淺談BIM技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

任楊茹

(天津交通職業(yè)學(xué)院 天津 300110)

1 概述

智能建筑就是以在建筑物的平臺(tái)上，綜合運(yùn)用各種智能化信息，建造更安全、更舒適、更環(huán)保的公共及住宅建筑[1]。BIM(建筑信息模型)技術(shù)是最新的三維建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，在BIM模型上添加建筑信息之后，可實(shí)現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)、工程建設(shè)與工程管理方面的三維立體數(shù)字化建模技術(shù)[2]。

BIM模型中包括的建筑信息，如建材、工程結(jié)構(gòu)、施工進(jìn)度計(jì)劃、施工程成本、等方面的數(shù)據(jù)，可以與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成與共享[3]。將BIM技術(shù)應(yīng)用在智能建筑上可以在施工前找到設(shè)計(jì)的問題，解決施工難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、高效及動(dòng)態(tài)化的智能建筑設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)管。

2 BIM技術(shù)在智能建筑中應(yīng)用的現(xiàn)狀

《BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，現(xiàn)階段已經(jīng)形成完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，標(biāo)準(zhǔn)中明確指出智能建筑無論在設(shè)計(jì)、招采、施工、運(yùn)維全過程全生命周期的任何階段，均要考慮BIM技術(shù)為依托的建筑新型技術(shù)，并且將在各階段如何運(yùn)用BIM技術(shù)寫入規(guī)范[4]。雖然智能建筑相關(guān)參與企業(yè)共同面臨著BIM技術(shù)應(yīng)用型人才缺失的窘境，但智能建筑相關(guān)企業(yè)仍在積極探索基于BIM技術(shù)的智能建筑，如上海中心大廈等智能建筑項(xiàng)目也為后期深層次的推廣智能建筑奠定基礎(chǔ)。

3 BIM技術(shù)在智能建筑中的具體應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.1.1 智能建筑場地與布局設(shè)計(jì)

智能建筑在設(shè)計(jì)過程中會(huì)充分考慮太陽能、風(fēng)能等因素，設(shè)計(jì)合理的冷風(fēng)及取暖系統(tǒng)，減少后期使用過程中各種能源的消耗量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。在運(yùn)用BIM技術(shù)之后，可以構(gòu)建場地模型，通過參數(shù)的輸入實(shí)現(xiàn)真實(shí)場地的模擬，以便于設(shè)計(jì)人員更加直觀的觀察場地模型。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以將設(shè)計(jì)的建筑模型與場地進(jìn)行匹配，實(shí)際分析模型布局的合理性，BIM技術(shù)中還可以模擬太陽光，設(shè)計(jì)人員可以充分利用太陽光實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約。

3.2 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

3.2.1 三維碰撞檢查

在智能建筑中，有很多的管道線路，在沒有應(yīng)用BIM技術(shù)的時(shí)候，傳統(tǒng)的方式就是一根根的檢查管線是否存在碰撞現(xiàn)象，既浪費(fèi)人力與時(shí)間，又有可能因?yàn)闄z查的疏漏導(dǎo)致管線碰撞，從而導(dǎo)致施工無法正常進(jìn)行。現(xiàn)階段，利用BIM的可視性，可以實(shí)現(xiàn)三維碰撞檢查，進(jìn)行管線設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行優(yōu)化處理，避免問題的發(fā)生。如圖1畫圈位置是給水管道與風(fēng)管發(fā)生碰撞，圖2畫圈位置是調(diào)整之后的方案，給水管道從風(fēng)管的上部通過。

圖1 給水管與風(fēng)管碰撞點(diǎn)調(diào)整前

圖2 給水管與風(fēng)管碰撞點(diǎn)調(diào)整后

3.2.2 施工過程模擬

利用BIM技術(shù)可以將施工方案與BIM模型進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行真實(shí)的施工模擬過程，如圖3所示。BIM模型還有可以與施工進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合，真實(shí)的模擬每天的工程進(jìn)度，直觀的觀測進(jìn)度進(jìn)展，控制工期，如圖4所示。

圖3 施工現(xiàn)場模擬

圖4 施工進(jìn)度模擬

3.2.3 成本控制

利用BIM技術(shù)的信息共享性，可以實(shí)現(xiàn)建筑模型中的材料與設(shè)備等信息的實(shí)時(shí)共享，再結(jié)合項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃，可以建立動(dòng)態(tài)的成本控制機(jī)制。這樣造價(jià)人員就可以將已發(fā)生的成本與已發(fā)生工程量的產(chǎn)值進(jìn)行比對(duì)，實(shí)時(shí)掌握工程的盈虧，實(shí)現(xiàn)成本的動(dòng)態(tài)控制。同時(shí)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人還可以根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的施工組織，合理安排人員、機(jī)械與工程所用材料，從而達(dá)到節(jié)約成本的目的。

3.3 BIM技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用

3.3.1 基于BIM 技術(shù)的能源管理系統(tǒng)

將BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測智能建筑室內(nèi)的溫度、濕度等情況，進(jìn)行能耗的自動(dòng)分析，若溫度太高，則打開冷氣；若溫度適中，則關(guān)閉空調(diào)；若溫度太低，則打開暖風(fēng)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)智能建筑的舒適性與綠色環(huán)保。

3.3.2 基于BIM 技術(shù)的智能控制系統(tǒng)

在BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的前提下，還可以將自動(dòng)控制系統(tǒng)與BIM數(shù)據(jù)信息平臺(tái)結(jié)合，通過BIM的可視性，進(jìn)行設(shè)備的檢測，若設(shè)備出現(xiàn)問題，則通過自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)智能化控制，從而實(shí)現(xiàn)了在增加運(yùn)維效率的同時(shí)，還減少了運(yùn)維的成本。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM 技術(shù)在智能建筑的設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)維過程中應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升智能建筑各階段的技術(shù)水平，降低成本，具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。