BIM在智能建筑中的應(yīng)用

張小杰

（廣東暨通信息發(fā)展有限公司，廣東 廣州 510075）

隨著智能建筑的發(fā)展，智能建筑樓宇集成管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用也成為了領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于智能樓宇集成管理系統(tǒng)中，真正促進(jìn)了智能建筑樓宇自動化的實(shí)現(xiàn)，為智能建筑發(fā)展提供了更多可能。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)就是建筑信息化模型技術(shù)，它是一個(gè)完整的信息模型，可以對工程項(xiàng)目進(jìn)行全生命周期的模型構(gòu)建，將不同階段的工程信息、過程以及資源匯集到同一個(gè)模型之中，從而便于參與工程施工建設(shè)的各個(gè)方面都能夠快速地調(diào)取和應(yīng)用。

2 BIM應(yīng)用于智能建筑的內(nèi)容分析

結(jié)合BIM技術(shù)對其在智能建筑關(guān)鍵內(nèi)容的應(yīng)用進(jìn)行具體分析。

2.1 BIM 技術(shù)在智能建筑設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用

（1）智能建筑設(shè)計(jì)過程。運(yùn)用 BIM 技術(shù)對建筑工程建立虛擬建筑模型，有利于設(shè)計(jì)師確定設(shè)計(jì)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(xiàng)目功能的選擇和相關(guān)決策。

（2）BIM能夠優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案。通過三維演示的方式對建筑區(qū)域、建筑性能、建筑成本進(jìn)行科學(xué)預(yù)測分析。借助BIM技術(shù)，還可以將非圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入分析模擬軟件中，從而實(shí)現(xiàn)對建筑物日照、耗能、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、管道排布等方面的評估，為設(shè)計(jì)人員提供科學(xué)的依據(jù)。

（3）BIM技術(shù)建立的虛擬模型。其可以自我生成相關(guān)的建筑圖紙、材料統(tǒng)計(jì)、造價(jià)計(jì)算、工程量清單等，極大的提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。實(shí)現(xiàn)了各個(gè)專業(yè)學(xué)科的協(xié)同工作，打破了傳統(tǒng)的流水線式的設(shè)計(jì)流程，將建筑、結(jié)構(gòu)、水電暖等各專業(yè)在同一個(gè)模型的基礎(chǔ)上協(xié)同工作，來提高建筑設(shè)計(jì)效率。

2.2 BIM 技術(shù)在智能建筑的施工與管理

（1）可實(shí)現(xiàn)集成項(xiàng)目交付 IPD（集成產(chǎn)品開發(fā)Integrated Product Development，簡稱 IPD）管理。把項(xiàng)目主要參與方在設(shè)計(jì)階段就集合在一起，著眼于項(xiàng)目的全生命期，利用 BIM 技術(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)及管理。

（2）可實(shí)現(xiàn)動態(tài)、集成和可視化的 4D 施工管理?？蓪⒔ㄖ锛捌涫┕がF(xiàn)場 3D 模型與施工進(jìn)度相連接，并與施工資源和場地布置信息集成一體，建立 4D 施工信息模型；實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目施工階段的工程進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的動態(tài)集成管理，以及施工過程的可視化模擬。

2.3 BIM 技術(shù)在智能建筑運(yùn)營和維護(hù)中的應(yīng)用

（1）基于 BIM 技術(shù)的智能建筑，建立設(shè)計(jì)、施工和項(xiàng)目竣工模型，為后期建筑工程的運(yùn)營和設(shè)備的管理、維護(hù)提供完整準(zhǔn)確的項(xiàng)目信息。

（2）在項(xiàng)目竣工交付使用后，在竣工模型的基礎(chǔ)上進(jìn)入項(xiàng)目運(yùn)營階段，將項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工 BIM 建筑模型中的信息傳遞到建筑運(yùn)營平臺，提供更加直觀的模型，便于后期監(jiān)控建筑內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，維護(hù)等信息也可以通過運(yùn)營平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢、統(tǒng)計(jì)和分析。再通過 BIM 技術(shù)對建筑性能、可靠性、能耗和經(jīng)濟(jì)等多方面進(jìn)行分析、評估，實(shí)現(xiàn)建筑工程運(yùn)營階段對設(shè)備運(yùn)行和排放等實(shí)施監(jiān)控管理。

（3）通過 BIM 運(yùn)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，在事故發(fā)生前，根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析模擬出最佳的疏散路線，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 BIM技術(shù)在智能樓宇管理中的應(yīng)用

此外BIM通過3D數(shù)字化技術(shù)，為物業(yè)管理提供虛擬模型，直觀形象地展示各個(gè)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的空間布局和邏輯關(guān)系，并將其相關(guān)的所有工程信息實(shí)現(xiàn)電子化、集成化、可視化，對MEP的能耗分析及節(jié)能管控、突發(fā)事件進(jìn)行應(yīng)急處理等，給物業(yè)管理的日常管理發(fā)揮著重要的作用。例如：跑水應(yīng)急處理。當(dāng)市政自來水外管線破裂，水從未完全封堵的穿管進(jìn)入樓內(nèi)地下層，盡管有的房間漏水報(bào)警，但由于水勢較大，并且從管線、電纜橋架、未作防水的地面向地下多層漏水，這時(shí)雖然有CAD圖紙，但地下層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上下對應(yīng)關(guān)系不直觀，必須要?jiǎng)佑么罅咳肆Γ瑢ε潆娛译娎|夾層、倉庫、輔助用房等逐一進(jìn)行開門檢查。如果能將漏水報(bào)警與BIM模型相結(jié)合，那么就能非常直觀的看到浸水的平面和三維圖像，從而立即制定搶救措施。

3 BIM技術(shù)在智能建筑集成系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

結(jié)合BIM技術(shù)及其在智能建筑的應(yīng)用領(lǐng)域，下面具體針對智能樓宇管理集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 BIM智能樓宇設(shè)計(jì)原則

以基礎(chǔ)信息集成為數(shù)據(jù)參考，利用先進(jìn)的管理控制系統(tǒng)，以統(tǒng)籌全局為高度，是BIM智能化樓宇集成管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)與理論基礎(chǔ)。其以三維界圖為視圖標(biāo)準(zhǔn)，將樓宇管理分為多個(gè)子系統(tǒng)，包括消防預(yù)控、自控報(bào)警、照明監(jiān)控、排水排氣等，利用電子化自動管理系統(tǒng)，有效降低傳統(tǒng)管理的運(yùn)營成本、利用智能化技術(shù)縮減運(yùn)營耗能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在進(jìn)行BIM樓宇智能化集成管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意。

（1）充分連接各子系統(tǒng)。利用BIM技術(shù)對樓宇子系統(tǒng)進(jìn)行管理時(shí)，要充分注意保證各子系統(tǒng)呈現(xiàn)無縫連接，信息交流無障礙，資源鏈接互不干擾。在遠(yuǎn)程集控平臺的統(tǒng)一管理下，實(shí)現(xiàn)對樓宇子系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)控與操作。

（2）統(tǒng)一各子系統(tǒng)的管理界面。采用BIM的三維交互管理界面，實(shí)現(xiàn)對各子系統(tǒng)運(yùn)行平臺的管理，通過統(tǒng)一的界面，監(jiān)測各系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)管控的便捷性。

（3）集成化監(jiān)控各子系統(tǒng)。利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對各系統(tǒng)中設(shè)備、設(shè)施、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一監(jiān)控管理，通過對數(shù)據(jù)的分析預(yù)判，形成“預(yù)案”，使得各子系統(tǒng)在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下實(shí)現(xiàn)自動化節(jié)能操作。

樓宇鏈接網(wǎng)絡(luò)，是BIM樓宇管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)互通、信息交流的情況下，實(shí)現(xiàn)智能化管理。BIM技術(shù)通過3D人機(jī)界面客戶終端、數(shù)據(jù)跨系統(tǒng)鏈接，實(shí)現(xiàn)對各用戶客戶端信息數(shù)據(jù)的訪問。在集成平臺的自動監(jiān)控中，完成對信息的實(shí)時(shí)采集，通過集成化處理數(shù)據(jù)，形成通常全局的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間管理、控制、處理的聯(lián)動性、迅速性。

3.2 BIM智能樓宇管理系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容

在BIM樓宇管理技術(shù)的集控管理下，統(tǒng)一的通信協(xié)議是局域互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。其系統(tǒng)構(gòu)建邏輯中，以數(shù)據(jù)庫為底層基礎(chǔ)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建可視化信息交流平臺，以O(shè)DBC數(shù)據(jù)處理技術(shù)為橋梁，實(shí)現(xiàn)SQL數(shù)據(jù)庫與物業(yè)管理數(shù)據(jù)庫之間信息的對等相連。通過此系統(tǒng)邏輯，便于管理者通過訪問權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享、對樓宇管理的實(shí)施監(jiān)控。通過此系統(tǒng)邏輯，實(shí)現(xiàn)對樓系統(tǒng)的高效管理、集成管控、優(yōu)化控制。常見的BIM智能管理系統(tǒng)以5層邏輯系統(tǒng)為主，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、信息規(guī)范、安全規(guī)范、運(yùn)行維護(hù)的要求下，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，形成層級間相互配合的有機(jī)整體。樓宇智能化集成管理系統(tǒng)的主要層次如下所示。

（1）表現(xiàn)層。不僅是各子系統(tǒng)的功能的集中表現(xiàn)層，更是管理者直接了解管理系統(tǒng)的層面。本層系統(tǒng)以信息錄入、數(shù)據(jù)讀取為主要的信息收集模式，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的錄入與讀取。

（2）支撐層。此層系統(tǒng)為整個(gè)體系的支撐平臺，以平臺為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的挖掘、整合、處理等一體化操作，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的共享與過濾，通過計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加載數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)存儲提取的速率，滿足不同使用者的多重維度需求，使其在不同環(huán)境下可迅速完成指定數(shù)據(jù)的查找，通過顯示可視化結(jié)果，便于管理者更加直接果斷的進(jìn)行決策，保證實(shí)施方案的科學(xué)合理性。

（3）數(shù)據(jù)層。此層系統(tǒng)主要為整個(gè)體系操作提供運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，通過IFC格式為標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化與對接，利用BIM模型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)充足來滿足數(shù)據(jù)庫的要求；在現(xiàn)場控制系統(tǒng)中通過微信處理系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)采集、通過現(xiàn)場設(shè)備傳輸運(yùn)行數(shù)據(jù)、根據(jù)管理人員的設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)形成靜態(tài)數(shù)據(jù)匯總，以此組建運(yùn)營參考維護(hù)數(shù)據(jù)庫。

（4）網(wǎng)絡(luò)層。運(yùn)用BIM樓宇智能化集成管理系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)依托，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)同協(xié)作。在集成化樓宇管理中，通過多元化網(wǎng)絡(luò)管理模式，如辦公專網(wǎng)、機(jī)電專網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、英特網(wǎng)等，實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)的聯(lián)動發(fā)展，促進(jìn)樓宇管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的聯(lián)系，促進(jìn)用戶間數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?，建立資源共享型軟硬件網(wǎng)絡(luò)模式。

（5）基礎(chǔ)設(shè)施層。此部分內(nèi)容為以上結(jié)構(gòu)的各層軟件的基礎(chǔ)支撐，更是樓宇之間信息傳輸?shù)年P(guān)鍵途徑，不同的系統(tǒng)設(shè)備、不同的信息管理，通過基礎(chǔ)設(shè)施層實(shí)現(xiàn)信息集成管理，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化系統(tǒng)設(shè)備間的聯(lián)系。

4 結(jié)語

在社會不斷發(fā)展的過程中，人們對樓宇工作環(huán)境與居住環(huán)境的追求也更高，這對樓宇運(yùn)營管理的要求也隨之提高。為了能夠滿足新環(huán)境對樓宇管理的要求，有必要對傳統(tǒng)的樓宇運(yùn)營管理模式進(jìn)行革新，以滿足當(dāng)前人們的居住需求。