BIM下的建筑智能工程設計

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摘要：信息化技術的飛速發展給我國各行各業帶來了許多的機遇和挑戰，建筑工程項目作為我國國民經濟發展的支柱產業，信息化水平的應用卻還在初級階段。bim技術在建筑智能化設計領域得到了廣泛的應用。多樣化的BIM技術為我國建筑智能化設計提供了更廣闊的發展空間與平臺，使整個建筑工程項目更加科學化、規范化、精細化，提高了工程建設項目的效率和質量。文章探討了BIM技術的應用優勢以及在工程設計中存在的問題，提出了BIM技術在建筑施工中的具體應用，希望能為我國建筑工程設計的發展提供參考。

關鍵詞：BIM技術；建筑智能工程設計；應用優勢；具體應用

引言

隨著世界經濟的發展，人們對于可持續發展的問題越來越重視，世界對于能源的需求以及能源的增長成了當今世界面臨的重要難題。而這一問題也帶動了信息技術的不斷發展，這兩者相碰撞，就使得智能技術成為節約資源，提高人們生活質量和舒適度的重要途徑和可行的方法之一。其中，智能建筑就是智能技術發展和實施的重要途徑和組成部分，在當前的建筑行業，施工、設計以及運維管理等方面都有了更加現代化、高科技的技術手段來作為輔助工具，而BIM技術又是一個可操作性強、發展前景廣闊的強大的智能建筑技術。建筑智能工程設計讓BIM技術的發展逐漸走向精細化、科學化、現代化，現代化、自動化的建筑工程逐漸成為建筑行業發展的主要趨勢，BIM技術被應用于建筑智能工程設計中，為建筑施工提供了一個更完整、更科學的信息收集和信息交互模型，使整個施工環節以及設計更加高效、順利[1-2]。

1BIM技術的理論和概述

1.1BIM技術概念

BIM技術是建筑信息模型的簡稱，是一個高度數字化的信息收集和分享系統，以數據信息技術為基礎，構建3D立體實體模型給設計者、施工人員以及項目管理、業主、物業等多方提供真實可靠的建筑信息。BIM技術最早起源于美國，是一種發揮了計算機信息技術的獨特優勢，實現了建筑的智能化/現代化/自動化的新型建筑技術，是信息技術高度發展的產物。在建筑施工中極大地提高了建筑項目的智能化水平和現代化信息化水平，其主要特點是在建筑項目的整個生命周期中提供數據分享和提取的平臺。不同的建筑項目參與者在BIM系統中輸入信息，實現建筑的智能化設計、優化項目建設管理、實時跟蹤項目施工進度。

1.2相關理論概述

1.2.1BIM是過程與結果的結合體BIM技術和傳統的3D模型同樣具有物理特性，但其獨特的功能特性和3D模型又存在很大的不同。其功能特性以產品信息的形式存在，運用計算機的信息技術建立工程模型，供使用者觀看和體驗，其功能特性主要表現在運用數字化信息系統對建筑的所攜帶的數字化信息進行收集和整理至BIM系統中，讓使用者和建筑工程的各方都能夠對建筑信息進行輸入、修改與集成，實現建筑工程信息的共享和整合[3]。

1.2.2BIM技術能實現多維模擬當前，我國建筑工程施工項目中一般使用CAD技術，但是這種平面技術只能從兩個維度來展現建筑施工項目。BIM技術則能以動態的三維模型來生成立體的建筑物，使建筑施工更加具體化、形象化，此外，在三維模型的基礎上，可以增加更多的維度，比如4D、5D等，4D是指在3D立體模型上增加了時間的維度，可以直觀的展示建筑施工的進度等。5D模型是指在4D模型的基礎上又增加了工程造價的管理，對建筑施工中的項目成本進行控制，把建筑施工中的影響因素都集合在一個BIM系統里，方便使用者能夠實時、直觀地對工程項目進行管理與控制[4]。BIM技術的核心是以建立一個虛擬的3D立體模型來實現數字化建筑工程的管理，提供一個完整、真實的建筑模型，反映建筑施工中建筑工程信息數據庫的真實情況。

2建筑智能工程設計中存在的問題

2.1缺乏全面系統的規劃

多數建筑施工方對于智能化都缺乏一個全面、正確的認識，導致只是以一方的主觀要求來定位建筑智能化設計，不符合實際情況的要求；承包單位也沒有清晰、正確、系統的規劃理念意識，缺乏專業技術人員，在建筑智能化工程設計施工中只是以簡單的多種現代化技術的疊加來達到建筑智能化，嚴重降低了建筑智能工程設計的實用性和科學性。

2.2缺乏明確的設計定位

當前我國在建筑智能化工程設計中還存在著許多的不足和問題，一個最顯著的問題就是在建筑智能工程設計中缺乏清晰、明確的定位，在智能建筑方面，許多工程設計單位對于智能化的設計缺乏全面、科學、正確的理解和認識。受傳統建筑觀念的影響，對于建筑設計的實用性考慮的并不周全，只是單一的強化弱點系統，在建筑需求方面和實際需要相脫離，而且對于建筑智能化設計規劃缺乏全面性和系統性。此外，在智能化建筑工程設計前期考慮不充足，在施工設計過程中還沒有選擇合理的智能化系統，使得施工過程和設計環節相脫節，出現許多問題，導致智能化系統和建筑之間的緊密性和聯系性相對較弱，例如，沒有電纜通道或者是通道太小、弱點管線預埋一樓等一系列的問題[5]。

3BIM技術參與不同項目的應用

工程項目不同于一般的工業產品，需要有多方的專業人員共同協作參與，才能完美的執行。傳統的建筑智能工程模型，從設計到施工過程都會存在許多出乎意料的錯誤，采用BIM技術可以實現建筑工程從設計到安裝等不同階段的協同作業，保障施工階段的精細化管理以及后期運行的智能化維護。

3.1業主方

業主方是推動BIM技術發展的內部動力，由于業主方是建筑智能化的主要直接受益者，所以在設計的前期階段，通過與施工方的溝通交流，可以保障自身對建筑實際要求，以協調施工和設計方的前期方案以及施工部署，解決可能出現的問題，降低業主承擔的風險。此外，BIM技術應用在建筑智能工程中可以實現建筑信息模型的高效整合與利用，為業主后期使用建筑物提供有效的指導，以降低成本、節約資源，所以，BIM技術越來越受到業主的歡迎[6]。

3.2設計方

傳統的建筑施工圖紙的設計主要采用CAD平面圖紙來進行設計和修改，經常會出現漏改和錯改的現象，采用BIM技術可以實現三維立體空間模型,不同專業的設計人員同時協同設計。另外，BIM技術的可視化設計在三維模型中可以直觀的檢查修改智能化設備和建筑之間存在的問題，避免建筑施工中可能存在的障礙。隨著社會的進步，人們對于建筑物的要求越來越高，而BIM技術正好可以對建筑物的各項性能進行對比分析、模擬，以實現節能減排、綠色環保的設計理念。

3.3施工方

BIM技術可以實現對建筑施工前期的空間模擬，避免在施工過程中由于管線碰撞而不得不采取拆除或返工等來解決問題，這樣既浪費了資源又耽誤了工期，BIM技術可以對施工中管線碰撞的問題進行模擬，以此來優化施工項目管理，加快施工進度。

3.4材料設備方

傳統的建筑施工中依靠主觀的經驗來判斷人工和材料設備數據，但是使用BIM技術可以對實際的施工項目進行模擬，通過虛擬的施工環境模擬，對施工中的材料設備以及人工等進行更科學合理的預測和配置，以此來制定周密的施工計劃。

4BIM技術在建筑智能工程設計中的具體應用

4.1BIM技術在建筑智能化系統運營管理中的應用

4.1.1平嵌入建筑智能化系統設備安裝視頻前期建筑智能化系統的安裝主要是施工企業來進行操作，在維保期過后，智能化系統的資料和人員在不斷地更新，導致后期的運維管理人員對智能化系統的維護與清理工作缺乏全面的認識。借助建筑智能化系統中的BIM可視平臺可以將施工企業的安裝視頻和相關使用說明建立在智能化系統模型中，維護工作中如果有需要就可以按下相應的窗口按鈕，清晰準確地展示設備的安裝步驟以及相關的維護說明，保障維護人員對智能化設備的準確清理和維護，提高工作效率和質量[6]。

4.1.2運行主狀態的實時顯示通過建筑智能化BIM可視平臺，可以將智能化設備的運行情況及時準確地反映給運維管理人員，以便準確及時地掌握智能化系統的運行狀態，避免產生不必要的風險，對出現的問題可以采取及時有效的措施來進行改進，做好防范措施。

4.2BIM技術在施工總承包中的應用

4.2.1可視化施工BIM技術的可視化工程項目建設利用三維立體模型準確清晰地反映建筑施工的整體布局，根據項目的施工進度和情況有針對性地進行優化，最大限度地提高建筑智能化管理，創建一個準確的可視化環境，便于施工人員進行施工進度和安排進行動態化的分析，確保足夠的資源配置。

4.2.2專業化的協調配合在建筑施工中會涉及多個領域的專業知識，需要設計、施工以及管理等多方的協同配合。所以需要一個強大的數據信息庫來保證信息的準確及時輸送，利用BIM技術建立信息共享平臺，在數據模型中每個專業人員對自己所負責的項目建立信息模擬，及時調整工程設計。

4.3BIM技術在建筑協同設計中的應用

4.3.1細化建模深度要求針對建筑智能化設計中數據丟失以及數據不對應的問題，要加強對建模的深度要求，保障各專業共享數據真實可靠性。此外，在建模深度使用范圍中也有嚴格的要求，例如，BIM模型發展到LOD200的時候不可以用于工程設計交底，當發展到LOD400的時候才能用于設計交底，以避免不必要的損失，保障BIM技術發揮合理的作用[7]。

4.3.2統一建模標準在利用BIM技術對建筑智能化系統設計中，各級單位以及各個不同企業所使用的BIM應用軟件多少會存在一定的差異，所以在利用BIM技術的時候，市場上要制定嚴格的標準，包括樓層的結果標準、ID、度量單位等，都要進行嚴格的規范要求，保障模型據結構和實體建筑物相同。施工企業要根據市場行業標準以及建筑物的實際情況，制定合理有效的BIM設計標準，以此來協同行業BIM技術的協同作業[8]。

5結語

建筑行業是我國國民經濟發展的支柱性產業，BIM技術作為建筑智能工程設計中一個全新的信息技術產物，對建筑工程的施工帶來了全新的創新與改革。隨著BIM技術的廣泛應用，給建筑行業注入了新鮮的血液,帶來了翻天覆地的變化，BIM技術的精細化管理/可視化平臺的建立/虛擬施工以及管道碰撞等施工作業的檢測和排查、對施工進度以及人力物力資源的合理配置，再到后期的運行維護階段，都能更加方便快捷，實時檢測更新智能化系統的運行情況，規范建筑智能化設計及運行階段，對建筑全生命周期進行科學的管理。但是BIM技術的應用還存在著一定的局限性，對于這項全新的技術，不管是市場還是技術上都還沒有完全適應，需要相關施工部門多實踐才能磨合。總的來說，不管是從國家層面還是從行業層面以及個人層面來講，BIM技術的應用都能夠促進我國經濟的發展，新技術的應用也能給建筑行業帶來新的機遇，對相關的專業人員也提供了更廣闊的發展機會。

作者：吳君 單位：天津工業職業學院