BIM技術在低碳智能建筑中的應用

摘要：中國人口基數(shù)與國土面積都較為龐大，建筑需求也相應較高，故而建筑工程數(shù)量多于其他國家，再加上人們的活動空間不斷拓展，促使建筑面積也在隨之擴張。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建筑工程建設與運行過程中，都會產(chǎn)生巨量的碳排放，因此要想早日實現(xiàn)國家制定的雙碳戰(zhàn)略目標，并為民眾營造更加舒適的生活環(huán)境，很有必要著力發(fā)展低碳智能建筑?；诖吮疚闹饕治鯞IM技術在低碳智能建筑中的應用，旨在探索提升低碳智能建筑工程建設水平的有效途徑。

關鍵詞：BIM技術；低碳智能建筑；技術應用

文章編號：2095-4085（2024）01-0137-03

0引言

為了更好的改善我國的環(huán)境和能源問題，近年來國家一直在有效落實生態(tài)環(huán)保和節(jié)能減排工作，建筑行業(yè)是踐行綠色節(jié)能轉型發(fā)展要求的主要途徑，就是推進低碳智能建筑工程建設并促進其良性發(fā)展。BIM技術作為一種適用于工程領域的現(xiàn)代化信息技術，在低碳智能建筑工程設計、施工等環(huán)節(jié)均有較高應用價值，深刻了解BIM技術特征及其在低碳智能建筑工程各個環(huán)節(jié)的具體應用，有效開展BIM智能樓宇管理系統(tǒng)設計研究，對于低碳智能建筑發(fā)展具有一定助力作用。

1BIM技術概述

在進行建筑工程的施工時，應用BIM技術能夠對統(tǒng)計獲得的建筑項目的信息建模，而且應用于工程的施工、設計以及管理等環(huán)節(jié)。BIM技術在應用于建筑設計環(huán)節(jié)時，可以將建筑數(shù)據(jù)圖形融合，并將傳統(tǒng)的二維平面的設計形式轉變成為了三維立體設計，通過BIM技術所生成的建筑模型能夠真實反映出建筑的信息，從而保證施工環(huán)節(jié)能夠順利進行。對于低碳智能建筑的施工來說，通過應用BIM技術能夠更符合綠色智能建筑的設計需求，提高綠色智能建筑的質量。BIM技術有如下特征。

1.1信息資源的互通共享性

這主要是指運用BIM技術進行建筑模型的構建需要大量收集建筑的信息，所以能夠在模型中反映出來建筑參數(shù)的各項信息，能夠打破信息的壁壘，使參與建筑施工設計的各個部門實現(xiàn)信息共享。在BIM模型中包含了建筑的各項信息數(shù)據(jù)，基于BIM技術建設人員能夠進行項目的模擬施工，從而查看建筑項目施工過程中各個環(huán)節(jié)的施工情況，能夠發(fā)現(xiàn)建筑施工時在設計方案以及安裝環(huán)節(jié)等存在的不合理的問題，能夠提高設計方案的合理性，避免出現(xiàn)安裝作業(yè)碰撞，從而能夠在正式施工之前優(yōu)化整改上述存在的問題。當正式開始施工時，就能夠避免由于上述問題導致的工期延誤，同時，也能夠避免返工造成的建筑資源的浪費，從而節(jié)約施工的成本。此外，在進行低碳智能建筑的施工時應用BIM技術，能夠使參與施工的各個單位之間進行充分的信息共享，通過專業(yè)的軟件能夠保證信息的準確性以及實時性，使信息能夠高效的傳輸［1］。

1.2信息資源的完整性

信息資源的完整性主要是在應用BIM技術進行建筑模型的搭建過程中，需要全面的收集項目的相關參數(shù)信息，包括在進行建筑施工時使用的建材、工程質量標準、工程進度、施工人數(shù)、工程項目用途、施工成本、機械設備等?？梢曰贑AD軟件來獲得建筑的二維圖形，展示出建筑的特征線，并將獲得的二維圖形上傳至Revit軟件中，就能夠生成三維立體模型，所生成的三維立體模型不僅能夠展示出建筑的幾何信息，對于建筑的硬度等非幾何信息也能夠進行展示，因此，保證了信息資源的完整性［2］。

1.3可視化

可視化作為BIM技術在建筑工程中應用的優(yōu)勢，很大程度上改變了傳統(tǒng)的設計形式。在進行建筑的設計環(huán)節(jié)，可以通過應用BIM技術將建筑的各個參數(shù)信息進行有效的融合，并將參數(shù)信息上傳至設計軟件中，就能夠通過軟件來生成建筑的三維立體模型。根據(jù)生成的模型建筑人員就能夠模擬建筑施工的整個過程，通過模擬的過程就能夠檢測施工方案的合理性，查看施工各個工序是否存在沖突碰撞的問題，從而能夠在施工前解決存在的問題［3］。

2BIM技術在綠色智能建筑設計中的應用

2.1基于BIM技術的場地模型構建與分析

綠色智能建筑的構建其中關鍵的一個環(huán)節(jié)就是進行場地的設計，這影響著建筑的綠色智能化水平。通過應用BIM技術生成綠色智能建筑場地模型，就能夠以直觀的方式將場地的具體情況展示給設計人員，使設計人員能夠對場地有深入的了解，從而提高設計方案的可行性，然后再通過模擬施工的過程來完善和調(diào)整方案的細節(jié)。以上過程的實現(xiàn)是離不開建設場地信息和參數(shù)的收集工作的，在收集完成建筑的信息以及參數(shù)后，將收集的信息上傳至BIM模型當中，就能夠構建生成建筑場地模型。此外，BIM技術的優(yōu)勢還包括可視化和仿真性，在生成建筑場地模型以后，就能夠方便設計人員深入了解施工區(qū)域的具體狀況，從而進行深入的分析設計。

2.2基于BIM技術的建筑體型設計

隨著建筑規(guī)模的擴大以及結構的不斷變化，對于綠色智能建筑來說，也面臨著新的挑戰(zhàn)。為了保證綠色智能建筑體型設計的合理性，在設計過程中設計人員也更加重視BIM技術的應用。通過發(fā)揮BIM技術可視化和仿真性的優(yōu)勢，基于構建的BIM模型來分析建筑的體型構造，分析設計是否合理以及建筑的安全性能是否達標，然后進一步進行綠色智能的優(yōu)化，從而滿足建筑低碳綠色智能的需求［4］。

2.3基于BIM技術的建筑布局設計

對于綠色智能建筑來說，其是否具備綠色智能的特性與建筑的布局有關，所以也要保證建筑布局設計的合理性。對于建筑來說，建筑的通風以及采光主要是受建筑布局影響，而通風以及采光也能夠反映出建筑是否低碳綠色智能。應用BIM技術，通過對生成的建筑模型進行深入的分析，建筑設計人員就能夠對建筑進行全面的探析，提高建筑布局的合理性，能夠通過合理的布局滿足建筑通風、采光的需求。

2.4基于BIM技術的協(xié)同設計

綠色智能建筑相對于傳統(tǒng)的建筑來說，在建筑施工過程中還需要應用自動化智能控制技術以及綠色技術，需要多專業(yè)協(xié)同設計才能夠滿足建筑綠色智能的需求。BIM技術在進行協(xié)同設計時，還能夠作為信息共享的平臺，方便多個設計團隊共同進行設計，能夠保證數(shù)據(jù)的同步性，方便各個專業(yè)間進行共同協(xié)作，能夠避免傳統(tǒng)設計圖中存在的碰撞、缺漏等錯誤。對于裝配式綠色智能建筑，在進行設計時，可以通過應用BIM技術來進行構件的預埋預留工作，實現(xiàn)裝配構件的標準化［5］。

3BIM技術在綠色智能建筑建造施工中的應用

3.1基于BIM技術的智能制造

2020年7月由住建部在內(nèi)的13個部門共同發(fā)表的《關于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》（建市［2020］60號）中明確指出，要實現(xiàn)建筑工業(yè)化技術與信息技術的共同發(fā)展，加大在建筑工程中的人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、BIM、區(qū)域鏈云計算等信息技術的應用。首先，要抓住物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，能夠在綠色智能建筑的施工過程中應用智能制造、BIM技術等信息技術，構建智能制造生產(chǎn)線。

3.2基于BIM技術的信息化施工

綠色智能建筑本身對于建筑施工來說具有較高的要求，而且在施工過程中會面臨著復雜的管線布置問題，經(jīng)常會出現(xiàn)管狀碰撞。為了避免該問題出現(xiàn)，需要全面進行管線的檢查，但該過程會耗費較長時間，而且比較容易疏漏。在應用了BIM技術以后，利用其可視化的特點開展三維碰撞檢查，就能夠清晰的展示出管線的空間關系，實現(xiàn)快速的定位問題。此外，還能夠將施工方案與BIM模型融合，通過BIM技術來模擬實際的施工過程，從而在施工時能夠更好的把控施工的進度，使施工能夠在工期內(nèi)完成。

3.3基于BIM技術的建造過程智能化管理

在進行綠色智能建筑設計施工的過程中，管理工作必須全面，能夠站在全局、整體性的角度落實管理工作，包括材料的采購運輸、加工、構件設計等，才能夠確保綠色智能建筑施工的效果。在進行綠色智能建筑的管理過程中，可以通過應用BIM技術進行智能化管理平臺的構建，從而能夠對建筑施工的全過程進行管控。通過構建的智能化管理平臺，能夠為參與建筑項目施工的各個單位提供構件的生產(chǎn)運輸情況，協(xié)調(diào)在施工過程中構件到貨不及時、安裝不到位問題，從而能夠實現(xiàn)從構件備料到吊裝完成整個過程的管理［6］。

4BIM技術在綠色智能建筑運維管理中的應用

4.1基于BIM技術的安全管理

綠色智能建筑最關鍵的就是要保證建筑的安全，所以在進行管理時需要重視建筑的消防安全以及結構安全，從而整體提升建筑的安全性。首先，依托于BIM技術，可以監(jiān)測建筑的結構，能夠向管理者展示出建筑關鍵結構的情況，以便及時發(fā)現(xiàn)結構中的問題。其次，有效的融合BIM技術與消防智能報警系統(tǒng)，當面臨消防安全問題時，能夠及時的指出安全疏散通道的位置以及發(fā)生消防問題的部位。

4.2基于BIM技術的能源管理

綠色智能建筑相較于傳統(tǒng)建筑來說，就是在全生命周期貫徹節(jié)能理念，所以要合理的使用建筑的內(nèi)部能源。通過融合物聯(lián)網(wǎng)與BIM技術，就能夠監(jiān)測建筑內(nèi)部的溫濕度，進行能耗分析，維持室內(nèi)溫濕度的適中，從而在提高建筑的宜居性的同時，也能夠滿足綠色環(huán)保的要求。

4.3基于BIM技術的設備維護管理

對于綠色智能建筑來說，設備的維護管理也是其中重要環(huán)節(jié)。可以通過應用物聯(lián)網(wǎng)技術，將建筑智能電子系統(tǒng)進行集成，然后通過BIM技術來對各個系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，能夠實時的獲取設備的信息。此外，還需要對設備進行維護管理，及時的更換設備的零件以及到期的設備，降低事故出現(xiàn)的概率［7］。

4.4BIM智能樓宇管理系統(tǒng)的具體設計內(nèi)容

BIM智能樓宇管理技術的系統(tǒng)邏輯是將數(shù)據(jù)庫作為底層基礎系統(tǒng)，然后再進行可視化信息交流平臺的構建，在SQL數(shù)據(jù)庫以及ODBC數(shù)據(jù)處理技術的基礎上，實現(xiàn)與物業(yè)管理員數(shù)據(jù)庫之間的信息相連。通過這一過程就能夠方便管理者進行訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，方便進行樓宇的管理，達到集成管控、高效管理的目的。采用的BIM智能管理系統(tǒng)大多包括五層邏輯系統(tǒng)，在能夠滿足安全規(guī)范的要求下，各個層級之間能夠相互配合，樓宇智能化集成系統(tǒng)的主要層次如下：

（1）表現(xiàn)層。不僅能夠反映出各子系統(tǒng)的功能，而且能使管理者了解管理系統(tǒng)層面，從而進行信息的錄入和讀取工作。

（2）支撐層。作為整個管理系統(tǒng)的支撐平臺，能夠進行信息數(shù)據(jù)的處理、整合、分析工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。通過計算系統(tǒng)能夠提升數(shù)據(jù)存儲以及提取的速率，高效進行數(shù)據(jù)的處理工作，滿足使用者的需求，還能夠進行數(shù)據(jù)的查找工作，展示可視化結果，方便管理者進行決策。

（3）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層能夠為整個體系操作提供運轉數(shù)據(jù)，其標準格式為IFC，能夠進行數(shù)據(jù)的轉化對接。通過匯總為現(xiàn)場設備的運行數(shù)據(jù)、管理人員的設備維修經(jīng)驗以及控制數(shù)據(jù)的采集，進行維護數(shù)據(jù)庫的構建。

（4）網(wǎng)絡層。BIM樓宇智能化集成管理系統(tǒng)的功能實現(xiàn)是離不開互聯(lián)網(wǎng)技術與計算機局域網(wǎng)技術的，基于二者才能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡共同協(xié)作。當進行管理時有英特網(wǎng)、辦公專用、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)以及機電專網(wǎng)等不同網(wǎng)絡模式的選擇，能夠更加高效的進行數(shù)據(jù)的傳輸，實現(xiàn)資源的共享。

（5）基礎設施層。該層為以上各層軟件的基礎支撐，是進行信息傳輸必不可少的層次。通過基礎層才能夠實現(xiàn)信息的集成管理，增強設備間的聯(lián)系。

5結語

在國家不斷加大生態(tài)環(huán)保工作力度的形勢下，建筑工程正在以勢不可擋之勢朝向低碳智能型發(fā)展，鑒于低碳智能是一種新型建筑理念，所以更有必要深入分析BIM技術在低碳智能建筑體型、布局設計以及信息化施工和建筑建造和運維管理等各個方面的具體應用，并探討B(tài)IM智能樓宇管理系統(tǒng)設計，以便在促進BIM充分利用的同時，更好的助力低碳智能建造建設與發(fā)展。

參考文獻：

［1］張路璐.BIM技術在智慧建設中的應用［J］.中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術，2016（8）：258-258.

［2］向杰，向金澤，朱磊森，等.BIM技術在綠色智能建筑中的應用［J］.智能建筑與智慧城市，2021（9）：80-81.

［3］閆斌，王宇，趙雨，等.BIM技術在裝配式建筑全壽命周期中的應用［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2019（32）：119.

［4］徐士云.BIM建模在建筑工程施工中的應用研究［J］.智能城市，2017（1）：16，18.

［5］徐偉，閆雪萌，李志鵬.淺析基于BIM技術的建筑全生命周期綠色數(shù)字化建造［J］.上海節(jié)能，2021（2）：62.

［6］王興.基于BIM技術在低碳建筑中的節(jié)能應用與優(yōu)化［J］.中小企業(yè)管理與科技，2022（4）：178-180.

［7］高靖愷.基于BIM技術的公共建筑生命周期碳排放計量研究［D］.太原：太原理工大學，2016.