智能建筑技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中的應(yīng)用

趙宇翔

（山東省菏澤市單縣綜合行政執(zhí)法局，山東 菏澤 274300）

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，建筑工程項(xiàng)目如雨后春筍，同時(shí)也對(duì)建筑工程提出了更高的要求，既要保證建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量，同時(shí)也要豐富建筑工程的功能，進(jìn)而為業(yè)主提供更舒適的居住、辦公環(huán)境[1]。然而，傳統(tǒng)建筑施工技術(shù)存在污染嚴(yán)重與能源消耗大的問題，不僅無法滿足現(xiàn)代建筑工程建設(shè)要求，甚至與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相悖。為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，建筑行業(yè)積極轉(zhuǎn)型，而智能建筑技術(shù)在這個(gè)過程中發(fā)揮著非常重要的作用。智能建筑技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用不僅可以減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)資源合理分配，提高資源、能源利用率。但因智能建筑技術(shù)在我國(guó)發(fā)展時(shí)間尚短，在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些不足。因此，對(duì)智能建筑技術(shù)進(jìn)行研究就顯得尤為重要。

1 智能建筑技術(shù)

智能建筑技術(shù)可以簡(jiǎn)單地理解為將現(xiàn)代建筑建設(shè)與先進(jìn)的信息技術(shù)相融合，以建筑主體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過信息技術(shù)構(gòu)建建筑建設(shè)智能平臺(tái)，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)與施工工藝，進(jìn)而保證建筑工程整體質(zhì)量的同時(shí)，為業(yè)主提供更舒適的環(huán)境[2]。隨著國(guó)家政策以及行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，智能建筑技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在建筑行業(yè)大力推廣，推動(dòng)了建筑行業(yè)智能化發(fā)展。智能建筑技術(shù)滿足建筑智能化發(fā)展需求主要是從以下幾個(gè)方面入手：一是借助信息技術(shù)構(gòu)建建筑模型；二是借助人工智能技術(shù)降低施工階段人工成本；三是通過信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高施工現(xiàn)場(chǎng)管理智能化程度；四是借助智能運(yùn)維系統(tǒng)保證建筑工程整體質(zhì)量與效果。

為了滿足現(xiàn)代建筑智能化發(fā)展需求，下面我們就從設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維三個(gè)環(huán)節(jié)分析智能建筑技術(shù)的作用。首先，建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。智能建筑技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)建筑工程三維模擬的構(gòu)建，如BIM 技術(shù)建立建筑物數(shù)據(jù)信息模型，不僅可以促進(jìn)建筑工程設(shè)計(jì)從二維向三維轉(zhuǎn)變，同時(shí)也可以及時(shí)地幫助設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)潛在的問題，進(jìn)而保證建筑工程質(zhì)量。其次，施工環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代建筑工程施工過程中運(yùn)用智能建筑技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅可以幫助現(xiàn)場(chǎng)管理人員實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，同時(shí)還可以合理配置施工資源，減少資源浪費(fèi)情況，有效降低施工成本。最后，運(yùn)維環(huán)節(jié)。依托智能建筑技術(shù)建立運(yùn)維系統(tǒng)，不僅可以保證建筑工程質(zhì)量，同時(shí)還可以為后續(xù)的管理創(chuàng)造便利條件。例如，大數(shù)據(jù)技術(shù)可對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行集成管理，進(jìn)而為后續(xù)開展運(yùn)維管理工作奠定基礎(chǔ)。

2 現(xiàn)代建筑工程中常用的智能建筑技術(shù)

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，給各行各業(yè)的發(fā)展注入了新的活力，尤其是建筑行業(yè)。信息技術(shù)在建筑行業(yè)發(fā)展應(yīng)用不僅有效提升了建筑工程質(zhì)量，同時(shí)也促進(jìn)了建筑行業(yè)智能化發(fā)展。建筑工程智能化是建筑行業(yè)未來主要的發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)前也取得了一定的成績(jī)。但因智能建筑技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展時(shí)間尚短，若想充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)與作用，就要對(duì)其有充分的了解，下面就對(duì)現(xiàn)代建筑工程中比較常見的智能建筑技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

2.1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)以建筑工程全周期內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立建筑信息模型，其通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析，模擬、仿真建造過程。BIM 技術(shù)作為現(xiàn)代建筑工程中比較新型的工具，其以數(shù)字化方式表示設(shè)施對(duì)象的功能特性與物理特性，進(jìn)而構(gòu)成海量存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)共享以及及時(shí)傳遞的數(shù)據(jù)體系，為后續(xù)做出決策以及實(shí)施措施提供有力的數(shù)據(jù)支持[3]。BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用，可借助其動(dòng)態(tài)模擬以及可視化功能促使建筑工程項(xiàng)目更透明、直觀，同時(shí)還可以借助碰撞檢查技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段中管道設(shè)計(jì)不合理以及凈高不足等問題，進(jìn)而保證建筑設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性。BIM 技術(shù)在施工階段應(yīng)用，不僅能夠有效保證施工質(zhì)量、安全與進(jìn)度，同時(shí)還可以降低建設(shè)成本。BIM 技術(shù)的可視化功能可以為現(xiàn)場(chǎng)管理人員規(guī)劃施工進(jìn)度以及指導(dǎo)施工作業(yè)奠定基礎(chǔ)。另外，BIM 技術(shù)還可以建立5D 模型，現(xiàn)場(chǎng)管理人員根據(jù)5D 模型計(jì)算出每個(gè)工序具體的工作量，進(jìn)而合理分配資源，保證建筑工程質(zhì)量的同時(shí)，也可降低施工成本，提高建筑工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。總而言之，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，BIM 技術(shù)越來越成熟，并被廣泛應(yīng)用在建筑領(lǐng)域不同企業(yè)中。例如，設(shè)計(jì)企業(yè)通過應(yīng)用BIM 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)而提升建筑設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性。建筑施工企業(yè)應(yīng)用BIM 技術(shù)可以幫助施工單位做好施工安排、安全管理等方面的工作，保證了施工效率與安全。

2.2 LOT 技術(shù)

LOT 技術(shù)就是我們常說的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過信息傳感設(shè)置、GPS 系統(tǒng)以及射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)位置、聲、力學(xué)以及光等要素進(jìn)行持續(xù)性的采集與分析，依托互聯(lián)網(wǎng)，在建筑智能控制系統(tǒng)與被控對(duì)象間搭建互通互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，不僅可以改善建筑環(huán)境，同時(shí)也可以為決策提供數(shù)據(jù)支持。由此可見，LOT 技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑智能控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。例如，智能家居場(chǎng)景中所安裝的插座、空調(diào)、冰箱以及照明燈具等提前設(shè)置應(yīng)答器，然后借助WiFi將家居設(shè)備的應(yīng)答器與建筑智能控制系統(tǒng)連接，系統(tǒng)可對(duì)家居設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。用戶通過登錄手機(jī)終端訪問建筑智能控制系統(tǒng)，在權(quán)限范圍內(nèi)對(duì)家居設(shè)備下達(dá)遠(yuǎn)程控制指令，這樣不僅可以保證用電安全，控制能源消耗，同時(shí)還可以滿足自身使用需求，如提前開啟熱水器，遠(yuǎn)程控制照明設(shè)備，實(shí)時(shí)遙控插座通斷電。此外，建智能控制系統(tǒng)還可以將家居設(shè)備的數(shù)據(jù)分析報(bào)告反饋給業(yè)主，如智能體重秤，為業(yè)主身體健康提出合理建議。

2.3 3D 打印技術(shù)

3D 打印技術(shù)以數(shù)字模型文件為參考，將待打印的目標(biāo)的模型進(jìn)行重構(gòu)與拆分，采用專用打印機(jī)逐層打印拆分后的模型。3D 打印技術(shù)中采用的材料均具有良好的黏合性，逐層打印的材料以金屬、水泥以及塑料等不同類型粉末為主。3D 打印技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用，不僅可以在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在建筑施工以及運(yùn)維階段也有著不俗的表現(xiàn)。整體而言，3D 打印技術(shù)推動(dòng)了建筑工程智能化、自動(dòng)化、信息化發(fā)展。建筑工程設(shè)計(jì)階段，可將3D 打印技術(shù)與BIM 技術(shù)結(jié)合，可以更靈活的方式調(diào)整、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，進(jìn)而提升建筑工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性[4]。

2.4 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)

相較于其他智能建筑技術(shù)而言，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)的功能主要從信息資源與系統(tǒng)數(shù)據(jù)方面考量，有助于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的共享。云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)并不是直接作用在建筑實(shí)體建設(shè)中，而是通過收集、整理、分析以及存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而為建筑工程設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維工作的開展以及落實(shí)提供有力的數(shù)據(jù)支撐，以保證建筑工程整體的施工進(jìn)度、安全以及質(zhì)量。另外，建筑數(shù)據(jù)共享可簡(jiǎn)化建筑管理流程，提升各種資源調(diào)取與使用的效率。由于云計(jì)算需要以大量數(shù)據(jù)信息作為支撐，而數(shù)據(jù)信息是智能建筑技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，這也為云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了便利條件。通常情況下，現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)時(shí)，需先建立以云計(jì)算為基礎(chǔ)的服務(wù)平臺(tái)，配置物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)的虛擬管理體系，為現(xiàn)代建筑工程建設(shè)提供多方面的助力，如人員管理、施工管理以及安全管理等。

大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計(jì)算在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用具有以下三個(gè)優(yōu)勢(shì)：首先，應(yīng)用便捷。云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用不僅可以推動(dòng)軟件服務(wù)升級(jí)，同時(shí)還可以開展建筑工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)訪問，有效簡(jiǎn)化操作。例如，云計(jì)算以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，其具備超強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算能力，因此可以高效處理建筑工程中的造價(jià)、預(yù)期決算等復(fù)雜計(jì)算工作。其次，實(shí)現(xiàn)資源共享。云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息共享，如先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)理念，多種多樣的建筑模型。另外，建筑行業(yè)從業(yè)人員可以通過大數(shù)據(jù)與云計(jì)算平臺(tái)開展交流，加快設(shè)計(jì)理念的融合，進(jìn)而提升建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。最后，降低建筑成本。大數(shù)據(jù)與云計(jì)算中可以存儲(chǔ)建筑企業(yè)之前的各種檔案資料，如設(shè)計(jì)圖紙、工程造價(jià)等，不僅可以保證數(shù)據(jù)信息的安全性，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)查閱。

2.5 智能弱電技術(shù)

智能弱電技術(shù)可以控制現(xiàn)代建筑工程中的各個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)，其主要作用于公共安全系統(tǒng)、設(shè)備集成管理系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)以及信息設(shè)施系統(tǒng)。首先，公共安全系統(tǒng)。通過智能弱電技術(shù)可以滿足部分災(zāi)害以及應(yīng)急系統(tǒng)控制要求。下面我們以消防報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控為例簡(jiǎn)單闡述：當(dāng)火情出現(xiàn)后，探測(cè)器通過溫度以及煙氣的變化情況確定火情，并通過警報(bào)裝置將火情分析結(jié)果傳輸給主機(jī)，由主機(jī)向消防部門發(fā)出火情通知。門禁系統(tǒng)與報(bào)警系統(tǒng)組合，不僅可以防止門禁系統(tǒng)遭到人為破壞，同時(shí)還可以保證用戶的人身安全。電梯作為現(xiàn)代建筑物中最基礎(chǔ)的設(shè)備之一，其安全性與可靠性與用戶人身安全息息相關(guān)，一旦電梯出現(xiàn)故障，輕則影響用戶的正常出行，重則威脅用戶的生命安全。因此，通過應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電梯運(yùn)行狀態(tài)以及內(nèi)部情況，即便出現(xiàn)事故或故障，也能及時(shí)處理，將安全事故帶來的影響降到最低。其次，設(shè)備機(jī)場(chǎng)管理系統(tǒng)。智能弱電技術(shù)在設(shè)備集成管理系統(tǒng)中應(yīng)用可整合多個(gè)不同類型的設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息共享，不僅可以強(qiáng)化系統(tǒng)的管理效果，同時(shí)還可以充分發(fā)揮各設(shè)備在建筑工程中的作用[5]。再次，信息化應(yīng)用系統(tǒng)。信息化應(yīng)用系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用可以加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用設(shè)備與管理系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，通過建立系統(tǒng)化應(yīng)用平臺(tái)，收集、整合、分享系統(tǒng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)外信息交流一體化。由于建筑項(xiàng)目以滿足業(yè)主訴求為主，因此現(xiàn)代建筑工程必須提供人性化服務(wù)。信息化應(yīng)用系統(tǒng)可以從室內(nèi)無線通信系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)以及信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)等方面為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，進(jìn)而滿足用戶多元化需求。最后，信息設(shè)施系統(tǒng)?，F(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用信息設(shè)施系統(tǒng)時(shí)，可以與信息化應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)而為信息管理提供信息通信渠道，以達(dá)到現(xiàn)代建筑工程中綜合布線系統(tǒng)、電話交換系統(tǒng)等的運(yùn)行要求。

3 智能建筑技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

首先，集成化發(fā)展。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，越來越多的建筑企業(yè)認(rèn)識(shí)到智能建筑技術(shù)的重要性，并在建筑工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用。目前，現(xiàn)代建筑工程中智能建筑技術(shù)的應(yīng)用以綜合采取多項(xiàng)技術(shù)為主，建立多個(gè)建筑智能控制系統(tǒng)，但系統(tǒng)之間缺乏協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)制，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)計(jì)難度大、建設(shè)成本高的問題、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及信息資源無法共享等問題，嚴(yán)重影響現(xiàn)代建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益與功能。為了有效解決該問題，就要推動(dòng)智能建筑技術(shù)集成化發(fā)展，建立建筑智能總控制系統(tǒng)，然后在系統(tǒng)中接入不同的子系統(tǒng)，如消防預(yù)警、智能照明以及自動(dòng)監(jiān)測(cè)等。建筑智能總控制系統(tǒng)對(duì)子系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篩查、分析、歸納，進(jìn)而對(duì)各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與使用需求進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷機(jī)構(gòu)調(diào)整控制方案，最后再通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)向子系統(tǒng)與終端設(shè)備下達(dá)指令。其次，拓展應(yīng)用場(chǎng)景。雖然當(dāng)前大部分建筑企業(yè)將智能建筑建設(shè)作為規(guī)劃發(fā)展的主要內(nèi)容，并積極引入大量先進(jìn)技術(shù)，但因缺乏經(jīng)驗(yàn)，人員專業(yè)能力不足等原因，導(dǎo)致智能建筑技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景非常有限，根本無法發(fā)揮智能建筑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與作用。對(duì)此，建筑企業(yè)在學(xué)習(xí)同類成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合工程建設(shè)要求與功能需求，不斷拓展智能建筑技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，停車場(chǎng)場(chǎng)景中運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)。通過智能控制系統(tǒng)對(duì)空閑停車位的分布情況進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)已知信息預(yù)測(cè)下個(gè)時(shí)段停車位使用情況與空閑停車位數(shù)量，然后將相關(guān)信息發(fā)送給業(yè)務(wù)車輛駕駛系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)幫助業(yè)主匹配車位與規(guī)劃最佳行車路線。當(dāng)車輛駛離停車場(chǎng)后，系統(tǒng)通過識(shí)別系統(tǒng)提取車輛信息，并上傳數(shù)據(jù)庫對(duì)比，以判斷提取的信息與業(yè)主申請(qǐng)的車輛信息是否一致。

4 總結(jié)

綜上所述，智能建筑技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用發(fā)揮著重要的作用，不僅保證了現(xiàn)代建筑工程整體質(zhì)量與多元化功能，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，同時(shí)也推動(dòng)著建筑業(yè)轉(zhuǎn)型，有助于實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。因此，建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)智能建筑技術(shù)的應(yīng)用力度。但就目前的情況而言，智能建筑技術(shù)在我國(guó)發(fā)展時(shí)間尚短，運(yùn)用過程中仍存在一些不足之處，導(dǎo)致智能建筑技術(shù)無法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)與作用，這也是我們?nèi)蘸笤趯?shí)際工作中主要研究的方向，以期通過不斷努力，推動(dòng)智能建筑技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。