng)環(huán)境。測試結(jié)果顯示施工現(xiàn)場的風(fēng)環(huán)境滿足建設(shè)要求，但是較低的風(fēng)速不利于過渡季自然通風(fēng)。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。

結(jié)合對環(huán)境、太陽輻射和日照遮擋分析結(jié)果，總結(jié)場地環(huán)境的優(yōu)勢和不足，再根據(jù)建筑規(guī)劃要求及建設(shè)規(guī)劃等因素，設(shè)計建筑形體，詳見圖1。設(shè)計過程中對的建筑形體的特點作了大量分析，為方案設(shè)計后續(xù)工作提出了優(yōu)化要求。

2.3基于BIM的建筑物生命周期能耗計算模型

BIM理念下建筑設(shè)計、施工形式、管理方式與傳統(tǒng)情況有著很大的不同。根據(jù)BlM理念下建筑整個生命周期中能量消耗方式的不同，可以將建筑生命周期能耗分為三個部分：建筑物化能、建筑運行能耗和建筑材料回收能量。其中前三項是外界向建筑輸入的能耗，而建筑材料回收能量是建筑向外輸出的能量。則建筑生命周期能耗計算模型為：

在建筑項目中，對建筑全生命周期各部分能耗的計算需要合適的計算模型來達(dá)到計算建筑生命周期能耗的目的。

建筑物化能的計算是所有建筑能耗計算中最困難和復(fù)雜的部分。由于沒有制定相關(guān)產(chǎn)品物化能的標(biāo)準(zhǔn)和政策，許多建筑材料的物化能很難得到，只能根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來確定。

在Revit的界面上有建筑的屬性欄，記錄著不同建筑構(gòu)件的屬性，屬性欄中有建筑構(gòu)件在建筑中的位置信息和自身的幾何屬性。設(shè)計人員可以改變屬性欄中不同屬性的數(shù)據(jù)來改變構(gòu)件在建筑中的位置和幾何尺寸。屬性欄下是項目瀏覽器，記錄著建筑的各層視圖、族、明細(xì)表等。選擇不同的選項將切換到相應(yīng)的視圖，可以在視圖中進行各種操作。

選擇不同建筑構(gòu)件打開其類型屬性，在屬性對話框中顯示了所選建筑構(gòu)件的尺寸、大小、位置等幾何信息，選擇結(jié)構(gòu)選項中的編輯出現(xiàn)的編輯部件對話框可以對建筑構(gòu)件的組成材料類型、厚度和是否包絡(luò)情況進行選擇，在編輯完后對話框的上部會顯示構(gòu)件的族類型、構(gòu)件總體厚度，如果構(gòu)件所組成的材料信息完整還可以自動生成構(gòu)件的阻力和熱質(zhì)量數(shù)據(jù)。在REVIT建立建筑模型的時候，在三維模型上直接添加施工階段明確的材料各種信息，包括構(gòu)件的組成材料種類、各組成材料的原材料。根據(jù)所建立的建筑物化能的計算模型和REVIT建筑模型的明細(xì)表求出不同構(gòu)件的單位物化能，構(gòu)件物化能，最終求出建筑的物化能。

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(zāi)監(jiān)控、通信還有自動化系統(tǒng)。隨著計算機科學(xué)的不斷進步，計算機技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能化建筑，是智能化建筑的技術(shù)支撐。可以有效降低建設(shè)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。