馬錄

MA Lu

（中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司）

(China Railway 20 Bureau Group 6 Engineering Co. Ltd.)

1 前言

近年來，隨著人們逐漸解決了“居者有其屋”的問題，人民群眾對(duì)建筑的需求已經(jīng)不滿足于基本的生活生產(chǎn)需求，而對(duì)建筑實(shí)用性、設(shè)計(jì)感、信息化程度提出了更高的要求，以多功能和自動(dòng)化著稱的新式智能建筑開始受到市場(chǎng)的關(guān)注。同時(shí)，基于建筑信息模型與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的紅利，建筑施工與管理領(lǐng)域的信息化程度不斷加深，人機(jī)交互發(fā)展技術(shù)在建筑領(lǐng)域得到了更為廣泛的應(yīng)用，通過研究基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑領(lǐng)域的發(fā)展前景，將對(duì)建筑業(yè)的未來發(fā)展起到重要的理論指導(dǎo)作用，其潛在的市場(chǎng)價(jià)值對(duì)居住環(huán)境與人民群眾的生活方式將產(chǎn)生深刻影響。

2 建筑信息模型技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況

BIM是一種建筑信息模型技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)中占有重要地位，是當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目建設(shè)前進(jìn)行信息統(tǒng)計(jì)與模擬的核心渠道和信息技術(shù)發(fā)展服務(wù)于建筑領(lǐng)域的典型案例。建筑信息模型技術(shù)體現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在施工前其信息化方式對(duì)建筑結(jié)構(gòu)可行性及物理特性和功能性研究的過程，由于在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，施工成本在工程造價(jià)中占主要比重，因此，有效降低施工成本能夠顯著對(duì)工程造價(jià)加以控制，而施工過程中因各種客觀因素導(dǎo)致的設(shè)計(jì)重做不僅造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，還會(huì)影響到工期的正常交付，BIM的出現(xiàn)可以使施工單位在動(dòng)土前對(duì)施工的全過程進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，從而找出設(shè)計(jì)和功能性的缺陷，及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行修補(bǔ)，從而變相的降低施工成本，保障工程按期交付。BIM除了在工程造價(jià)的控制上具有積極作用，其架空環(huán)境的信息構(gòu)造能力對(duì)概念性建筑的發(fā)展提供了技術(shù)支持，在建筑信息模型中，設(shè)計(jì)人員可以憑借其滿足天馬行空的想象，并據(jù)此實(shí)驗(yàn)概念建筑與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相結(jié)合時(shí)可能出現(xiàn)的弊端和紕漏，從而推動(dòng)先進(jìn)建筑理念的創(chuàng)新和發(fā)展，驗(yàn)證概念建筑的可行性。BIM不僅可以對(duì)建筑模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，還能模擬出施工、使用、運(yùn)維等多種環(huán)境，對(duì)建筑的全建設(shè)期和生命期都可以進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制，先進(jìn)的信息程序?yàn)榻ㄖ袠I(yè)發(fā)展提供了無限可能[1]。

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的高級(jí)階段，體現(xiàn)了“萬物互聯(lián)”的思想內(nèi)核，即物聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)意義上的虛擬信息互聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲饬x上的物質(zhì)互聯(lián)，通過傳感器、集成電路作為信息的傳輸與收集媒介，整合多種信息技術(shù)處理方式，實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目單元之間的無縫交流。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM的技術(shù)結(jié)合在近年來得到了高度發(fā)展，人們將物聯(lián)網(wǎng)視為建筑信息模型應(yīng)用的收尾階段，二者之間融合構(gòu)建的平臺(tái)也將促進(jìn)智能建筑領(lǐng)域的發(fā)展[2]。

3 交互發(fā)展技術(shù)應(yīng)用

3.1 信息設(shè)備管理

BIM與物聯(lián)網(wǎng)的交互發(fā)展技術(shù)對(duì)于智能建筑的發(fā)展有積極推動(dòng)作用，近年來部分地區(qū)已經(jīng)嘗試智能建筑的試點(diǎn)工作，在實(shí)際環(huán)境中檢驗(yàn)智能建筑的可行性，而交互技術(shù)平臺(tái)則為智能建筑發(fā)展提供了重要助力。在設(shè)備管理方面，智能建筑的典型特點(diǎn)在于多種自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，和完全與建筑結(jié)構(gòu)融為一體的智能處理單元。通過BIM，設(shè)計(jì)人員可以模擬各種極端環(huán)境下傳感器和信息設(shè)備的運(yùn)作情況，甚至包括火災(zāi)、臺(tái)風(fēng)、地震等應(yīng)急事故發(fā)生時(shí)設(shè)備面臨的極端感知情況。一般而言，智能會(huì)通過各種傳感器設(shè)備和傳輸線路構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)，并將各樓層及設(shè)備單元的情況反饋給中央處理單元，BIM可以查閱任意設(shè)備的關(guān)聯(lián)信息，并檢驗(yàn)中心區(qū)的應(yīng)急決策能力、快速反應(yīng)能力、預(yù)警能力等。

3.2 建筑設(shè)施管理與維護(hù)

智能建筑的基本功能還是居住和生產(chǎn)，而智能建筑相對(duì)于傳統(tǒng)建筑的一大優(yōu)勢(shì)就是管理人員可以通過物聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)收集由傳感器上傳的設(shè)施信息，如地下室、電網(wǎng)、管道等，不再需要專業(yè)維修人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排查，BIM可以模擬智能建筑物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，并調(diào)取中心管理層的信息數(shù)據(jù)，驗(yàn)證智能建筑是否能夠達(dá)到預(yù)定的設(shè)施管理效果。在管理維護(hù)方面，BIM可以直觀呈現(xiàn)各個(gè)施工節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)參數(shù)，并設(shè)計(jì)多種施工工藝下完成項(xiàng)目建設(shè)的情況，為設(shè)計(jì)人員提供充分的數(shù)據(jù)信息支持，并指出建筑項(xiàng)目的隱患和薄弱點(diǎn)，同時(shí)提供全面的維護(hù)升級(jí)報(bào)告。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM技術(shù)的交互融合，既能相互提供信息載體和數(shù)據(jù)支持，又能在工作過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換傳輸與分析，從而構(gòu)建專業(yè)化的BIM模型，甚至制訂專屬維護(hù)升級(jí)方案，以最低成本設(shè)計(jì)最周到的維護(hù)計(jì)劃。

3.3 安保管理

智能建筑的一大優(yōu)勢(shì)在于全自動(dòng)化安保系統(tǒng)，所有進(jìn)入建筑內(nèi)部的人都要通過安全密鑰并進(jìn)行登記，通過在建筑內(nèi)部安置的攝像頭構(gòu)成無盲區(qū)安全網(wǎng)絡(luò)，如出現(xiàn)突發(fā)事件可以越過管理層第一時(shí)間在建筑內(nèi)部進(jìn)行預(yù)警，并同110報(bào)警中心取得聯(lián)系，在短時(shí)間內(nèi)通過物聯(lián)網(wǎng)對(duì)可疑人員進(jìn)行定位追蹤，同時(shí)將視頻資料上傳至公安部門，BIM系統(tǒng)可以在可視化升級(jí)后模擬智能建筑的安保情況，從而驗(yàn)證其報(bào)警系統(tǒng)的可行性。

4 智能建筑領(lǐng)域的展望

上海中心大廈是浦東的新地標(biāo)建筑，在該項(xiàng)目施工前就通過BIM技術(shù)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)可行性進(jìn)行過驗(yàn)證，對(duì)其幕墻結(jié)構(gòu)在地震烈度及強(qiáng)臺(tái)風(fēng)環(huán)境下的受力程度進(jìn)行模擬，對(duì)建筑設(shè)計(jì)起到了一定參考作用。同時(shí)該項(xiàng)目也沿用了大量智能建筑設(shè)備，包括智能安保系統(tǒng)和多傳感器物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等，設(shè)計(jì)期都通過BIM與物聯(lián)網(wǎng)交互技術(shù)進(jìn)行過理論驗(yàn)證，上海中心由于超高層建筑的特殊性，其需要安置的傳感器及交互設(shè)備較多，在BIM模型下驗(yàn)證其數(shù)據(jù)交換的靈敏度和可行性，才能在正式施工中得到應(yīng)用。未來，BIM技術(shù)將作為智能建筑設(shè)計(jì)與開發(fā)的必要工具和平臺(tái)保障，將在建筑行業(yè)發(fā)展中得到更廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)論

目前，建筑信息模型技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)融合已經(jīng)取得突破，深入挖掘二者之間的關(guān)系，積極推動(dòng)技術(shù)交互，不僅有助于智能建筑理念的應(yīng)用發(fā)展，也對(duì)信息技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)步帶來了機(jī)遇。BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)作為建筑界的潛在資源，理應(yīng)得到更好的挖掘與研究，建筑數(shù)字化虛擬化將成為未來建筑設(shè)計(jì)與復(fù)原的主流，智能建筑也將離我們?cè)絹碓浇?/p>

[1]魏士豪，杜文龍，明保健，等.基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的交互發(fā)展技術(shù)在智慧建筑方面的前景探索[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，18(30)：10050-10051.

[2]孫一帆，徐洋洋，袁駿凱，等.基于BIM技術(shù)在醫(yī)院消防疏散的應(yīng)用探索[J].科學(xué)與信息化，2017，36(29)：189-192.