建筑智能技術(shù)，計算機輔助建筑性能的模擬與分析

[摘要]當今社會，隨著科學不斷發(fā)展，各個行業(yè)領(lǐng)域之間有了更多的技術(shù)交流，互助。對于建筑物，人們越發(fā)看重建筑的質(zhì)量，是否有更多安全保障；建筑的居住環(huán)境，是否更加舒服自在。這些需求提高了建筑應(yīng)用中的數(shù)據(jù)整合技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng)。計算機科學與技術(shù)的不斷發(fā)展正好可以有效解決這些問題。因此，可以將計算機技術(shù)應(yīng)用到建筑上，使建筑更加的智能化。也就是現(xiàn)在流行的智能化建筑。計算機和建筑的結(jié)合，可以更好的發(fā)展智能化建筑。

[關(guān)鍵詞]計算機科學技術(shù)；智能化建筑；應(yīng)用

1、智能化建筑論述

傳統(tǒng)建筑中，搜索、整理、傳遞資料，監(jiān)控建筑施工過程，都是由建筑人員進行操作。因此，經(jīng)常會出現(xiàn)遺漏信息和延誤傳遞信息的情況。由于監(jiān)控設(shè)施有限，做不到對施工現(xiàn)場的嚴密監(jiān)控。這些人力和物力的局限性，有時候會耽誤建筑工期，對建筑施工產(chǎn)生了許多不利影響。

智能化建筑是指把建筑技術(shù)和通信技術(shù)與計算機科學技術(shù)結(jié)合起來，將他們組成一個最優(yōu)化系統(tǒng)。智能化建筑利用了計算機的諸多優(yōu)點，能夠?qū)π畔①Y料進行高效處理，相較于傳統(tǒng)建筑中人員操作，可以確保信息資料的完善、準確、及時。方便各部門人員更準確的掌握和監(jiān)控建筑施工過程。這樣。可以隨時應(yīng)對施工現(xiàn)場出現(xiàn)的各類問題，提高工作效率。大大節(jié)約了建筑單位的財力、物力和人力。

2、基于BIM的計算機輔助用于建筑設(shè)計的實例分析

2.1工程概況

該工程為某單位科研綜合樓.集研發(fā)、科研、接待、辦公于一體。建筑工程設(shè)計精度和成本具有較高的精細化要求，并且工期緊張。另外，建筑設(shè)計必須堅持高標準的節(jié)約資源、環(huán)境保護標準。基于以上要求，該項目采用BIM技術(shù)輔助設(shè)計，優(yōu)化建筑設(shè)計方案，提高建筑施工效率、縮短施工周期，降低工程造價，同時利用BlM技術(shù)方便建筑運營維護。工程包括L形科研及停車樓.建筑總面積31600m2.科研樓包括研發(fā)、設(shè)計、辦公、接待等功能.地下建筑為的設(shè)備用房。建筑上層10層，地下一層，采用框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑主體高45m，綜合樓地面為交通工具存放地，地下室作為機動車停放點及戰(zhàn)時人防場所。建筑造型力求大氣、美觀、簡約現(xiàn)代風，與周邊建筑相互協(xié)調(diào)。

2.2BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

2.2.1概念設(shè)計

由于工程用地緊張、建筑外部條件高、綠色建筑要求嚴格，需要借助具備量化功能的技術(shù)才能確定建筑位置及形體。設(shè)計人員利用BIM技術(shù)對建筑場地進行了多次比較，綜合建筑項目的各項要求確定建筑位置及形體。具體過程如下：首先，用數(shù)據(jù)模型構(gòu)建施工場地環(huán)境，使用專業(yè)軟件測試施工現(xiàn)場的風環(huán)境。測試結(jié)果顯示施工現(xiàn)場的風環(huán)境滿足建設(shè)要求，但是較低的風速不利于過渡季自然通風。其次，構(gòu)建場地模型，分析太陽輻射情況。模型顯示周邊建筑造成大量輻射量分布不均勻，輻射量呈南北遞減特征。最后，對北側(cè)居住建筑的日照遮擋進行模型分析，為建筑物不具規(guī)劃提供參考。

結(jié)合對環(huán)境、太陽輻射和日照遮擋分析結(jié)果，總結(jié)場地環(huán)境的優(yōu)勢和不足，再根據(jù)建筑規(guī)劃要求及建設(shè)規(guī)劃等因素，設(shè)計建筑形體，詳見圖1。設(shè)計過程中對的建筑形體的特點作了大量分析，為方案設(shè)計后續(xù)工作提出了優(yōu)化要求。

2.3基于BIM的建筑物生命周期能耗計算模型

BIM理念下建筑設(shè)計、施工形式、管理方式與傳統(tǒng)情況有著很大的不同。根據(jù)BlM理念下建筑整個生命周期中能量消耗方式的不同，可以將建筑生命周期能耗分為三個部分：建筑物化能、建筑運行能耗和建筑材料回收能量。其中前三項是外界向建筑輸入的能耗，而建筑材料回收能量是建筑向外輸出的能量。則建筑生命周期能耗計算模型為：

在建筑項目中，對建筑全生命周期各部分能耗的計算需要合適的計算模型來達到計算建筑生命周期能耗的目的。

建筑物化能的計算是所有建筑能耗計算中最困難和復(fù)雜的部分。由于沒有制定相關(guān)產(chǎn)品物化能的標準和政策，許多建筑材料的物化能很難得到，只能根據(jù)相關(guān)文獻數(shù)據(jù)來確定。

在Revit的界面上有建筑的屬性欄，記錄著不同建筑構(gòu)件的屬性，屬性欄中有建筑構(gòu)件在建筑中的位置信息和自身的幾何屬性。設(shè)計人員可以改變屬性欄中不同屬性的數(shù)據(jù)來改變構(gòu)件在建筑中的位置和幾何尺寸。屬性欄下是項目瀏覽器，記錄著建筑的各層視圖、族、明細表等。選擇不同的選項將切換到相應(yīng)的視圖，可以在視圖中進行各種操作。

選擇不同建筑構(gòu)件打開其類型屬性，在屬性對話框中顯示了所選建筑構(gòu)件的尺寸、大小、位置等幾何信息，選擇結(jié)構(gòu)選項中的編輯出現(xiàn)的編輯部件對話框可以對建筑構(gòu)件的組成材料類型、厚度和是否包絡(luò)情況進行選擇，在編輯完后對話框的上部會顯示構(gòu)件的族類型、構(gòu)件總體厚度，如果構(gòu)件所組成的材料信息完整還可以自動生成構(gòu)件的阻力和熱質(zhì)量數(shù)據(jù)。在REVIT建立建筑模型的時候，在三維模型上直接添加施工階段明確的材料各種信息，包括構(gòu)件的組成材料種類、各組成材料的原材料。根據(jù)所建立的建筑物化能的計算模型和REVIT建筑模型的明細表求出不同構(gòu)件的單位物化能，構(gòu)件物化能，最終求出建筑的物化能。

結(jié)語：

智能化建筑是一個新的概念，包括許多先進系統(tǒng)，比如火災(zāi)監(jiān)控、通信還有自動化系統(tǒng)。隨著計算機科學的不斷進步，計算機技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能化建筑，是智能化建筑的技術(shù)支撐。可以有效降低建設(shè)成本.提高施工效率和施工質(zhì)量.促進智能化建筑更好的發(fā)展。