建筑行业从开始的手工到工业化再到信息化,从此前的手绘模型到2D模型,发展到目前的BIM智能化信息管理模型。BIM技术成为一种新的理念和实践,通过信息技术的应用和创新的商业结构减少建筑业的各种浪费,降低建筑业的碳排放。信息技术的快速发展,使建筑业走向了创新道路,使智能建造走向了智慧建造。科技驱动低碳发展,低碳科技将颠覆以化石能源为基石的工业文明发展模式,带来能源利用方式的全新革命。
一、BIM——建筑行业大数据
BIM的核心在于Information,其应用是大数据时代的必然产物,而BIM作为建筑业的数据信息库,不仅能够处理项目级的基础数据,最大的优势是承载海量项目数据。建筑业是数据量最大、规模最大的行业,随着BIM的发展及普及,势必会促使建筑行业大数据时代的到来。
BIM用于仿真模拟工程设计、建造的进度和成本控制,整合业主、设计、施工、贸易、制造、供应商,使工程项目的一体化交付成为可能。而BIM的更高层次应用是提高质量和效率的工作与沟通商业结构,BIM代表着一种新的理念和实践,即通过信息技术的应用和创新的商业结构来减少建筑业的各种浪费,进而降低建筑业碳排放。
二、BIM技术对建筑产业化的影响
建筑产业化,即是将原有的“设计-现场施工”模式转变为“设计-工厂制造-现场装配”的模式。一个建筑的呈现也即一个产品的制造过程,产业化的目的即是将建筑建造过程趋于制造行业的制造过程。在现阶段对于钢结构及一些设备安装工程已基本实现,现在急需要解决的问题是土建工程的“设计-工厂制造-现场安装”模式。
BIM技术为建筑产业化项目的前期建设与后期管理维护提供一个很好的技术平台,利用BIM技术建立产业化建筑的户型库和装配式构件产品库,可以使产业建筑户型标准化、构件规格化、减少设计错误、提高出图效率,尤其在预制构件的加工和现场安装上大大提高了工作效率。对于施工阶段,比如将RFID辨识技术与BIM模型结合,围绕构件的制造运输装配过程实现预制建筑建造的全过程动态可视化管理等等。
建筑产业化必须从标准化开始,传统的设计及建造方式的弊端就是成果无法固化与进步,BIM技术的应用恰恰弥补了这方面的不足。利用BIM的技术数据,将承重墙、梁、柱、楼板,及楼梯等混凝土构件在工厂预制生产,最后集中到工地进行搭建。利用BIM产业化的预制建造模式,让原本充满混凝土、泥砂味道的房屋就像是组装一批规格各异、品质优良的汽车零件一样,迅速又充满工业美感地呈现。
运用BIM技术加速整合我国目前建筑市场各专业和各部门的资源,推动我国建筑信息化的进程,从而达到产业升级以及建筑生产与城市建设集约化管理,减少资源的浪费,完成整个生态产业链的整合,已经成为主要研究的方向。
三、BIM可以促进资源整合
BIM技术兼容并蓄的特点,可随着大数据、云计算、物联网、GIS、移动互联等信息科技的发展,成为寻找最优资源整合的利器。基于BIM的物联网应用将使每一块砖头、每一片瓦砾都有了自己的身份,使它们在自己的岗位上发挥前所未有的价值;BIM与大数据、云计算等结合,使设计师可以通过数据挖掘的技术,在庞大的数据库中轻松地找出有价值的信息。
BIM技术与物联网的结合,将各种如射频识别(RFID)装置、红外感应器,GPS、激光扫描、GIS等装置及系统集成形成一个巨大的网络系统,将使整个建筑产业链充分融合,使建筑业的发展和实施更加完善及有序。基于BIM和物联网应用,使物理基础设施与IT基础设施的结合成为了可能。在物联网的时代,将芯片嵌入到装备和构件物体中,应用物联网将其整合,实现人类社会与物理系统的整合,使得人们能够对网络中的装备和构件物体进行检测、管理和控制。
四、低碳科技化
社会对低碳科技的需求、政府的低碳科技政策、企业的低碳科技研发、低碳科技文化引领,是科技驱动低碳发展的必要条件。BIM、建筑产业化、物联网使低碳建筑成为了可能。
建筑物全生命周期中的碳排放具体包括建筑物材料本身,建筑物规划设计、建筑物施工安装、建筑物使用维护及建筑物拆除与清理五个部分。通过BIM技术改善整个全生命周期的碳排放及能源消耗;通过BIM技术实现类似于制造业的标准化设计、精细化施工,信息化管理,产业化生产从而减少更多的资源、能源消耗,减少碳排放,实现更高水平的节约与低碳。同时,利用BIM技术进行建筑的模拟数据分析,运用先进技术手段实现节能低碳、质量保障。从根本上降低建筑建造和居民生活中的碳排放,并不是像以往建筑一样盲目追求复杂高能耗的节能技术,而是通过模拟分析,有效地利用自然资源、可再生能源等。
利用BIM技术对通风、采光、空气质量进行模拟和优化,尽量利用自然通风与采光,从根本上降低建筑建造和居民生活中的碳排放。信息科技的利用,使低碳发展可以是低成本的、质朴的,同时形成一套自然循环的“生态系统”,成就新的低碳理念。