王金雪 吳 寰/中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)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(guó)建筑西南設(shè)計(jì)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(hù)需求到預(yù)測(cè)用戶(hù)需求并滿(mǎn)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(xiàng)目從策劃、可行性研究、決策、設(shè)計(jì)、施工到項(xiàng)目竣工驗(yàn)收，以及項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)和后期維護(hù)等各個(gè)方面的信息集成到建筑信息模型中，有效地提高了社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)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(guó)誕生。第一座智能建筑是1984年建造的美國(guó)康州哈特福德市的city place，在該廣場(chǎng)的宣傳材料中第一次提出智能建筑概念。City place原來(lái)就是具有辦公自動(dòng)化、計(jì)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(guó)政府將信息市場(chǎng)開(kāi)放，甚至將建筑內(nèi)電話通信系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)權(quán)交給房地產(chǎn)商，給智能建筑在美國(guó)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(guó)政府推進(jìn)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(qiáng)國(guó)。各國(guó)結(jié)合本國(guó)特色對(duì)智能建筑都有自己的定義，最權(quán)威的定義由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)給出，“它是建立在建筑的平臺(tái)上，對(duì)建筑設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)、智能服務(wù)系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)最優(yōu)化的控制，使人們享有一個(gè)方便、智能的建筑環(huán)境”。根據(jù)《2013-2017年中國(guó)智能建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》可看出智能建筑在我國(guó)飛速發(fā)展，這為智慧建筑的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。

我國(guó)學(xué)術(shù)界對(duì)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(xiàng)能被控制的點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)智能化，打造出一個(gè)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(jì)算和智慧城市發(fā)展的背景下產(chǎn)生的，它將用戶(hù)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(gè)壽命期內(nèi)所有信息數(shù)據(jù)放在同一平臺(tái)上使建筑項(xiàng)目不用參與方可以根據(jù)自己的權(quán)限和需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和更新，打破了各專(zhuān)業(yè)的壁壘，實(shí)現(xiàn)了各專(zhuān)業(yè)的協(xié)同工作。

2.BIM技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)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(jì)思維模式，以創(chuàng)新性的三維建模技術(shù)將設(shè)計(jì)方案更加直觀、更加全面地展現(xiàn)出來(lái)。僅就目前已有的實(shí)踐成果就足以表明，BIM技術(shù)對(duì)比傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，對(duì)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的重要作用主要集中在以下幾個(gè)方面：

（1）設(shè)計(jì)深度顯著加深

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)表達(dá)形式下，設(shè)計(jì)空間模型構(gòu)建在設(shè)計(jì)師頭腦中構(gòu)成，設(shè)計(jì)成果通過(guò)圖紙、文字說(shuō)明、圖集、常規(guī)做法組合來(lái)表達(dá)傳遞，圖紙內(nèi)容只是其中一個(gè)組成部分，屬于有限表達(dá)，設(shè)計(jì)成果的閱讀、驗(yàn)收，常常依賴(lài)后續(xù)參與人員的知識(shí)體系和對(duì)設(shè)計(jì)師思維的理解。在BIM設(shè)計(jì)模式下，即得即見(jiàn)，要求設(shè)計(jì)師完全、詳細(xì)描述設(shè)計(jì)思維和成果，模型幾乎是設(shè)計(jì)的全部，這種方式雖然大大減少了后期設(shè)計(jì)成果應(yīng)用的技術(shù)門(mén)檻，卻加大了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)和制作設(shè)計(jì)成果的工作量，設(shè)計(jì)深度顯著加深。

（2）設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)便捷直觀

在BIM模式下，設(shè)計(jì)質(zhì)量直觀可視，借助軟件的碰撞檢測(cè)功能、模擬分析功能，能夠更直觀地進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和評(píng)估。以常用的碰撞檢測(cè)功能為例，其不僅可以對(duì)機(jī)電管線進(jìn)行碰撞檢測(cè)，還可以對(duì)建筑和結(jié)構(gòu)、建筑和門(mén)窗、建筑和幕墻、建筑和裝飾裝修等全面進(jìn)行碰撞檢測(cè)，優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。

（3）設(shè)計(jì)成果價(jià)值放大

建筑設(shè)計(jì)的最終目的是建筑設(shè)計(jì)智慧成果的傳遞與共享。項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中信息的完整、及時(shí)傳遞歷來(lái)是行業(yè)的工作重點(diǎn)內(nèi)容，整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程就是一個(gè)從無(wú)到有，從無(wú)形到有形，從無(wú)形信息到有形實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。在BIM設(shè)計(jì)模式下，各專(zhuān)業(yè)在一個(gè)模型上進(jìn)行設(shè)計(jì)和分享，能夠更好地提高協(xié)同效率和質(zhì)量，減少專(zhuān)業(yè)間的碰撞和重復(fù)設(shè)計(jì)，將使得設(shè)計(jì)協(xié)同質(zhì)量大幅度提高、設(shè)計(jì)成果價(jià)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(jì)中的應(yīng)用

對(duì)于BIM技術(shù)在智慧建筑設(shè)計(jì)中，首先運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)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(zhuān)業(yè)抽象的建筑標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成三維直觀生動(dòng)的建筑模型，更好的便于建設(shè)單位對(duì)于項(xiàng)目功能的選擇和相關(guān)決策。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)在圖形編輯中往往由于設(shè)計(jì)師的疏忽容易造成圖紙出現(xiàn)很多錯(cuò)誤，而B(niǎo)IM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(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(zhuān)業(yè)學(xué)科的協(xié)同工作，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，將建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝飾等各個(gè)專(zhuān)業(yè)在同一個(gè)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(jì)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(jì)方案和圖紙極大的減少了設(shè)計(jì)錯(cuò)漏碰缺等情況造成的圖紙變更，保證工程進(jìn)度。在項(xiàng)目施工過(guò)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(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、匯總和分析，以及建設(shè)和施工單位對(duì)建筑工程的評(píng)估等，通過(guò)參建各方的協(xié)調(diào)作業(yè)，提高了項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息傳遞的速度，加快了工程技術(shù)和造價(jià)等方面的問(wèn)題處理速度，從而極大地改善建筑工程的施工進(jìn)度。在建筑工程造價(jià)的驗(yàn)算中也可以利用BIM模型對(duì)建筑工程的工程量的統(tǒng)計(jì)和驗(yàn)算，加快工程量計(jì)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(yùn)營(yíng)和維護(hù)中的應(yīng)用

基于BIM技術(shù)的智慧建筑，建立設(shè)計(jì)模型、施工模型和項(xiàng)目竣工模型對(duì)后期建筑工程的運(yùn)營(yíng)和設(shè)備的管理、維護(hù)中提供完整準(zhǔn)確的項(xiàng)目信息。后期安裝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)信息等都可以通過(guò)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)和分析。同時(shí)通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)建筑性能、可靠性、能耗和經(jīng)濟(jì)等多方面進(jìn)行分析、評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了建筑工程運(yùn)營(yíng)階段對(duì)設(shè)備運(yùn)行和排放等實(shí)施監(jiān)控管理。其次通過(guò)BIM運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理，模擬各種可預(yù)見(jiàn)的災(zāi)害和安全事故等，建立對(duì)應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案，在事故反生時(shí)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)。

4.結(jié)束語(yǔ)

建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，但勞動(dòng)密集、現(xiàn)場(chǎng)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(jì)和社會(huì)發(fā)展要求，建筑業(yè)的利潤(rùn)越來(lái)越薄、用工管理越來(lái)越難，工程項(xiàng)目投資失控、工期失控、質(zhì)量失控和管理失控將會(huì)加劇，迫切需求基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目信息化管理，來(lái)提高整個(gè)建造過(guò)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(jìn)一步研究BIM在實(shí)踐中的運(yùn)用則更利于達(dá)到縮短工期、節(jié)省造價(jià)的目的。

[1]胡友陪，陳曉云．綠色建筑建造初探[J]．建筑學(xué)報(bào)，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(shì)[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(01)．