溫爽，李楠楠

（大連財(cái)經(jīng)學(xué)院管理學(xué)院，遼寧 大連 116622）

1 概述

1.1 智能建筑

智能建筑就是利用當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)，將建筑物的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理與服務(wù)根據(jù)客戶需求進(jìn)行組合并至最優(yōu)化。同時(shí)能夠結(jié)合社會的需要，給客戶提供舒適的智能化建筑環(huán)境,打造方便快捷、節(jié)能高效的生活環(huán)境。新時(shí)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物--智能建筑，其基礎(chǔ)是由現(xiàn)代建筑、電腦、通訊和控制技術(shù)組成的。智能型建筑的主要優(yōu)勢是有效的解決了傳統(tǒng)建筑無法自動調(diào)節(jié)內(nèi)部系統(tǒng)管理的問題，提高了建筑物的效率和利用率。

1.2 BIM 技術(shù)

BIM 英文全稱Building Information Modeling，譯為“建筑化信息模型”。其主要是利用現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)表達(dá)建設(shè)項(xiàng)目的幾何、物理和功能等信息，是支撐其建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、施工、銷售招商、運(yùn)營管理等過程的全生命周期中的設(shè)計(jì)和模擬的一門技術(shù)。BIM 技術(shù)具有立體可視化、專業(yè)協(xié)調(diào)性、性能優(yōu)化性、模擬性和出圖性這五大特征，打破了傳統(tǒng)的二維世界，在構(gòu)建三維模型的同時(shí)加入了時(shí)間的維度。

2 BIM 技術(shù)應(yīng)用于智能建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

如今，隨著BIM 技術(shù)的成熟發(fā)展，眾多建筑專業(yè)都從BIM 技術(shù)中受益匪淺。除在行業(yè)的內(nèi)在的需求，還有強(qiáng)大的外在推動力，都是BIM 技術(shù)能夠進(jìn)入智能建筑行業(yè)的重要理由。而內(nèi)在需求就是要利用BIM 技術(shù)的優(yōu)勢考慮可以解決的問題，就目前的智能建筑的照明系統(tǒng)來說，結(jié)合BIM 技術(shù)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

2.1 可視化

就目前建筑設(shè)計(jì)環(huán)境而言，所涉及到的建筑結(jié)構(gòu)造型與建筑內(nèi)部的管線設(shè)計(jì)是不能直接以三維的形式展現(xiàn)，而BIM 技術(shù)提供的可視化思路，將平面角度轉(zhuǎn)型到空間角度。與以往相比，復(fù)雜的建筑再不局限于對二維圖紙的想象，而是將建筑從工程設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、投入運(yùn)營的整個(gè)過程進(jìn)行可視化的呈現(xiàn)。在設(shè)計(jì)的任何階段，便于各專業(yè)設(shè)計(jì)人員之間對建筑的溝通交流，使設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)效果圖對建筑各部分的設(shè)計(jì)效果進(jìn)行修改，方便對建筑做出更多性能的優(yōu)化。在施工階段還便于業(yè)主方對建筑的進(jìn)度實(shí)時(shí)了解。

2.2 過程模擬

傳統(tǒng)的圖紙都是通過CAD 繪制的，其二維平面圖根本無法進(jìn)行智能分析與智能模擬，對建筑的每個(gè)部分都需要單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算，不但要浪費(fèi)大量時(shí)間去繪圖，并且粗糙的模型會使計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生誤差，而且實(shí)際施工中遇到的阻力無法估算。應(yīng)用BIM 技術(shù)創(chuàng)建出的數(shù)字化信息模型，可以對項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模擬操作、結(jié)構(gòu)分析、管線沖突檢查、規(guī)范檢驗(yàn)等。不僅節(jié)省時(shí)間，還能夠在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

2.3 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

在CAD 圖紙中圖與圖之間沒有信息關(guān)聯(lián)，一個(gè)地方的改動可能涉及到其他圖紙上的大量圖紙數(shù)據(jù)的修改，同時(shí)還需要修改設(shè)計(jì)相關(guān)的各項(xiàng)報(bào)表，工作量大而繁瑣，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤還浪費(fèi)了大量的時(shí)間。應(yīng)用BIM 技術(shù)方可解決這一問題。可以將BIM 模型理解成一個(gè)信息庫，因?yàn)锽IM 技術(shù)一大的特點(diǎn)是存儲、攜帶信息，其可以實(shí)時(shí)提供可靠的清單報(bào)表，例如配電盤的明細(xì)表、燈具的類型選型表等。除此之外，BIM 技術(shù)還具有關(guān)聯(lián)信息的功能。應(yīng)用BIM 技術(shù)還可以做到任一圖紙中修改的參數(shù)都會直接反映到數(shù)字化模型中，從而可以實(shí)現(xiàn)自動關(guān)聯(lián)更新，省時(shí)省力，還保證了準(zhǔn)確性。

3 智能建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題

現(xiàn)階段我國智能建筑仍處在發(fā)展期，智能建筑節(jié)能環(huán)保的理念符合我國發(fā)展需要，雖大力推進(jìn)，但對難度較大的項(xiàng)目需要的許多技術(shù)在我國還需融合發(fā)展。但自智能化建筑流行以來，重點(diǎn)一直都在對智能建筑的樓宇控制系統(tǒng)的管理，卻忽略了照明系統(tǒng)在建筑中的消耗占比。雖然智能化照明系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)相對成熟，但在設(shè)計(jì)上仍存在一些處于發(fā)展期的設(shè)計(jì)問題，下面就以下幾點(diǎn)關(guān)于在智能建筑中的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在的問題進(jìn)行討論：

3.1 自然光的利用率有待提高

在傳統(tǒng)智能建筑照明系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員過于注重照明設(shè)備的布置卻忽略了對自然光的合理利用。在普通的建筑中就經(jīng)常因?yàn)椴晒獠缓枚鴰聿皇孢m的生活或辦公體驗(yàn)，對于自然光光線的照射范圍與照射幅度也沒有充分的了解。提高對自然光的利用率，是減少智能建筑照明系統(tǒng)布線的一條有效途徑也可以顯著降低建筑照明的能耗。因此，如何在智能建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分利用自然光也是一個(gè)需要考慮的問題。本項(xiàng)目中的教學(xué)樓為了滿足日常的教學(xué)工作，對照度常常是有很高的要求，因此自然光的利用不足，就只能用燈光去補(bǔ)充，就會造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。

3.2 管線布置錯(cuò)綜復(fù)雜

智能建筑中的管線就像人的血管，錯(cuò)綜復(fù)雜，其中又包括通風(fēng)空調(diào)、給排水、弱電等專業(yè)所占據(jù)的空間。這些專業(yè)通常是分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中照明系統(tǒng)的部分，在傳統(tǒng)建筑上不能夠?qū)γ恳惶幎喾N管線的空間都詳細(xì)地進(jìn)行劃分，只能協(xié)調(diào)起來進(jìn)行大體上的空間分配。特別是照明系統(tǒng)有主線有分線，互相聯(lián)系又各司其職，還要保證照明設(shè)備有足夠的安裝空間。所以，如何能在設(shè)計(jì)階段解決好各專業(yè)間地管線布置問題，避免施工時(shí)造成返工地可能性就顯得尤為重要。

3.3 照明規(guī)劃不科學(xué)

規(guī)劃是照明設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，想要進(jìn)一步完善智能建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員在兼顧實(shí)用性的同時(shí)也不能忽略了具體的照明要求。部分智能建筑的照明設(shè)計(jì)為了追求美觀效果，常常都會在建筑內(nèi)部布置較多不必要的照明設(shè)備，導(dǎo)致建筑工程的能源消耗顯著增加，這也不符合智能建筑高效節(jié)能的特點(diǎn)。對于這一情況，智能建筑照明設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量要想保證，就必須采取有效措施減少不必要的資源浪費(fèi)。

3.4 照明設(shè)計(jì)不規(guī)范

照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有嚴(yán)謹(jǐn)性，在智能建筑的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格遵循有關(guān)的行業(yè)及國家規(guī)定和相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。例如：能耗的指標(biāo)、照度、水平眩光等要求。在計(jì)算相關(guān)的物理量時(shí)對很多用于照明計(jì)算的軟件具有很高準(zhǔn)確度的要求，在目前通過把圖紙導(dǎo)入照明軟件中的二維CAD 設(shè)計(jì)環(huán)境中，將底圖作為參照，再根據(jù)底圖進(jìn)行二次建模、置入燈具，最后得出計(jì)算結(jié)果。還有一些設(shè)計(jì)師為了節(jié)約時(shí)間，經(jīng)常僅憑工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算，就無法保證設(shè)計(jì)的規(guī)范性。

4 基于BIM 技術(shù)下的智能建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)——以大學(xué)城項(xiàng)目為例

隨著社會的發(fā)展，人們對于智能化的要求越來越高，根據(jù)全國高校普遍存在的用電浪費(fèi)嚴(yán)重的情況，因此選擇合理的照明和其他設(shè)備互相聯(lián)動的設(shè)計(jì)方案很有必要。本項(xiàng)目中的大學(xué)城從智能控制和有效節(jié)能為出發(fā)點(diǎn)，在傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念下，結(jié)合BIM 技術(shù)和項(xiàng)目的實(shí)際情況，對其照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合BIM 技術(shù)智能控制功能進(jìn)行詳細(xì)說明。給師生打造一個(gè)具有智能控制和有效節(jié)能的建筑環(huán)境。解決了傳統(tǒng)照明設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的照度不足、耗電嚴(yán)重的情況。

4.1 各專業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的樓宇控制系統(tǒng)中，一般只包括網(wǎng)絡(luò)、消防、綜合布線等子系統(tǒng)。但如今建筑智能化系統(tǒng)包含的子系統(tǒng)越來越多、越來越錯(cuò)綜復(fù)雜，因此照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也從另外一方面被大大提高。因?yàn)楣芫€的錯(cuò)綜復(fù)雜，特別是其中的智能照明系統(tǒng)，其線槽難免會與其他專業(yè)系統(tǒng)的線槽排布在同一空間、同一高度內(nèi)，管線間極易產(chǎn)生沖突。而通過BIM 技術(shù)可以對其建立的模型進(jìn)行設(shè)置，就可以更立體清晰方便的查看其它專業(yè)系統(tǒng)線槽的位置，設(shè)計(jì)到其位置的修改重布，方便及時(shí)與其他專業(yè)的相關(guān)設(shè)計(jì)人員溝通，將線槽合理地進(jìn)行排布，減少后期調(diào)整產(chǎn)生的不必要的麻煩。

4.2 智能建筑照明系統(tǒng)管線模擬設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的智能建筑有管線布置復(fù)雜的問題，對于本項(xiàng)目中的教學(xué)樓來說，一層有很多教室，那么就意味著管線多且雜，那么利用BIM 技術(shù)強(qiáng)大的建模功能，為智能建筑進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，就可以實(shí)現(xiàn)直觀的數(shù)字化管理。以模型的形式展示并對照明系統(tǒng)的管線做出精準(zhǔn)定位，使設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)管線的布線情況一目了然，不僅能夠較為精準(zhǔn)的預(yù)判出實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的問題，便于及時(shí)修正方案計(jì)劃，還能幫助項(xiàng)目施工人員掌握施工現(xiàn)狀以及一些所需數(shù)據(jù)，使設(shè)計(jì)更加合理。

4.3 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量減少資源浪費(fèi)

對于不同的需要設(shè)計(jì)的照明方案應(yīng)不同，例如本項(xiàng)目中的圖書館，由于同一層的閱讀區(qū)、藏書區(qū)、計(jì)算中心對于照度的要求有高有低，因此在照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有所調(diào)整，對于這種同一樓層的，目前只能呈現(xiàn)出來某一個(gè)區(qū)域或角度內(nèi)的照明情況的效果圖，但無法準(zhǔn)確的了解在項(xiàng)目完工前的全部情況。而通過BIM 技術(shù)可以展現(xiàn)一個(gè)“全三維”的立體全面的虛擬的光環(huán)境，設(shè)計(jì)人員可以看到每個(gè)區(qū)域的照明情況，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并準(zhǔn)確修改方案，提高了智能建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。此外，這種全三維的設(shè)計(jì)模式，可以使這種智能化照明系統(tǒng)的模型被更直觀的看到，不論是對設(shè)計(jì)的深化還是之后的施工都提供了便利。

4.4 智能照明系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)

除進(jìn)行有關(guān)照明設(shè)計(jì)的計(jì)算外，還需提供給業(yè)主相關(guān)的照明效果圖，在國內(nèi)主要通過兩種方法制作效果圖：一、利用三維建模軟件，如3DMAX建立模型。二、利用PS 選色。這兩種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，往往不能達(dá)到最好的效果。應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠很好地解決以上兩種方法存在的弊端，并且功能還有所擴(kuò)展。使用BIM 技術(shù)手段建立的模型對設(shè)計(jì)中的要求近乎完整的得到了表達(dá)，構(gòu)成建筑表面材質(zhì)的光學(xué)屬性以及光源的信息等。與傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)的不同是，在原有的基礎(chǔ)之上，還可以對表現(xiàn)效果進(jìn)行渲染，或者是將軟件融入在BIM 技術(shù)之中，實(shí)現(xiàn)將照明設(shè)計(jì)出圖、計(jì)算、渲染等必備以及實(shí)用的參數(shù)及數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來。實(shí)現(xiàn)了資源整合，提高了工作效率。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)憑借著自身的設(shè)計(jì)理念新穎、信息化程度更高、縱向范圍更深、包含度更廣以及三維特性更強(qiáng)大等優(yōu)勢，必將會刮起一場建筑行業(yè)的信息革命風(fēng)暴。過去及未來的趨勢證明該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用程度會如同漣漪一般會擴(kuò)散的越來越廣，隨著技術(shù)手段的優(yōu)化以及需求的多樣性，BIM 技術(shù)的應(yīng)用在我國會日益成熟。充分展現(xiàn)BIM 技術(shù)在該項(xiàng)調(diào)研中的優(yōu)勢，擺脫了傳統(tǒng)的二維圖紙、符號示意等表達(dá)方式，使智能建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模式得到了升華，逐步實(shí)現(xiàn)了BIM 技術(shù)貫穿整個(gè)智能建筑照明系統(tǒng)，進(jìn)入到了一個(gè)新的紀(jì)元，為后期施工及管控帶來了很大的便利。