建筑智能化中BIM技术的应用分析

作者:李俊成 黄亮
单位:中国建筑第二工程局有限公司西南分公司
摘要:BIM技术是建筑信息模型技术的简称,主要是通过三维建筑模型的建立对建筑真实信息进行模拟。BIM技术的出现为建设单位的运营和管理工作带来很大便利。我国建筑智能化尚处于起步阶段,还有待进一步完善,故围绕建筑智能化中BIM技术的应用进行分析,以供同行参考。
关键词:建筑 智能化 BIM技术 应用分析
作者简介: 李俊成,技术主管,E-mail:970855089@qq.com;

0 引言

BIM技术的不断发展,给建筑企业的结构、管理、运营等带来重大变革。现阶段,我国建筑智能化还处于起步阶段,BIM技术的出现以及应用,为建筑智能化带来了新的发展契机。目前,BIM技术在建筑智能化中的应用得到社会的广泛关注,成为建筑企业的重点研究课题。

1 建筑智能化

建筑智能化是以建筑工程为基础,应用智能化设备和智能化系统,打造具有感知能力、判断能力、信息传输性能和决策能力的智能化建筑系统,为人们提供更舒适、便捷和安全的生活环境。

建筑智能化可有效改善人们的居住和办公环境。建筑智能化工程中的空调系统能对建筑室内空气环境实施自动检测,区别于空气净化功能,借助此系统,能实现对室内温度或湿度的自动调节。建筑智能化工程相比传统建筑工程,更加绿色节能。例如,通常情况下,建筑中应用的空调和照明系统消耗大量电能,其能耗占据建筑总能耗的70%左右;而建筑智能化工程能更好地利用自然光和自然空气等天然资源,实现室内温度的调节,既节能又环保。

与传统建筑工程相比,建筑智能化工程能更好地满足建筑用户的环境功能需求。传统建筑工程在建设施工前,要预先完成功能设定,然后开展工程设计,按照设计进行后续施工;而建筑智能化工程的施工过程更具灵活性,除了通信智能化和办公智能化外,还具备开放式结构设计,建筑用户能根据自身需求调整建筑功能。建筑智能化工程中的智能通信系统和智能办公系统可显著提升人们的工作效率,借助智能化系统,建筑用户能及时地获取信息,便于各项业务的开展。

2 BIM技术

BIM指建筑信息模型,能对建筑工程的所有信息进行数字化描述,充分展现建筑工程中不同阶段的多种信息数据。借助该技术建立的三维可视化建筑模型,给建筑智能化工程建设提供有力技术辅助,显著提高工程建设效率,提升工程模型设计质量,实现工程成本控制,避免资源浪费。

建筑信息模型应用三维数字技术中的仿真模式可完成建筑工程的相关信息表述,包括建筑工程实体设施中的多个几何组件,如楼梯、门窗、梁、柱及墙体等,它们组合成为仿真建筑三维模型,模型中除包含相应的几何信息外,还含有建筑的属性参数、几何组件的空间关系等,能显示建筑工程完整的生命周期。BIM模型本质上是强大的建筑信息数据库。建筑工程设计人员通过对BIM模型的实施操作,能直观地规划和调整建筑智能化建设方案。BIM技术的核心要素是信息数据,其中包括建筑工程信息的输入、交换及查询等。这种新型技术能结合互联网平台和计算机设备展现建筑工程智能化的多维视角,通过虚拟的模型判断建筑智能化系统的各部分是否符合技术标准。

3 建筑智能化中BIM技术的应用分析

3.1 BIM技术在建筑智能化模型设计中的应用

建筑智能化工程在进行模型设计时应用BIM技术,能更好地实现建筑工程各类重要信息的整合,其中包括建筑材料、建筑构造、技术应用、参数设置等方面,借助BIM技术,技术人员能将图形信息转化成为包含建筑工程参数信息的构件,并将信息参数保存成为文件,以此实现非几何信息和几何信息之间的整合。建筑智能化工程中的模型设计包含不同种类的构件,应用BIM技术进行模型设计能充分保证建筑空间功能设计的合理性,设计人员全面掌握构件信息,有利于设计方案的完善。

如果在设计过程中需要对模型实施调整,技术人员应用BIM技术可将建筑的室外和室内空间整合成完整的可调整逻辑系统,待调整完毕后,可实现信息的完整储存。逻辑系统中所有参数信息都存在关联性,信息化图元不断发生变化,对其中任何一个图元进行调整,与其关联的其他图元都会发生变化,如果视图信息发生变化,设计人员也要将其关联部分同步调整。在此过程中,要应用BIM模型构件进行说明注释,以便视图处理的提升优化。例如,模型设计中的临时尺寸标记,主要作用是表明构件之间相互依赖的关系,但是该标记并非真实存在于设计绘图区域中,如果设计过程中需将临时标记设置为永久性标注,设计人员需单独进行修改调整。

在建筑智能化设计过程中,应用BIM技术的可视化功能将建筑智能化工程的模型和结构通过三维可视化模式进行展示,工程业主、施工单位及设计单位通过此模型能更好地进行技术交流。与传统建筑模型相比,BIM的展示模式具有显著优势,工程设计人员为更好地展现其设计方案,往往借助BIM技术绘制效果图,应用渲染功能表达空间设计感,便于快速判断业主对设计的满意程度,工程业主也能从设计中获取更全面的信息。BIM技术逐步取代传统的二维设计模式,将各种复杂建筑模型清晰展示。

设计人员利用BIM技术进行可视化模型设计时,通过三维建筑模型展现不同的细节,例如建筑的钢筋节点设计、幕墙节点设计等,设计完成后还能生成相应的构造视频,便于设计人员进行技术交流。例如,设计人员在进行别墅智能化工程设计时,借助BIM模型直观判断出老虎窗节点和出檐口节点构造部分存在的差异,并通过可视化设计观察节点构造中存在的设计缺陷,及时进行修正调整。

3.2 BIM技术在建筑可见度分析中的应用

建筑工程中的可见度分为2种,室内可见度与室外可见度,其中室内可见度的等级与建筑用户的居住体验密切相关。设计人员在进行建筑智能化设计时,可见度分析也是重要的控制环节,在此环节中,必须应用BIM技术实施辅助。例如,在进行智能化建筑设计时,借助该建筑房间的BIM模型信息,将其导入Ecotact分析软件中,得出相应的分析结果,通过颜色的不同判断可见度差异,进而明确建筑空间的可见度等级。借助此分析结果,技术人员通过在模型中调整建筑室内的空间布局、窗户尺寸等参数设置,优化建筑工程的可见度,直到符合建筑智能化建设标准。

3.3 BIM技术在建筑日照情况分析中的应用

通常情况下,建筑智能化工程在进行工程的规划设计时,将建筑物的日照间距参数设置作为重要的参考依据。在传统建筑工程设计中,技术人员通常只是在设计图纸中设置建筑物的排布,这种设计方式易出现误差,影响后续建筑物施工及用户的居住体验。通过应用BIM技术,设计人员能够对建筑物实施日照动态分析和日照静态分析,获取精准的分析数据。技术人员借助BIM技术实施建模,在其中输入相应的节气信息,以便于获取建筑日照情况。模型将以动画的形式展示建筑物日照时数的变化趋势及太阳的阴影状态,为建筑智能化工程建设提供重要参考。

3.4 BIM技术在建筑声音环境分析中的应用

建筑的声音环境会直接影响建筑用户的感知和听觉,对于学校、医院、商场等人员相对密集的建筑类型来说更是如此。在智能化建筑建设过程中,为充分考虑建筑的声学状况,必须进行环境模拟,对建筑声音环境的两大影响因素,即音质与音量,进行准确测算。在进行建筑声音环境布局设计时,借助BIM技术,根据建筑的结构朝向、地形屏蔽以及建筑功能等因素,对建筑的声音区域、强度和传声方向进行分析,利用声学统计模型,准确计算出建筑室内产生的混响时间,通过参数调整实现建筑结构内部空间音质的优化,提升用户的居住质量。

3.5 BIM技术在建筑智能化施工阶段的应用

建筑智能化工程施工中应用BIM技术可显著优化工程施工效率。借助BIM技术,施工阶段工程管理人员能实现多种信息的集成,其中包括现场施工材料、机械设备、人员组成、天气状况等。与此同时,应用BIM模型能实现现场施工模拟,直观反映施工中存在的各种问题,便于施工单位对施工流程进行分析和完善,科学组织施工。此外,借助BIM模型,还能进行虚拟碰撞检验,即对工程中的机电安装、建筑构件等模型实施碰撞检测,而后进行图纸优化,对各个工序实施模拟,发现其中存在的技术问题并及时调整,尽量降低工程建设过程中的施工变更频率,实现工程施工设计和资源配置的优化,对施工现场实施更完善的管控。

3.6 BIM技术在建筑智能化工程交付运行中的应用

在建设工程结算期,BIM软件中包含可运算的信息,可自动识别模型中不同构件的名称、属性、尺寸、数量、性质等,并进行数据统计。造价人员可将BIM统计信息导出并进行汇总,简化了施工算量程序,提高了工程量的准确性。由于BIM技术集成了建筑全生命周期完整的信息,因此,在运行维护阶段给建筑的维修、保养带来便利。

4 结语

随着现代信息化建设和智能技术的不断发展,各领域的运营模式发生改变。建筑行业作为我国国民经济的重要组成部分,其智能化发展已经成为建筑企业未来发展的方向。BIM技术在建筑智能化中的应用为建筑企业的智能化发展提供新的契机。

 

 

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