5G网络下BIM技术在智慧建筑中的应用研究

杨嘉欣，许超

（吉林建筑大学）

1 引言

随着5G技术的不断发展，以信息技术和数字化解决方案为驱动的智慧建筑建设方案，极大提升了工程效率，节省了工程成本，提高项目交付质量，已经成为当下建筑业发展的主流趋势。

2 5G 网络下BIM 技术在不同阶段的应用

2.1 设计施工阶段

在建筑设计施工阶段，利用BIM 软件对建筑进行初步设计，并将CAD 的二维平面图进行三维表达，模型搭建完成后，再进行各类功能和结构试验。如图1所示，在建筑施工过程中，如果没有提前做给排水设计和强弱电设计的协调，就很容易造成两个类目的重叠，发生碰撞甚至引发安全事故，利用5G网络技术能够由双方实时对建筑模型进行调整和优化，从而避免可能存在的冲突，让整个建设设计更加科学、合理、高效。在采用5G网络的BIM模型中，在建筑建设之前做好模拟和验证，才可以进入下一阶段的施工[1]。

相对于传统的CAD软件，三维虚拟漫游技术是BIM 技术的一个重大突破。在此模型中，该模型能够从外部的视角研究其他因素对建筑的影响，如图2所示。因此，在智慧建筑的设计施工阶段，可以积极引入5G 网络技术，5G 网络的高速度、大容量、低时延和可靠性等特点，可以及时将建筑物的变更过程和实际情况传达给项目涉及各方，有利于及时纠正不规则和不合理的地方。

在设计阶段进行了确认，并进行了适当的验证，然后将整个模型移交给施工单位。施工单位将参照BIM 三维模型进行施工，其效果更清楚、直观，同时也可简化对多张图纸的综合对比，使各专业工作面的实际搭接工作都能有直观的感受。由于BIM技术的应用，工程建设过程中出现了二次加工、材料堆放等问题。最佳的运输路线可以通过基于数据的信息模拟来确定，这可以降低运输成本，并确保管理过程的准确性，效率和动态性。此外，为了保证所提供的模式符合竣工图，BIM 模式将会在施工过程中出现的签证变更。在BIM技术日益成熟的今天，5G网络技术可以为建设项目的工期、资金、人力和机械进行有效规划，并为其提供强大的技术支持。

图1 基于5G网络和BIM模型的智慧建筑模型与局部细节

图2 来源于外部的整体智慧建筑模型

2.2 竣工交付阶段

随着数字时代的来临，仅通过分类和存档纸质版本，建筑档案已无法满足人们的需求。如果需要对纸质档案进行调整，那么无论是修改过程还是资料传递，都比电子档案复杂数倍，不仅要查找海量文件，还要用专门的工具制作图纸。与此同时，随着时间流逝，纸质资料即使得到妥善保存，也难以避免会出现老化问题，加之相较于大城市的地价，纸质资料的保存成本将比电子档案昂贵数倍[2]。

5G 网络技术的出现可以进一步提高BIM 信息传输的效率，具有高速度、大容量和高可靠性的特点，并可以提高技术的稳定性。因此，在建筑物交付的同时，BIM 模型通过5G 网络一起交付，对于后续工作的开展具有很多优势。

2.3 运维管理阶段

在建筑运营阶段，BIM 技术要求对建筑物的各个部位进行精确的描述，包括几何、非几何等方面的信息。BIM 模式能够根据授权的不同，为不同的利益相关者提供必要的数据和信息，并在许可的条件下进行更新，基于5G网络的更改和修改可以为该方案提供灵活性。例如，如果维护单位需要更换旧的设备和设施，授权人员将新设备的信息完全输入到系统中以替换原始的设备和设施信息，并可以在5G网络下快速完成并做出响应，并记录维护时间和下次维护提醒[3]。

BIM 技术也可以在5G 网络的支撑下应用到建筑行业。将房屋的全部信息录入到系统中，用户就可以根据自身对面积、方向、装修条件的需求，进行智能筛选。BIM 通过对房间信息的数据库进行分析，为用户开启符合条件的客房，选定和签约。签约之后，相关信息被录入到系统中。然后，按照电脑的提示，用户就能付房租、拿到钥匙、拿到电子发票，这就可以完成一系列原本要从多个部门进行的工作。在支付期限届满时，可以进行“续租预警”，也可以在合约期满时发布“续租预警”。由于建筑规模越来越大，单凭人力是不可能在短期内实现的。但是，在大楼的操作和维修期间，合理运用5G 技术和BIM 技术，就可以由人工智能进行单独的重复操作，从而实现对整个系统的有效控制[4]。

3 5G网络下BIM技术在智慧建筑中的应用内容

为了更好地展示5G 网络下BIM 技术的应用模式和价值，本文以商业建筑为例进行分析和实践，以更好地展示“5G+BIM”对“智能”建设的促进作用。

3.1 商业楼概况介绍

A 商业楼项目是主要以办公为主，共有地上20层，地下3 层，约200 间办公室。对A 商业楼采用“5G+BIM”管理模式，创建综合管理服务平台，针对楼宇运营的各个方面，建立基于BIM 技术的运营平台，存储项目从规划设计到设计的所有数据信息，构建建筑物整体真实场景模型的三维模拟。

A 商业楼项目建筑运营管理平台包括运营管理、物业管理、用户服务三大部分，如图3 所示。其中，经营管理包含了投资、顾客管理、楼宇管理、资产管理、物资管理、设备管理、人事管理、顾客服务等。其中，住宅小区的经营内容主要有：空间管理、建筑安全管理、物资管理、设备管理、能源消耗管理、灾难应急管理等。

图3 A商业楼项目“5G+BM”模式管理界面示意图

3.2 信息储存及表达

A 商业楼项目商业建筑是在“5G+BIM”的基础上，将建筑的设计、结构、设施、设备与模型进行整合，并将建筑、结构图、给排水图、消防设施建设初期的设备图、设备图、各类相关的行政文件、产权证明等资料，转化为数字电子信息[5]，存储扩展到建筑物的运营阶段。如图4所示，在业务管理系统中，投资管理和商业建筑物管理的数据库是建筑物的主要功能信息，例如房间大小、方向、设施和设备、防火分区等。

图4 商业建筑项目中的数据应用流程图

利用BIM 模型进行数据存储，可以有效避免由于工作界面的转换而造成的工作重复。与建筑未来运行期间的实际应用相结合，不仅可以更新和利用这些数据，而且能够在房间或某个设备等不同的单元中进行访问和查看，可以大大提高建筑物的服务效率。

3.3 资源能耗管理

除了记录原始数据外，5G+BIM 模式还可以跟踪和记录水、电资源和能源的消耗[6]。例如，对建筑能耗的全面监控，在多个关键节点中设置传感器并在BIM 系统中进行汇总，使物业管理人员可以避免重复阅读报告“。5G+BIM”模型能够对能源消耗进行分析，对不合理的能源利用进行综合、处理，为以后的利用节省能源，制订合理的节能措施与调控方案。

3.4 设备运维管理

大型商业综合楼项目的正常运营通常与各种专业设备的联合运营密不可分。公共设备通常由物业服务单位或所有者选择的单位维护。在5G网络下，BIM建筑物管理模式可以输入设备制造商的所有设备和设施信息，包括设备制造商的安装时间、机器型号、运行阶段的维护记录和设备更换记录等，以便及时进行更新和检查[7]。同时，将各设备的显示系统与“5G+BIM”模式相结合。在设备、设备发生异常情况时，通过“5G+BIM”模式，可以直接查找到设备的具体位置，节约了时间和人力。此外，采用5G+BIM模式的设备管理系统，能对设备进行记录、提醒，从而实现对设备的维修。

4 结语

综合来看，在5G网络技术得到广泛应用和发展的时代，BIM技术得到新的发展和升级，为建筑资源的运营和维护开辟了新的视野，而智慧建筑的建设就是其中最为重要的变换之一。随着5G 网络技术和BIM 技术的发展，智慧建筑建设迎来了新的商业模式和个性化服务模式，建筑管理的质量得到了大幅度提升和发展，为未来建设提供了新的发展思路与方向。