基于BIM技術(shù)的智慧建筑

王金雪 吳 寰/中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司

基于BIM技術(shù)的智慧建筑

王金雪 吳 寰/中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司

智慧建筑是在智慧城市發(fā)展的浪潮下，將建筑從基本的提供用戶需求到預(yù)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(shù)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(shè)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(huán)境和經(jīng)濟效益。

智慧建筑；核心技術(shù)；BIM

1.智慧建筑的產(chǎn)生及內(nèi)涵

20世紀(jì)80年代，智能建筑以信息與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)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(jiān)控等弱電系統(tǒng)的辦公建筑，之后引入通信系統(tǒng)，可以向使用者提供通訊服務(wù)。

美國政府將信息市場開放，甚至將建筑內(nèi)電話通信系統(tǒng)的經(jīng)營權(quán)交給房地產(chǎn)商，給智能建筑在美國的普及提供了優(yōu)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(wù)區(qū)智能化，創(chuàng)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(jié)合本國特色對智能建筑都有自己的定義，最權(quán)威的定義由國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會給出，“它是建立在建筑的平臺上，對建筑設(shè)備、自動化系統(tǒng)、智能服務(wù)系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)一個最優(yōu)化的控制，使人們享有一個方便、智能的建筑環(huán)境”。根據(jù)《2013-2017年中國智能建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》可看出智能建筑在我國飛速發(fā)展，這為智慧建筑的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。

我國學(xué)術(shù)界對智慧建筑的定義是：將傳統(tǒng)建筑方式與現(xiàn)代化的控制系統(tǒng)相結(jié)合，在各項能被控制的點上實現(xiàn)智能化，打造出一個適合與人、方便與人的生活環(huán)境。智慧建筑是在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和智慧城市發(fā)展的背景下產(chǎn)生的，它將用戶的需求灌注在建筑的全壽命周期內(nèi)，以BIM技術(shù)為手段，不僅能夠做到建筑的綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展，還將建筑的整個壽命期內(nèi)所有信息數(shù)據(jù)放在同一平臺上使建筑項目不用參與方可以根據(jù)自己的權(quán)限和需求對數(shù)據(jù)進行提取和更新，打破了各專業(yè)的壁壘，實現(xiàn)了各專業(yè)的協(xié)同工作。

2.BIM技術(shù)對建筑設(shè)計行業(yè)的重要作用

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

（1）設(shè)計深度顯著加深

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

（2）設(shè)計評價便捷直觀

在BIM模式下，設(shè)計質(zhì)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(shè)計優(yōu)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(jié)構(gòu)、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(yōu)化設(shè)計成果。

（3）設(shè)計成果價值放大

建筑設(shè)計的最終目的是建筑設(shè)計智慧成果的傳遞與共享。項目建設(shè)過程中信息的完整、及時傳遞歷來是行業(yè)的工作重點內(nèi)容，整個項目建設(shè)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(xiàn)的過程。在BIM設(shè)計模式下，各專業(yè)在一個模型上進行設(shè)計和分享，能夠更好地提高協(xié)同效率和質(zhì)量，減少專業(yè)間的碰撞和重復(fù)設(shè)計，將使得設(shè)計協(xié)同質(zhì)量大幅度提高、設(shè)計成果價值放大。

3.BIM技術(shù)在智慧建筑中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在智慧建筑設(shè)計中的應(yīng)用

對于BIM技術(shù)在智慧建筑設(shè)計中，首先運用BIM技術(shù)對建筑工程建立虛擬建筑模型，有利于設(shè)計師確定設(shè)計思路、材料和建筑內(nèi)部空間效果等。將傳統(tǒng)二維專業(yè)抽象的建筑標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成三維直觀生動的建筑模型，更好的便于建設(shè)單位對于項目功能的選擇和相關(guān)決策。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計在圖形編輯中往往由于設(shè)計師的疏忽容易造成圖紙出現(xiàn)很多錯誤，而BIM技術(shù)建立的虛擬模型，可以自由的生產(chǎn)所有的建筑圖紙、材料統(tǒng)計、造價計算、工程量清單等，極大的提高了設(shè)計質(zhì)量和效率。實現(xiàn)了各個專業(yè)學(xué)科的協(xié)同工作，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，將建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝飾等各個專業(yè)在同一個模型的基礎(chǔ)上協(xié)同工作，從而提高工作效率，提升設(shè)計質(zhì)量。

3.2 BIM技術(shù)在智慧建筑施工中的應(yīng)用

在智慧建筑施工中，利用BIM技術(shù)的設(shè)計方案和圖紙極大的減少了設(shè)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(tǒng)，可使建設(shè)單位、監(jiān)理單位和施工單位在統(tǒng)一的信息化系統(tǒng)中對項目數(shù)據(jù)進行收集、整理、匯總和分析，以及建設(shè)和施工單位對建筑工程的評估等，通過參建各方的協(xié)調(diào)作業(yè)，提高了項目數(shù)據(jù)信息傳遞的速度，加快了工程技術(shù)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(tǒng)計和驗算，加快工程量計算的效率和準(zhǔn)確度，從而降低工程施工成本，提高工程施工質(zhì)量。

3.3 BIM技術(shù)在智慧建筑運營和維護中的應(yīng)用

基于BIM技術(shù)的智慧建筑，建立設(shè)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(shè)備的管理、維護中提供完整準(zhǔn)確的項目信息。后期安裝設(shè)備的運行狀態(tài)、維護信息等都可以通過運營平臺進行實時查詢、統(tǒng)計和分析。同時通過BIM技術(shù)對建筑性能、可靠性、能耗和經(jīng)濟等多方面進行分析、評估，實現(xiàn)了建筑工程運營階段對設(shè)備運行和排放等實施監(jiān)控管理。其次通過BIM運營平臺的數(shù)據(jù)處理，模擬各種可預(yù)見的災(zāi)害和安全事故等，建立對應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案，在事故反生時根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)分析模擬出最佳的疏散路線，降低事故風(fēng)險。

4.結(jié)束語

建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)，但勞動密集、現(xiàn)場生產(chǎn)的特性決定了建筑業(yè)的生產(chǎn)效率難以提高。隨著當(dāng)前的經(jīng)濟和社會發(fā)展要求，建筑業(yè)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(zhì)量失控和管理失控將會加劇，迫切需求基于BIM技術(shù)的項目信息化管理，來提高整個建造過程的精細(xì)化、低碳化和智能化，從而保證建筑業(yè)從高消耗、低效率的粗放型向集約型轉(zhuǎn)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(jié)省造價的目的。

[1]胡友陪，陳曉云．綠色建筑建造初探[J]．建筑學(xué)報，2010(11)．

[2]李忠欣．淺談建筑施工技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(01)．