樓宇自動化管理中BIM技術的運用探析

王曉慧 江蘇谷德信息科技有限公司

導言：越來越多的現代建筑正在向智能化發展。建筑自動化系統作為智能建筑的核心，在建筑自動化控制和管理中發揮著極其重要的作用。積極開展建筑自動化系統的研究和應用，實現建筑智能化、節能化和高效化管理。

1 樓宇自動化系統概述

1.1 樓宇自動化的作用與目的

建筑自動化系統是智能建筑的重要組成部分。它涉及建筑物內部的許多設備和系統，包括空調系統、給排水系統、照明系統、安全管理系統等。樓宇自動化的目的是實現對這些設備和系統的集中監控，實現高度自動化和智能化的樓宇功能管理，從而為樓宇用戶提供穩定、安全和舒適的工作和生活環境。同時，通過高度智能的集中控制，有利于提高建筑物的內部管理效率，降低設備故障率，降低建筑物的后期運營和維護成本。

建筑自動化系統設計的主要目的是分析、分類、處理和判斷建筑中各種機電設備的信息，使用最佳控制手段集中監控和管理所有系統設備，使所有子系統設備始終處于有序、協調、高效和有序的狀態，降低每個系統創造高效、舒適和安全工作環境的成本，盡可能節約能源消耗和日常管理費用，確保系統的全面運行，從而提高智能建筑的高水平現代化管理和服務，使投資獲得良好回報。

1.2 樓宇自動化系統組成

一個典型的樓宇自動化系統通常包括給排水、照明、空調、電梯、消防、安全防范、供配電等子系統。

給排水系統：其主要功能是實現建筑物內的排水泵、給水泵以及潛污泵等給排水設備的實時監測，根據監測數據來進行對應的水泵開啟或者關閉的操作指令，確保建筑物內供水排水正常。

照明系統：主要是對公共空間的照明開啟、關閉，實現無人開燈和熄燈控制。

空調系統：其主要目的是控制建筑空間中空調單元的溫度和流量，從而在最節能的情況下確保建筑中的最佳舒適度并盡可能減少設備消耗。

電梯系統：主要保證建筑物內的交通安全，實現對建筑物內的電梯與總控制之間的數據通信以及運行狀態監測，從而做出相關的有效控制。

消防系統：消防系統相對獨立于建筑自動化的其他部分。它的設立主要是為了在突發自然災害或特殊情況下確保建筑物短期正常運行，從而起到保護建筑物居民生命財產的作用。

1.3 樓宇自動化系統技術

現階段樓宇自動化系統技術最為核心的技術為現場總線技術。目前我國樓宇自動化系統的結構可以簡單分為現場總線結構與集散式結構，集散式結構的主要特征在于集中管理、分散控制，一般具有2 層網絡和3 級控制設備，集散式結構是上個世紀我國智能化樓宇主要的結構形式。進入21世紀后，現場總線技術隨著計算機技術、通信技術和自動控制技術的迅速發展而迅速發展，成為新時期最有利的控制系統。首先，它克服了分布式網絡的封閉缺陷，并采用更標準化的解決方案來解決私有網絡的局限性。其次，它改進了分布式控制系統的分布式特性，并形成了一種全新的完全分布式結構，可以將控制站點完全置于現場環境中。

與集散式分布技術相比，現場總線技術不僅有效提升了自動控制的智能化操作水平，增加了控制系統的公開性和開放性，實現了系統結構的高度分散性，同時還有效的節約了硬件使用數量、安裝費用以及維護開銷，并提升了測量與控制的準確度和可靠性。

2 樓宇自動化管理中 BIM 技術的運用探析

2.1 BIM 技術在安全疏散中的運用探析

在人們的日常生活中，不可避免地會發生一些自然災害，如火災、地震、洪水等。當這些自然災害發生時，首先要做的就是安全撤離。由于BIM自身的優勢，現階段BIM技術已經廣泛應用于安全疏散。BIM技術的優勢：首先，工作人員可以通過BIM技術建立與建筑物真實信息相關的模型，然后為安全疏散提供可靠的模型信息數據支持。通過這種可視化功能，可以制定更完整的疏散計劃。其次，BIM技術建立起的模型可以通過紅外線等探測技術，增加人員流動的信息，如果能與 Pathfinder 軟件相結合，不僅可以科學的制定出口的方向和位置，還可以對疏散的路徑進行制定。但是 BIM 模型中的Revit軟件與 Pathfinder 軟件之間沒有兼容性，所以工作人員可以借助 20 世紀發展起來的 CAD 軟件，先將 BIM 模型生成 DXF文件，然后將其導入到 Pathfinder 軟件中，這時也會與上文產生同樣的問題，即門、窗等實體建筑的圖形變成了線條，這時也需工作人員對 Pathfinder 軟件進行重新的定義。

2.2 BIM 技術在建筑節能方面的運用探析

建筑節能消耗數據較為繁瑣，傳統的人工交互輸入不僅會給工作人員帶來巨大的工作壓力，所得出的數據準確率與實際的偏差也較大，將 BIM 技術應用到建筑節能方面則有效的解決了這一問題，BIM 模型可以對建筑能源消耗的所有數據進行分析，分析過后將數據帶入到 EcoteceAnalysis 中，模擬能耗以獲得高精度的數據。導入BIM模型時，相關人員應注意以下問題。在進口之前，應該關閉一些與能耗無關的建筑模型，以減少工作量并提高數據的安全性能。其次，員工還應該轉換BIM模型的一些目標部分，例如，轉換為 DXF 格式，該格式以建筑 3D 為基礎，可以更精確的對能耗進行分析。

2.3 BIM 技術在火災模擬中的運用探析

火與人們的生活密切相關。一旦發生火災，它不僅會危及人們的財產安全，而且會嚴肅對待人們的生命。因此，為了預防火災，建筑物經常配備相關的消防設施，但是這些消防設施不能完全預防火災。因此，為了有效減少火災造成的損失，BIM技術可以應用于建筑自動化管理中，并與FDS軟件相結合，為救災人員提供技術支持。FDS 全稱為 Fire Dynamics Simulator,FDS軟件具有準確性、穩定性等優點，所以現階段通常將 FDS 與 BIM 技術相結合進行火災的模擬與疏散，FDS 有兩種模塊組成，即計算、動態場景演示，計算主要是對火災過程中的何種參數進行計算，而動態場景演示，則是對出來的結果通過相應的軟件演示出來，進而使抽象的數據具體化、形象化。為了增加演示效果，可以在參數中添加火源位置、火源大小、通風口大小、通風口位置等參數。

雖然現階段 BIM 技術在我國得到了廣泛的應用，但是在火災模擬方面，并沒有研發出來與 FDS 發展而來的 PyroSim 相融合的軟件，所以我國相關部門應該加大火災模擬方面軟件的研究力度，這里提出一些建議，以供相關人士參考。首先工作人員可以將 Revit 模型制作成 DXF 文件形式，然后在打開 PyroSim 軟件，將BIM 簡化模型進行導入，這時，工作人員會發現圖形已經發生了變化，大部分以線條的形式呈現。面對這種情況，工作人員需要重新定義圖形，根據定義的模型圖將火源放置在火災多發點和其他地方，并模擬火災的發生。員工還可以使用通風管道和其他因素來模擬火災造成的延遲集中，然后根據BIM技術確定火災過程中的疏散時間。

結束語：在樓宇自動化系統設計過程中，設計人員需要采用現代化信息網絡技術，結合實際情況，堅持因地制宜的設計理念，實現系統設計一體化水平，從而推動智能建筑的向前發展。