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摘要：通过多个数字化智慧建筑运维项目的应用经验，总结BIM技术在运维阶段基于云平台的应用要点;从网页版轻量化数字载体的应用出发，论述BIM应用在建设工程全生命期中，通过数据传递，使其贯穿各阶段应用需求的轻量化载体，进行数据汇总分析后，有效控制与管理工程建设实施和运营维护;通过挂接可感知环境变化传感器末端，进行数据汇总分析，实现智慧物联AI运维的应用探索。
关键词：BIM技术;智慧建筑;轻量化数字载体;
引言：十八大以来,我国一直鼓励BIM技术与装配式建筑相结合.有效地解决了传统的装配式建筑建造中的部分问题.但并没有真正实现多种信息技术的有机融合"。本文概括了BIM和智慧建造的内涵,梳理了BIM在装配式建筑智慧建造设计阶段、生产阶段、施工阶段中的应用,阐述了BIM在装配式建筑智慧建造应用中的作用与价值,分析了BIM的装配式建筑智慧建造应用案例,旨在为BIM技术和装配式建筑的有机互补、有效融合、无缝衔接提供一定的借 鉴。
1 装配式建筑概述
装配式建筑是指建筑结构系统、外围护系统、设备和管线系统、内装系统的所有构件均采用预制形式，将各个预制构件运输到施工现场，之后采取恰当的方式将这些构件连接在一起所建成的建筑。装配式建筑的施工特点具体表现在以下三个方面：第一，施工工期短。和传统建筑施工相比，装配式建筑在施工过程中具备施工周期短的特点，最快在七天内就能够完成施工。从实际操作上看，建筑装配式施工取消了传统建筑的外保温、抹灰、二次结构和砌体等流程，因此极大地缩短了工程施工周期。第二，环境污染小。传统建筑施工会应用混凝土、水泥、沙子等材料开展现场搅拌工作，在施工现场容易产生较大面积的粉尘。和传统建筑施工相比，装配式建筑会在施工过程中直接进行现场装配和连接，由此减少工程施工产生的灰尘，能更好地保护施工现场环境。第三，节水节能。装配式建筑在施工过程中的现浇混凝土和现场模板作业较少，于无形中减少了水资源的消耗，在一定程度上也减少了扬尘的发生。
2 装配式建筑的发展
目前，我国的建筑产业正在经历一个重要的阶段，既要完成转型升级，又必须不断开拓创新，走出一条新的道路。以现场手工作业为代表的依靠低廉的人力成本进行施工的模式已经逐渐没落，随着科技的发展，科技带来的新成果也被不断运用到建筑业当中。可装配式建筑就是在这个趋势中不断发展的一项技术。装配式体系具有绿色环保、效率较高等优点，非常适应我国当前人力资源成本提高、对环境保护的要求更加严格的状态下建筑业升级的实际需要。在我国，已在多个省市发展起了装配式建筑产业相关的园区。这些产业化基地涵盖方案设计、构件制造、建筑施工及相关装配设施制造、装修等各个环节，足以满足装配式建筑的建造需求，装配式建筑产业及其配套产业的空间规划已初见雏形。
3 BIM技术
3.1 BIM技术的简介
BIM以数据为基础构建建筑信息化模型，从设计过程中的资源、行为、交付三个方面为设计单位提供具体的方法和实践内容。BIM可以将数字信息用于设计、施工和管理，而不仅仅是数字的整合，在建筑工程领域，它可以显着提高建设项目的效率，并在整个过程中承担风险，可以减轻风险。与传统的人工数据分析相比，BIM依赖于大数据分析。即根据现场数据的不同方面创建具体的实时模型，以帮助设计者和决策者最直观地执行任务。
3.2 BIM的应用优势
3.2.1 提高计算速度和计算精度
创建 BIM 数据库可让您快速计算工程量并提高施工预算的准确性和效率。还可以调整BIM数据库计算以匹配项目内的实时数据信息，并可以随着时间的推移获取相应的数据供管理员参考，确保及时性和准确性，显着降低人工成本。
3.2.2 为工程精细化管理提供可能
以精细化管理为目标的建筑行业，需要处理大量信息，费时费力，上层无法有效落实。利用BIM，可以创建参考模型，实时反映现场各部分的施工进度和具体施工状态，管理人员根据现场进行人员和资源的分配。大大减少。资源和中间轮换流程，以提高管理效率。
3.2.3 为施工决策提供依据
BIM更直观的特点是可以通过数据计算生成三维可视化模型。 在海量数据库的支持下，建筑模型的可靠性大大提高。 利用这一点，可以在施工过程中发现施工过程中不合理的地方，优化施工方案，同时提高施工质量。 同时，以可靠的数据为后台，与投资者的沟通将更加便捷和自信，便于谈判和调解。
4 智慧建筑综合评价模型的构建
4.1 基本构建思路
基于可拓理论，可以创建一套全面的智慧建筑评价体系，并通过对优度评价法的运用，确定可拓集合关联函数及计算关联度，刻画研究对象。在运用过程中，优度评价法具有多重运用优势，能够以量化的形式判断研究对象，对其在某层面的特性做出准确的判断，在选择关联函数的支持下，可以摆脱关联度判断过度依赖主观的局面，有助于提高关联度的准确性。
4.2 评价指标的选择
以智慧城市发展理念为引导，综合考虑顶层设计框架以及指标体系，并多方面选定适用于智慧建筑的评价指标，并保证其具有代表性和准确性。其中，评价指标的选择为重点内容，且不同指标组合方式下所得到的评价结果也不尽相同。(1)从企业投资者的角度来看，在评价指标的选定中，更倾向于以经济效益为核心的指标。(2)从政府的角度来看，指标的侧重范围延伸至环境、资源利用水平、民生等领域。在城市环境污染问题日益严峻的局势下，以何种方式杜绝粗放化发展成为重点探讨的内容。对此，要发挥出建筑智慧化的带动作用，共同推动智慧城市的发展。与此同时，通过对现有智慧城市建设经验以及国家建筑信息化政策等多方面信息的综合分析，可以初步确定评级指标所涵盖的范围，即能源利用、水资源利用、保障体系、室内环境、施工管理、运营管理和居民感知幸福度，并由此构建综合型评价指标体系。
5 BIM技术在智慧建筑中的运用策略
我国的装配式建筑体系经历了二十多年的停滞。技术存在断层、缺乏生产经验，相对于其他国家具有更高的发展难度。当前，大多数研究聚焦于国外的发展经验与技术体系，而对BIM系统与装配式建筑之间的关联缺少认识。实际上，BIM技术与装配式体系在很多因素上存在共通之处。首先，装配式建筑需要工程项目各个参与方的写作，从设计到生产施工待机电装修，都需要紧密配合。BIM可以满足这个需求，实现各个专业的参与方的信息与资源集成；其次，在装配式体系中存在很多数据与操作的复用，如果缺少合理的管理手段，很容易出现纰漏，而使用BIM软件能处理这些困难；最后，装配式体系的建筑最终的目标是环保建筑，强调在建筑物的整个使用阶段中都实现良好的管控，这也符合BIM技术强调全周期生命应用的特点。
5.1 施工筹备
施工准备具体包括以下几点：一是项目选择。基于BIM技术的装配式工程应选择易于操作、可重复性强、模块化的建筑工程。同时，项目的选择需要尽量避开已经启动的项目。二是确定施工组织结构。 BIM技术在装配式工程建设中的应用，也需要创建一个完整的BIM技术应用团队。同时，要明确各岗位人员的工作职责，在多部门人员的密切配合下，更好地完成建设。三是需求调查研究。施工前，根据设计院、加工厂、安装单位的需要，提取重点难点问题。在对重点难点问题进行分析后，制定切实可行的建设方案。第四，BIM建设目标的确定。
在做好需求调研的基础上，提取出特色BIM应用点，综合考虑整个项目的投入产出比，明确基于BIM技术项目的实施方案。五是建立联动机制。建立BIM信息与施工设计、施工生产、施工安装的联动机制，安排专职技术人员基于BIM技术对施工现场进行跟踪指导。
5.2 设计方案优化
为进一步优化绿色智慧住宅区的建设方案，可在实践过程中利用BIM技术进行优化。具体以BIM设计得到的专业模型为基础进行专业碰撞检测，检测报告结合专业模型进行优化完善。在这个过程中，有效地改进了具体的施工方案，以达到更好的施工效果。奠定基础。不仅如此，在建设项目的设计和施工阶段，还可以有效地利用BIM技术和机械进行可视化操作，为提高项目的设计效率和质量奠定基础。在实践过程中，可以科学地应用BIM技术进行辅助设计，在特定的平台上进行各种专业的实践施工设计模拟。在此基础上，可以获得相应构件的具体信息，完成碰撞检测、工程量计算、打印等工作，为项目建设的顺利实施提供支持。在施工过程中，也可以利用BIM技术进行相应的改进。
5.3 生产阶段
新型建筑工业化的目标是在信息技术的帮助下，逐渐实现智能化的建造系统，使生产模式从大规模批量建造向大产量定制建造转化。目前，装配式体系下的构件生产，尤其是在部品部件加工环节上，仍然以依靠手工居多，浪费大量的时间与劳动力。在生产阶段，BIM系统对构件生产带来的升级主要在于研发基于BIM的部品部件计算机辅助制造(CAM)和生产管理系统——通过将构件的BIM建模转换为MES系统在生产构件所需要的数据，由MES系统传输给设备端，并由CAM系统完成输出。
5.4 施工安装
施工安装主要包括以下内容：一是所有工程按专业、楼层、位置进行拆解，拆解后结果与计划进度相关联；同时，编码模型和安装顺序。在运输过程中，运输规划，确保运输有序便捷。不仅如此，在整个项目建设过程中，相关人员都是根据编码类型自动生成的，还需要统计项目编码数据。其次，它可以协调设计、生产、安装模型和管理信息。装配式建筑在安装过程中，墙底用来堆放角钢的预埋套和墙内预埋的接线盒更容易发生碰撞，两者之间的距离可以调整的。借助BIM技术；同时借助BIM技术的“干涉检查”功能，还可以重新调整预埋管道和接线盒的位置。
5.5 监理控制系统
在绿色智慧住宅区建设过程中，施工监理工作存在数据篡改、信息延迟、验收不规范等弊端和问题。使用BIM技术可以有效解决这些问题[1] 。 BIM 可以改变这种现状。在实践过程中，可以基于BIM模型进行二次开发，并在此基础上得到一系列的施工管理控制系统。凭借信息平台的功能，整合了每个项目参与者和项目各个阶段的数据，数据库是完整和准确的。每个参与者的核心人员都有权访问数据库，用于跟踪项目进度和数据，完成动态管控，实现监管工作的可视化和智能交互。并构建完整的BIM监控和控制系统。
5.6 在智慧建筑运营和维护中的运用
运用BIM技术可以将设计、施工等环节构建成模型，相关人员可以在此基础上高效开展运营和管理工作。在项目运营阶段，源自BIM建筑模型中的信息可快速传递至建筑运营平台，工作人员不仅可以更好地掌握设备运行状态，还可根据需求及时查询维护信息，信息的价值得到有效的发挥。此外，BIM技术的分析功能丰富，可针对建筑的性能、能耗等方面做多角度的分析。这样做可以提高智慧建筑运营阶段的可控水平，而工作人员也可根据实际情况采取更具针对性的监控管理措施。得益于BIM技术的数据处理功能，还可根据现有信息模拟火灾、地震等事故，预估在出现此类事故后的具体情况以及不良影响，由此生成应急处理预案，以备不时之需。在运营中，若因某些原因而诱发安全事故，则可以在短时间内做出响应，规划疏散路线，在短时间内快速疏散建筑内部人员，有效降低事故风险，进一步保证人的生命财产安全。
5.7 基于云平台的资料汇总管理
BIM模型涵盖大量的设计数据，都是在初次建模时由建模人员完成。但是随着项目到了施工阶段，需要不断地增加和更替一些管理信息在模型中用于管理分析。系统中需要进行属性增加和修改，修改后所有参与人员即可看到最新的构件属性，并支持过滤统计。通过拓展，BIM模型也可以应用于设备供应商管理。结合各种流程管理中针对设备供应商、各分包商的信息库进行存储和打分，便于后续评级管理，资料可以通过平台的专属文档管理模块进行分类分权限管理，形成资料归档，并且通过云端存储的方式可以避免文件缺失，为项目全生命周期资料的保存提供了有力的帮助。
5.8 在智慧建筑领域的推广策略
在BIM技术优势逐步凸显的背景下，住建部也针对BIM技术的推广工作制定了相应的目标，到2020年末，建筑业的甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业需要掌握BIM技术与其他主流信息技术的集成化运用方法。但需意识到的是，BIM技术的推广依然任重道远，部分中小企业对BIM技术的认识较浅、运用水平相对有限。针对此问题，可从以下三方面着手，进一步提高BIM的推广水平和运用水平。(1)多途径宣传BIM技术，各地区的行业协会应当发挥引导作用，组织公益培训等活动，做好BIM技术的科普工作，通过持续性的渗透，强化相关企业对BIM技术的认知。(2)作为主管部门，有必要合理采取政策手段，对运用BIM技术的企业，给予适度的补贴以及政策扶持。(3)BIM软件开发企业，一方面需加大开发力度，增强软件的稳定性、丰富功能；另一方面需建立产业联盟，通过多方的协同配合，形成工作合力，以更为强劲的动力推动BIM技术的发展与普及，形成适用于本地企业的专业BIM运用软件，将BIM技术的运用水平提升至全新的层级。
5.9 多系统集成
通过数字化智慧建筑云平台的整合系统，拓展IBMS、CMMS、安防监控等多个子系统，可利用其数字化建筑模型的优势实现物联网架构体系的智能化集成系统应用;通过数据互通协议，现有弱电系统(IBMS)、或旧建筑运用广泛的CMMS系统和新兴的智能家居等系统均可通过开放的接口对接到平台，可实现IOT的集成。
结论：
BIM技术在国内外的建筑领域得到了深入的应用，为装配式建筑的发展提供了信息化集成保障。以BIM技术为核心，推动装配式建筑的发展，可以体现装配式建筑“集成”的思想。基于BIM技术的装配式建筑集成体系打通了设计、制造、装配、维护、管理等各个环节，将建筑业的集成化推向了新的高度，形成了一种多角度宽领域的集成。但目前装配式建筑及BIM技术的的合作运行仍在初期，缺少统一的设计规范和相关的人才。在实际实施时可能出现预期以外的问题。在后续的生产与研究中，还需要针对各个环节进行进一步优化，使结合了BIM技术的装配式建筑体系可以取得长足的进步与运用。
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