基于BIM技术的智慧建筑

王金雪 吴 寰/中国建筑西南设计研究院有限公司

基于BIM技术的智慧建筑

王金雪 吴 寰/中国建筑西南设计研究院有限公司

智慧建筑是在智慧城市发展的浪潮下，将建筑从基本的提供用户需求到预测用户需求并满足，使建筑的绿色高效理念和以人为本的原则贯穿始终。BIM技术就是在智慧建筑中用于建筑工程项目从策划、可行性研究、决策、设计、施工到项目竣工验收，以及项目的运营和后期维护等各个方面的信息集成到建筑信息模型中，有效地提高了社会、环境和经济效益。

智慧建筑；核心技术；BIM

1.智慧建筑的产生及内涵

20世纪80年代，智能建筑以信息与物联网技术发展为依托在美国诞生。第一座智能建筑是1984年建造的美国康州哈特福德市的city place，在该广场的宣传材料中第一次提出智能建筑概念。City place原来就是具有办公自动化、计算中心、消防安防监控等弱电系统的办公建筑，之后引入通信系统，可以向使用者提供通讯服务。

美国政府将信息市场开放，甚至将建筑内电话通信系统的经营权交给房地产商，给智能建筑在美国的普及提供了优渥的土壤。日本第一座智能大厦“本田青山大厦”于1985年在东京诞生；英国政府推进了伦敦中心商务区智能化，创建了智能办公楼的需求，并将智慧建筑理念传播到其他西欧强国。各国结合本国特色对智能建筑都有自己的定义，最权威的定义由国际标准协会给出，“它是建立在建筑的平台上，对建筑设备、自动化系统、智能服务系统、智能管理系统实现一个最优化的控制，使人们享有一个方便、智能的建筑环境”。根据《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》可看出智能建筑在我国飞速发展，这为智慧建筑的产生奠定了基础。

我国学术界对智慧建筑的定义是：将传统建筑方式与现代化的控制系统相结合，在各项能被控制的点上实现智能化，打造出一个适合与人、方便与人的生活环境。智慧建筑是在物联网、大数据、云计算和智慧城市发展的背景下产生的，它将用户的需求灌注在建筑的全寿命周期内，以BIM技术为手段，不仅能够做到建筑的绿色环保可持续发展，还将建筑的整个寿命期内所有信息数据放在同一平台上使建筑项目不用参与方可以根据自己的权限和需求对数据进行提取和更新，打破了各专业的壁垒，实现了各专业的协同工作。

2.BIM技术对建筑设计行业的重要作用

BIM技术颠覆了基于图纸和二维空间的设计思维模式，以创新性的三维建模技术将设计方案更加直观、更加全面地展现出来。仅就目前已有的实践成果就足以表明，BIM技术对比传统二维设计的优势非常明显，对建筑设计行业的重要作用主要集中在以下几个方面：

（1）设计深度显著加深

传统的二维设计表达形式下，设计空间模型构建在设计师头脑中构成，设计成果通过图纸、文字说明、图集、常规做法组合来表达传递，图纸内容只是其中一个组成部分，属于有限表达，设计成果的阅读、验收，常常依赖后续参与人员的知识体系和对设计师思维的理解。在BIM设计模式下，即得即见，要求设计师完全、详细描述设计思维和成果，模型几乎是设计的全部，这种方式虽然大大减少了后期设计成果应用的技术门槛，却加大了设计师的设计和制作设计成果的工作量，设计深度显著加深。

（2）设计评价便捷直观

在BIM模式下，设计质量直观可视，借助软件的碰撞检测功能、模拟分析功能，能够更直观地进行设计优化和评估。以常用的碰撞检测功能为例，其不仅可以对机电管线进行碰撞检测，还可以对建筑和结构、建筑和门窗、建筑和幕墙、建筑和装饰装修等全面进行碰撞检测，优化设计成果。

（3）设计成果价值放大

建筑设计的最终目的是建筑设计智慧成果的传递与共享。项目建设过程中信息的完整、及时传递历来是行业的工作重点内容，整个项目建设过程就是一个从无到有，从无形到有形，从无形信息到有形实现的过程。在BIM设计模式下，各专业在一个模型上进行设计和分享，能够更好地提高协同效率和质量，减少专业间的碰撞和重复设计，将使得设计协同质量大幅度提高、设计成果价值放大。

3.BIM技术在智慧建筑中的应用

3.1 BIM技术在智慧建筑设计中的应用

对于BIM技术在智慧建筑设计中，首先运用BIM技术对建筑工程建立虚拟建筑模型，有利于设计师确定设计思路、材料和建筑内部空间效果等。将传统二维专业抽象的建筑标准转换成三维直观生动的建筑模型，更好的便于建设单位对于项目功能的选择和相关决策。传统的建筑设计在图形编辑中往往由于设计师的疏忽容易造成图纸出现很多错误，而BIM技术建立的虚拟模型，可以自由的生产所有的建筑图纸、材料统计、造价计算、工程量清单等，极大的提高了设计质量和效率。实现了各个专业学科的协同工作，打破了传统的设计技术，将建筑、结构、设备、装饰等各个专业在同一个模型的基础上协同工作，从而提高工作效率，提升设计质量。

3.2 BIM技术在智慧建筑施工中的应用

在智慧建筑施工中，利用BIM技术的设计方案和图纸极大的减少了设计错漏碰缺等情况造成的图纸变更，保证工程进度。在项目施工过程中建立的信息化管理系统，可使建设单位、监理单位和施工单位在统一的信息化系统中对项目数据进行收集、整理、汇总和分析，以及建设和施工单位对建筑工程的评估等，通过参建各方的协调作业，提高了项目数据信息传递的速度，加快了工程技术和造价等方面的问题处理速度，从而极大地改善建筑工程的施工进度。在建筑工程造价的验算中也可以利用BIM模型对建筑工程的工程量的统计和验算，加快工程量计算的效率和准确度，从而降低工程施工成本，提高工程施工质量。

3.3 BIM技术在智慧建筑运营和维护中的应用

基于BIM技术的智慧建筑，建立设计模型、施工模型和项目竣工模型对后期建筑工程的运营和设备的管理、维护中提供完整准确的项目信息。后期安装设备的运行状态、维护信息等都可以通过运营平台进行实时查询、统计和分析。同时通过BIM技术对建筑性能、可靠性、能耗和经济等多方面进行分析、评估，实现了建筑工程运营阶段对设备运行和排放等实施监控管理。其次通过BIM运营平台的数据处理，模拟各种可预见的灾害和安全事故等，建立对应的应急处理预案，在事故反生时根据监控数据分析模拟出最佳的疏散路线，降低事故风险。

4.结束语

建筑业是我国国民经济的重要产业，但劳动密集、现场生产的特性决定了建筑业的生产效率难以提高。随着当前的经济和社会发展要求，建筑业的利润越来越薄、用工管理越来越难，工程项目投资失控、工期失控、质量失控和管理失控将会加剧，迫切需求基于BIM技术的项目信息化管理，来提高整个建造过程的精细化、低碳化和智能化，从而保证建筑业从高消耗、低效率的粗放型向集约型转变，进一步研究BIM在实践中的运用则更利于达到缩短工期、节省造价的目的。

[1]胡友陪，陈晓云．绿色建筑建造初探[J]．建筑学报，2010(11)．

[2]李忠欣．浅谈建筑施工技术的现状及发展趋势[J]．科技创新与应用，2014(01)．