基于BIM技术的绿色智慧建筑研究

李发帅

（聊城大学建筑工程学院，山东 聊城 252059）

在传统建筑业中，基于二维图纸的项目占了绝大部分，这种方式工作者的任务量巨大，出现错误的概率大，修改错误复杂，不能对建筑的全生命周期有一个良好的把控；另一方面，社会在不断发展，人民对物质生活的要求更高了，传统建筑已经不能满足人民对建筑功能和舒适度的需求，这进一步推动了建筑业的转型升级。

1 BIM技术与绿色智慧建筑的发展

1.1 BIM技术的含义

关于BIM技术的含义，各个国家、地区都对其有着不同的理解。BIM（Building Information Model）是指建筑信息模型，它是以数据为基础，能够建立三维模型，构建信息共享平台，让建筑生命全周期的人都能通过这个平台来查看信息、修改信息、共享信息的高端技术。BIM技术依靠的是大数据分析，即根据现场的各方面数据做出实时的具体化模型，以最直观的方式帮助设计者和决策者进行自己工作的技术。

1.2 BIM技术在国内的发展

BIM 技术在我国发展的时间和国外相比相对较短，但在我国快速形成了几个应用阶段。首先是BIM1.0应用阶段，在这一应用阶段，主要是以设计为主，重点放在了模型的建立上面，依靠三维可视化为优势进行应用；在此阶段，BIM技术发展较为缓慢，后在国家政策的推动下，BIM技术逐渐应用起来，开始进入BIM2.0应用阶段，在此阶段，抛弃了“Revit建模软件就是BIM技术”的错误观念，BIM2.0阶段是在建立模型的基础上，将BIM技术逐渐在建筑的生命全周期中展开应用，与国家信息新技术紧密结合，BIM技术被大力推广。之后进入BIM3.0应用阶段，这一阶段完全将BIM技术融入到项目的整个生命周期中，作为载体的BIM技术将项目中的数字化信息和管理信息集中在同一个模型中，建立信息共享平台，供不同专业的人员来共同使用，大大提高了工作人员的效率。

据统计目前中国各大中型国有企业基本拥有 BIM团队，大型民营企业也有BIM顾问，建筑企业中只有21%没有使用BIM技术的计划，37%处于计划使用BIM技术，建筑企业整体应用 BIM 技术的占比已经达到42%。

1.3 绿色智慧建筑的概念

绿色智慧建筑是以数据技术（DT）和人工智能（AI）为核心支撑，为人民提供安全、舒适、高效及生态可持续发展的功能环境。通过“端—网—云”组成的数据基础设施，构成智慧建筑系统。它与BIM技术、大数据计算、云端平台等新信息技术的发展融合，能为人民提供绿色、节能和舒适的生活场所，满足大众的个性化要求。

1.4 绿色智慧建筑在国内的发展

中国智慧建筑的发展前期主要是以设备的智能化为主，如警报系统、智能门禁等一系列的设备智能化，这种以设备为主的智能化是低效的，并不能形成完整的智慧建筑系统，这种设备智能化是低智慧化的，但它是大众对智慧建筑的前期探索，它是绿色智慧建筑的基础。随着物联网、5G技术的不断发展，智慧建筑也从设备低智能化到系统高智慧化的方向发展，这种系统化的智慧建筑将前期设备智能化进行升级，将它们与智慧建筑组成一个协调控制的系统，将建筑全面转向智慧化的方向，这种拥有智慧管理系统的绿色智慧建筑能满足大众的个性化需求。这与传统建筑形成了鲜明的对比，让绿色智慧建筑以较快的速度进行发展。

经过几十年的发展，现在研究的方向开始向用户体验和绿色环保等方面倾斜，智慧建筑研究的侧重点在各个国家并不相同，美国智慧建筑更加注重技术方面，欧洲国家强调环境的重要性，而中国始终贯彻以人为本的思想，始终以用户的体验为主。绿色智慧建筑在我国的发展与国外相比较晚，它是随着信息技术不断升级中，逐渐兴起的一种新型建筑；它是因为传统建筑不能满足大众对美好生活的需求而出现的新型建筑。中国对智慧建筑的研究在国际上处于较领先的地位，除了用户体验，还倾向于人文与环境友好发展，实行可持续发展的战略。

2 BIM技术与绿色智慧建筑的优势

2.1 BIM技术的优势

自从进入21世纪，信息技术已经成为促进世界各国经济发展的重要力量。这就把BIM技术从缓慢发展时期推上了高速发展时期。BIM技术是一种应用于工程设计、施工、管理等方面的数据化工具。在工程设计的过程中，建筑节能设计至关重要，建筑节能设计主要有室内采光设计、室内通风设计等方面。若能对BIM技术进行有效应用，能更充分掌握信息数据库，更好地将建筑节能方面表现出来。运用BIM技术能够建立工程的三维模型，如图1所示，并在虚拟平台进行呈现。同时，BIM系列软件可以做出效果图，以此来满足用户的各类需求，用户如果对建筑效果不满意，可以及时告知BIM工程师，BIM工程师按照用户的意愿来进行效果图的修正。BIM技术在智慧建筑施工阶段起着重要的作用，智慧建筑的施工周期长、施工极其复杂，这对施工人员及团队产生了一定的困扰，BIM技术可以在施工阶段进行项目管理与调控，能给施工人员与团队带来极大的便利。同时可以改善建筑生命全周期中的资源浪费、环境污染等问题。BIM技术的使用对中国建筑业的可持续发展有着积极作用，同时为绿色智慧建筑的发展奠定了基础。

图1 建筑三维建模图

2.2 绿色智慧建筑的优势

在我国，建筑物的能源消耗可达到总能源消耗的35%，在发达国家，用于建筑物的能源约占总能源的40%，这是巨大的能源消耗，这就使得传统建筑在新时代的弊端更加明显。而绿色智慧建筑以亮眼的优势出现在大众面前。据不完全统计，绿色智慧建筑与传统建筑相比，可以节约18%左右的能源。

绿色智慧建筑可以多层次地满足用户的个性化需求。绿色智慧建筑通过感知层、传输层、记忆层、判断层、决策层多层次来满足用户需求。感知层可以感受建筑内的温度、声音、亮度、干湿度等一系列的指标，通过传输层来传递信息，同时在记忆层中形成数据库，传输层将数据传送到核心管理层，在核心管理层的判断下，对室内的数据做出适当分析，最终做出适宜用户生活的决策。满足用户的个性化需求。

2.3 BIM技术与绿色智慧建筑结合的优势

随着大数据、人工智能和BIM等技术的不断发展，它们为智慧建筑的发展提供了基础技术，大量的组织机构开始投入到智慧建筑的基本理论研究中，BIM技术与绿色智慧建筑相结合，可以通过BIM技术和绿色智慧建筑各自的优势，更好地为用户打造良好的生存空间。在建筑的全生命周期内加入用户信息，基于BIM技术的应用，可以为用户群体创造出更为舒适、智能、环保、安全和高效的生活工作场所，实现民生、科技、建筑在智慧城市中的协调发展，为绿色城市的建造做出重要的贡献；同时也可以促进自然与城市的和谐共存。这是可持续发展在建筑业的重大体现。

基于BIM技术的绿色智慧建筑是以建筑工业化为主导方向，坚持以求真务实，科学创新为发展理念，专注打造设计、研发、生产、运输、销售、安装、租赁、维修、养护、回收等一站式绿色智慧建筑服务项目。主要由规范化设计、工厂化生产、标准化施工、数字化运维、绿色化拆除等几个重要部分组成。这个流程充分体现了绿色建筑业的模式。当绿色智慧建筑建成以后，与传统建筑不同的是它需要充足的运营和维护手段，在物业管理方面可以通过一种基于数字化的管理手段，营造一种安全、高效的管理系统。在人机交互方面，进行线上线下双监控系统，在线上使用PC监控，在线下让专业人员进行检查，实行双重管理；同时与手机端APP进行关联，使管理人员管理更加便捷。这大大降低了运维阶段的费用，可以在一定程度上促进绿色智慧建筑的发展。BIM技术应用主要过程如图2所示。基本上完成了从设计到施工售后的“一条龙”服务，响应国家政策，符合社会发展潮流，满足市场需求。与之相配套的产品材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保型建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略。

图2 BIM技术应用流程图

3 发展前景

在我国重要的国民经济支柱产业中，建筑业以绝对的优势占得一席之地。对我国经济发展来说至关重要。广大的科研人员、学者等都一直在这一领域中积极探索。在绿色建筑中应用BIM技术，能够有效节约资源、降低能源消耗、减少建筑垃圾，对我国的节能环保和环境改善具有重要意义。

大部分人认为，绿色智慧建筑建造的成本高于普通建筑，不应该被大力发展，但是从长远的角度来看，绿色智慧建筑有助于国家可持续发展的需求，可以降低能源的消耗。如果能加大对绿色智慧建筑的研究，就可以大大降低绿色智慧建筑后期的维护和运营成本。这样可以减少绿色智慧建筑与传统建筑的成本差距。为了建设社会主义现代化强国，建筑也应结合现代科学技术，创造与社会环境交融、满足多种活动需求的绿色智慧建筑。BIM技术与绿色智慧建筑相结合能提供给用户高等级全方位的服务条件，不断满足用户个性化需求，基于 BIM 技术进行协同工作，能够提高效率、节省大量资源、降低生产成本，以此来推进可持续发展道路。

4 结束语

在当今的大环境“信息化”的背景下，信息的交互影响了社会的发展，万事万物都通过“信息”相互连接，数字信息和物质资源通过高度连接、高效传递，极大程度提高了社会生产力，能更好地满足人类的需求。绿色智慧建筑是建筑业高效节能发展的必然趋势；BIM技术被建筑业广泛应用同样也是大势所趋，BIM技术同绿色智慧建筑相结合将有广阔的前景，值得在此领域有进一步的探索。