计算机技术在智能化建筑中的应用

毛超建

关键词 智能化 建筑 计算机 科学应用

1引言

智能化建筑迅猛发展的主要原因在于其具有能耗低、操作便利、服务水平高等优点。通过在智能化建筑中应用计算机技术，可以合理管控建筑成本，为现代建筑行业的可持续发展提供帮助。

2BIM 技术的内涵及优势

2.1BIM 技术的内涵

建筑信息模型技术（BIM）是利用计算机软硬件技术，通过建筑信息模型的创建和使用，实现建筑信息有效传递和共享的技术。随着信息技术的不断发展，BIM 技术也逐渐应用于各大行业中，对于建筑行业来说，其能够大大提高管理效率，有效减少施工原材料的消耗并降低数据流失的可能。采用BIM 技术能够将工程施工时所需要的一系列数据构建成模型，有效协调质量管理、安全管理以及成本管理等多个方面。此外，BIM 技术具有可视化、模拟化特点，能够清楚地展示工程效果图，利用5D 模拟技术还能对工程施工成本以及施工进度进行控制，找出工程设计图中存在的问题，更新并优化各类数据信息，从而大大减少工程施工过程中所需使用的资金，以节约资源并提升各部门之间的协作能力和管理效率。

2.2BIM 技术的优势

2.2.1可视化

在设计建筑工程项目时，受到多方面影响，设计工程师不能完全按照建筑物的实际情况进行可视化操作，只能依靠相关资料以及工作经验进行设计，这会导致设计出的图纸可能不满足建筑物实际需求。在实际开展施工的过程中，需要不断进行调整。而在建筑工程施工管理的过程中引入BIM 技术，可以利用三维模型充分展示出设计方案，让相关施工人员全面掌握建筑工程的实际情况，从而为设计工作提供更加全面的参考依据[3] 。

2.2.2协调性

通常而言，建筑项目的施工次序具有专业性，并且步骤繁杂，受到很多因素影响。应用BIM 技术，可以科学调配有关资源，合理分配工作任务，保证取得理想的管理效果。

2.2.3虚拟化

在建筑项目建设过程中，有关人员在设计过程中未对可能产生的问题进行综合考量，致使施工活动无法顺利进行，同时在施工活动进行过程中碰到的问题与项目设计环节设想的问题存在较大差异。应用BIM 技术虚拟化的特征，能够让有关人员整体把控施工过程中碰到的问题，再加以分析，应用合适的手段将其解决，进而确保施工活动的顺畅进行，确保施工工期不受影响、项目建设品质达标[4] 。

3BIM 技术在装配式建筑施工阶段中的具体应用

3.1工程简介

本工程项目位于我国南方某城市，为一栋配有地下车库的商业住宅，共有三个单元，地下3 层，地上6层到27 层不等，首层层高5.6 米，2 层层高5.3 米，标准层高2.8 米，地上4 层全部采用装配式结构。

3.2准备工作

要在装配式建筑进行施工的过程中应用BIM 技术，首先要构建标准化构件库，严格按照标准化设计流程和模组化设计模式进行设计，切实发挥标准化装配式建筑构件库的价值[5] 。在具体应用时应注意以下几点：（1）Revit 的族文件中囊括尺寸大小、结构、形状等大量参数信息。在装配式建筑中充分应用BIM技术的过程中，要针对每个族文件匹配详细的参数信息，同类别的构件仅需要对参数进行优化，也可以生产新的构件参与施工;（2）为保障构件符合施工要求，要在最大限度上减少构件的搬运和吊装，一方面可以提升装配式建筑的质量，另一方面可以减少不必要的施工成本费用;（3） 在装配式建筑施工中科学应用BIM 技术能够显著提升施工效率，协调各个施工单位是构件库中的族文件的核心功能。鉴于此，要严格根据不同构件的功能、工程项目类型以及建筑结构体系做好构件族的建设工作（图1）。

3.3场地规划

在正式进入施工阶段后，施工单位可以应用BIM技术在施工现场构件三维模型，并根据施工要求做好功能分区工作，以此确保施工状况可以直观呈现在眼前（图2）。例如，可在施工现场划分出塔吊设备安置区、预制构件存放区、预制楼梯存放区。通过划分不同的功能分区，确保施工工序无误，以提升施工效率。

3.3.1施工现场运输路线及预制构件存放区布置

采用BIM 技术进行现场三维施工布局，可以有效地防止二次运输和安全问题。在BIM 模型中，可通过模拟场地漫游以及模拟路线运输检查运输路线的运载能力，防止路线交叉，模拟堆砌构件，检查构件堆放点。利用BIM 模型对虚拟场地布局进行优化，有效降低了运输和装卸之间的影响，确保施工现场的交通顺畅高效，也保证了构件堆放和装卸的安全。

3.3.2塔吊布置

为了降低施工阶段安全事故发生概率，在保障吊装工作有序开展的同时，要提前布置好塔吊位置。具体可以采取以下措施：第一，确保吊装工作有序安全开展，每个塔吊之间必须留存足够的安全距离，严格预防塔吊之间发生碰撞。应用BIM 技术先对吊装施工作业进行模拟，获取最佳的塔吊安装位置并做好结构钢筋预埋工作，降低施工事故发生概率;第二，可以应用BIM 技术模拟吊装线路，要求吊装线路远离人流聚集区域和安全通道;第三，应用BIM 技术模拟塔吊在升降或旋转过程中可能发生的碰撞事故，根据模拟结果对塔吊的提升高度进行优化，根据施工进度对其进行调整，在不影响施工效率的同时也要充分满足吊装要求。

3.4碰撞检查

如图3 所示，可应用BIM 技术做好管线布设工作。技术人员可以先应用Revit 软件对模型进行整合优化，然后将模型导入到Navisworks 中进行碰撞试验，在明确碰撞点和碰撞总数后对预埋管线进行优化。

3.5施工进度模拟

若要精确展示施工全過程以及施工时间，技术人员可以将施工进度计划方案导入Navisworks 中，应用BIM 模型来和施工进度计划方案进行链接，导入三维空间信息和时间信息，从而生成4D（“3D+Time”）模型。在施工单位进行技术交底的过程中，可以借助该模型来模拟装配式建筑整体的施工进度，保障技术的交底效果。此外，为保证干式建筑的平面误差不超过3 毫米，在BIM 模型中设置标高控制带。采用模拟刮板的方法，实现了小尺寸标高的位置和最优的钢筋间距的效果。依据仿真条件，对施工次序进行调整，对冲突时间、流程进行修正。

3.6一体化装修

在装配式建筑施工中，一体化装修是在统计材料种类、尺寸、数量、工程量清单的基础上，结合建筑主体结构、附属机电设备等进行的设计和施工。在建筑主体建模前期，设计师要参与装饰构件的设计，必须参考BIM 标准的构件库，使装饰构件的大小与建筑的大小相匹配[6] 。其中，案例项目采用Revit 软件实现对墙面、地面的铺设以及对非承重隔板、屋顶和外墙的排版工作。

4结语

计算机技术是智能化建筑应用中的重要部分， 其能够集成系统并进行建筑项目监控管理，从而提高项目工程的施工效率。本文深入剖析了BIM 技术在建筑项目施工管控领域的应用情况，在当前科技水平不断提升的情况下，BIM 技术在建筑项目施工领域的作用日渐凸显。应用该技术可以在保证项目建设质量的基础上，缩短施工周期，提升施工速度，推动建筑行业的长效稳健发展。