建筑與電子信息技術(shù)的融合與應(yīng)用

1、建筑與電子信息技術(shù)的融合與應(yīng)用摘要：隨著科技的開(kāi)展與電子信息技術(shù)的普及，很多傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合新技術(shù)與新思 想， 在所屬領(lǐng)域上迎來(lái)了第二春，綻放出新的光榮。通過(guò)論述了電子信息技術(shù)結(jié) 合傳統(tǒng)建 筑行業(yè)的新技術(shù) "BuildinglnformationModeling" (BIM) 的優(yōu)點(diǎn)與特 性，結(jié)合一些實(shí) 際的應(yīng)用來(lái)印證這種新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。 BIM 為建筑行業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì) 及便捷，相信在未來(lái) 的智慧城市應(yīng)用及綠色城市規(guī)劃中能夠得到更好的推廣和應(yīng) 用。關(guān)鍵詞：BIM電子信息技術(shù)；建筑;創(chuàng)新應(yīng)用；智慧城市一、 背 景說(shuō)明電子信息技術(shù)與建筑業(yè)，過(guò)去在很多人眼里是風(fēng)馬牛不相及的兩個(gè)行業(yè)。但是

2、隨著時(shí)代的開(kāi)展和科技的進(jìn)步，以及政府大力地推廣兩化融合，這兩個(gè)行業(yè)奇 妙地結(jié) 合在了一起。在人類的歷史上，有很多會(huì)聚著人類智慧的建筑，例如中國(guó) 的長(zhǎng)城、埃 及的金字塔、古羅馬的競(jìng)技場(chǎng)、意大利的比薩斜塔、德國(guó)的科隆大教 堂、土耳其的伊 斯坦布爾圣索非亞大教堂等等，隨著人類社會(huì)的開(kāi)展、科學(xué)的進(jìn) 步，建筑業(yè)從紙質(zhì)的 設(shè)計(jì)圖逐漸開(kāi)展為無(wú)紙化的電子設(shè)訃圖；而且隨著人工智能、大數(shù)據(jù)的盛行，BIM技術(shù)也逐漸走上建筑業(yè)的舞臺(tái)° BIM,就是一種基于三維模型 的智能化流程，BIM是 BuildinglnformationModeling 建筑信息模型，其一詞山 耶魯大學(xué)建筑系教授、美國(guó) 歐特克公司的

3、Ph 訂 Bernstein 先生提出，后由另一位 學(xué)者 JerryLaiserin 將其一詞 推廣成為建筑項(xiàng) LI 以數(shù)字化方式展示其建造時(shí)期各 階段的代名詞。目前已經(jīng)在全球 范圍內(nèi)得到建筑行業(yè)的廣泛認(rèn)可。 人們開(kāi)始運(yùn)用 這種技術(shù)進(jìn)行建筑的全生命周期的演 示，用三維的立體模型展示，形象更加真實(shí)、 立體，可以模擬在真實(shí)世界中不能進(jìn)行 操作的項(xiàng)口。將所有的資料信息化，可視化為項(xiàng)U的前期規(guī)劃、設(shè)汁、協(xié)調(diào)，模擬提供有效的決策依據(jù)，為項(xiàng) H的良性發(fā) 展保駕護(hù)航。二、 BIM 的特性BIM的核心是通過(guò)建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)為這個(gè)模 型建 立完整的、與實(shí)際悄況一致的建筑工程信息庫(kù)。該信

4、息庫(kù)不僅包含描述建筑 物構(gòu)件的 兒何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息，還包含了非構(gòu)件對(duì)象 ( 如空間、運(yùn)動(dòng) 行為)的狀態(tài) 信息。借助這個(gè)包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工 程的信息集成化程 度，從而為建筑工程項(xiàng)忖的相關(guān)利益方提供了一個(gè)工程信息交 換和共享的平臺(tái)。與傳 統(tǒng)碎片化的設(shè)計(jì)不同， BIM 把所有建筑設(shè)計(jì)者、工程師、 營(yíng)造廠商、業(yè)主及所有參與 本工程工程的所有人員的信息統(tǒng)一匯總，并進(jìn)行整合 , 從而在最快的時(shí)間內(nèi)給出最優(yōu) 方案。 BIM 也可以把設(shè)計(jì) ?方案具體化、可視化，更 加直觀地表達(dá)設(shè)計(jì)方案的有效性 和合理性，有效地識(shí)別和防止施工過(guò)程中的風(fēng) 險(xiǎn)；也能夠具體地掌握施工的本錢及造 價(jià)

5、，更好地進(jìn)行本錢控制工作圖 1 o BIM 是一個(gè)概念，將建筑物從設(shè)計(jì)至交付使 用的全生命周期的信息整合在一個(gè)軟件平 臺(tái)上。有別于傳統(tǒng)的 2D 平面繪圖的概念及 工作流程， BIM 改變了傳統(tǒng)建筑業(yè)的通 常行為模式，增進(jìn)團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同作業(yè)，更納 入各領(lǐng)域的信息并進(jìn)行整合。在很 多歐美及興旺國(guó)家， BIH 的開(kāi)展日益迅猛。住宅建 筑缺口大，土地資源日益緊缺 , 建筑業(yè)的專業(yè)人員流失嚴(yán)重，勞動(dòng)力緊缺已成為全球 態(tài)勢(shì)，從而造成建筑業(yè)本錢 日漸提高。在人力資源不夠的惜況下，依幕工具和機(jī)器就 成為唯一的一種出路。三、BIM在建筑業(yè)的優(yōu)勢(shì)建筑的整個(gè)生命周期分為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理、交付五個(gè)方面。一棟建

6、筑 物的建成除了以上五個(gè)方面，還有消防、平安、水電、布線等等，因此，需要 籌劃和 布局的事項(xiàng)非常多；而且工程人員數(shù)量非常龐大，還要考慮人與人之間傳 遞消息以及 交接的問(wèn)題。況且在傳統(tǒng)的建筑行業(yè)，所有的設(shè)計(jì)都是以圖紙形式進(jìn) 行傳達(dá)，每個(gè)施 工人員接觸的環(huán)節(jié)、知識(shí)層面的深淺，都對(duì)圖紙的識(shí)別和理解有 一定程度的差異；并 且因?yàn)槠矫鎴D的數(shù)據(jù)和信息，造成很多施丄人員都是依為經(jīng) 驗(yàn)來(lái)施工。不是專業(yè)的人 員非常難理解設(shè)汁師的用意和真實(shí)想法。 不同的人、不 同的團(tuán)隊(duì)具有不同的理解方式。 經(jīng)常不同的建筑局部是山不同的團(tuán)隊(duì)來(lái)完成，互 相之間缺乏溝通和信息的互通，這中 間存在很大的隱患，經(jīng)常會(huì)造成返工和額外 的工作

7、量。在這樣的前提下，使用 BIM 軟件進(jìn)行協(xié)調(diào)效勞以及各個(gè)工程的優(yōu)先排 序，可以在很大程度上減少因?yàn)槿藶樵蛟?成的錯(cuò)漏和疏忽，實(shí)現(xiàn)有效的信息互 通。項(xiàng)U可視化的三維模型，可以很輕松的汁算 材料的數(shù)量和安排工程的進(jìn)度， 不同于以往用人力來(lái)估算材料數(shù)量。不僅工作進(jìn)度可 以準(zhǔn)確安排，某一方修改項(xiàng) U 模型或是變更其他相關(guān)的圖面也可以實(shí)時(shí)的自動(dòng)更新， 進(jìn)而到達(dá)減少工程本錢 提升工程質(zhì)量的U的。BIM技術(shù)的本質(zhì)就是對(duì)于數(shù)據(jù)的深層挖 掘和使用，可以更 好得整合資源。在建筑的施工管理中，為了嚴(yán)格管控各個(gè)環(huán)節(jié)，將 工期和進(jìn)度加 入到3D建模中準(zhǔn)確的分析和量化，從而可以更加有效地進(jìn)行施工管理 工作和風(fēng) 險(xiǎn)的預(yù)

8、測(cè)；同時(shí)可以對(duì)于分管、 分包的各個(gè)環(huán)節(jié)的施工人員進(jìn)行管理和調(diào)配，制 定更加科學(xué)的計(jì) ?劃，有效地調(diào)節(jié)內(nèi)部以及外部的矛盾和沖突， 使整個(gè)施工過(guò)程更 加 得科學(xué)有效。另外， BIM 技術(shù)還能發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)，通過(guò)可視化技術(shù)可以防止施工中可能存在的危險(xiǎn)，更好的保護(hù)工人的平安，保障生產(chǎn)平安。山于BIM 技術(shù) 可以最大限度地提高建筑質(zhì)量，縮短工期，從而減低生產(chǎn)本錢，這種新技術(shù)開(kāi)始 逐漸在各行業(yè)內(nèi) 普及。四、BIM在建筑方面的應(yīng)用巴黎圣母院和埃菲爾鐵塔是很多人心 H 中最能代表巴黎的標(biāo)志性建筑。巴黎 圣 母院這座塞納河畔的輝煌建筑，建于 1160年，花了整整一白年時(shí)間，才在 1260 年完 工，距今七百多年

9、。法國(guó)電視主持人在新聞報(bào)道中惋惜地說(shuō)，預(yù)計(jì)巴黎圣母 院重修至 少需要 8? 10 年時(shí)間，在此期間不會(huì)對(duì)外開(kāi)放。也就是說(shuō)今后的十年，再去巴黎將無(wú)緣瞻仰這座人類歷史的瑰寶。幸運(yùn)的是 2021 年，藝術(shù)史學(xué)家 AndrewTallon 曾利用激 光掃描儀對(duì)整個(gè)巴黎圣母院進(jìn)行了掃描。這一次精準(zhǔn)的激 光掃描耗時(shí)數(shù)年，掃描點(diǎn)囊 括了大教堂內(nèi)外的 50 多個(gè)地點(diǎn)，對(duì)圣母院內(nèi)的每一 個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行了屢次掃描、數(shù)據(jù) 反傳，最終收集了超過(guò) 10 億個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。盡管現(xiàn) 實(shí)中的巴黎圣母院局部被燒毀，但是 在數(shù)字模擬下，人們依舊可以一窺圣母院的原貌。在不久的將來(lái)，運(yùn)用 BIM技術(shù)去修復(fù)巴黎圣母院將不會(huì)是難事。也許將來(lái) 利

10、用BIM技術(shù)，我們可以修復(fù)更多早已消亡在 歷史長(zhǎng)河中的人類瑰寶。在現(xiàn)代的 建筑業(yè)中，我國(guó)政府已經(jīng)開(kāi)始著手大力推廣 BIM 技術(shù)，同時(shí)出臺(tái)了很多政策和利 好消息來(lái)支撐這一產(chǎn)業(yè)。在上海，屹立于東方威尼斯 的 128層的摩天大樓一一上 海中心大廈，造價(jià) 24億美元，以 632米 119層的高度傲 然屹立在陸家嘴金融中 心，是中國(guó)目前的第一高樓，是美國(guó)建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所 Gensler 以BIM技術(shù)設(shè)計(jì)建 造的。整個(gè)工程的核心設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)只有三個(gè)人，消耗了五年三個(gè)月的 時(shí)間完成，比 傳統(tǒng)建筑的工期縮短了 30%o在北京，北京鳳凰傳媒中心位于北京朝陽(yáng) 公園西南 角，占地面積 1.8 公頃，總建筑面積 6. 5

11、萬(wàn)平方米，建筑高度 55 米。該建 筑同樣也是利用BIM技術(shù)對(duì)外殼和實(shí)體功能空間進(jìn)行量體裁衣，精確地吻合彼此的空間關(guān)系。該設(shè)汁方案屢次在國(guó)內(nèi)外獲得建筑大獎(jiǎng)。上海迪士尼樂(lè)園是中國(guó)內(nèi)地首 座迪 士尼主題樂(lè)園。在建設(shè)中，過(guò)半的建筑都采用了BIM技術(shù)，這大大提高了建 造速度，完美地呈現(xiàn)了實(shí)景的夢(mèng)幻樂(lè)園。深圳當(dāng)代藝術(shù)館及規(guī)劃展覽館(MOCAP)E, 這個(gè)深圳新地標(biāo)利用BIM技術(shù)完成了建筑建造，是深圳市“十二五( 2021? 2021)規(guī)劃的60 個(gè)標(biāo)志性重大建設(shè)項(xiàng) H之一?；㈤T二橋工程是廣東省高速公路 網(wǎng)規(guī)劃中連接廣州市和東莞市的重要東四向通道，利用 BIM 技術(shù)把現(xiàn)實(shí)的虎門二 橋用數(shù)字化形式展現(xiàn)出來(lái)。

12、 在虛擬數(shù)字建造和模擬使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際建 造過(guò)程可能遇到的問(wèn)題和錯(cuò)誤， 按照數(shù)字化建造過(guò)程進(jìn)行仿真施工。利用BIM模型，不但可以高效直觀地理解、溝通及管理項(xiàng)LI所有信息，而且基于 BIM模型中 的強(qiáng)大的相互關(guān)聯(lián)的信息，可以衍生出 諸多有效的數(shù)據(jù)分析方法，增加了項(xiàng) U 的 可控性、減少錯(cuò)誤、縮短工期、控制造價(jià)、 提高質(zhì)量。五、基于BIM技術(shù)的成功應(yīng)用，對(duì)未來(lái)的啟示與愿景 隨著綠色城市、智慧城市、智慧小區(qū)、智慧生活的概念的推廣 ,BIM 技術(shù)在建 筑 業(yè)中得到了空前的推崇和盛行。BIM技術(shù)口前顯現(xiàn)出的價(jià)值還只是冰山一角，在未來(lái)，這一點(diǎn)還將向更深層次探索和開(kāi)展。相信BIM技術(shù)將在未來(lái)的建筑業(yè)中 成為最正確的輔助工具。但是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的缺乏、技術(shù)骨干人才的短缺、施工方推廣力度不夠都是 U前存在的問(wèn)題。