探究基于BIM的辦公建筑智能化運維管理設(shè)計畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）報告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 級 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見：（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時間畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱意見表 學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究 評閱意見：

2、（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：探究基于BIM的辦公建筑智能化運維管理設(shè)計摘要：隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，智能化水平不斷提高，傳統(tǒng)建筑逐漸暴露出信息化水平較低、信息傳遞能力較差、運維部門溝通不暢、個性化設(shè)計不足等缺陷，本文從空間分配、節(jié)能環(huán)保、火災(zāi)應(yīng)急處置等幾個方面，借助BIM技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過信息與數(shù)據(jù)流的結(jié)合，降低管理難度，提升管理效率。關(guān)鍵詞：辦公建筑;智能化運

4、維;設(shè)計0 引言BIM（Buliding Information Modeling）是建筑業(yè)當(dāng)中新興的一種技術(shù)，它通過設(shè)計、施工、和運營維護的數(shù)據(jù)傳遞，實現(xiàn)建筑信息的互聯(lián)互通，它能夠?qū)⒔ㄖこ添椖慨?dāng)中所有的信息資源綜合到一個智能化的數(shù)據(jù)模型當(dāng)中，實現(xiàn)對建筑項目的智能化管理，為運維設(shè)計提供真實可靠的信息資源。1 BIM的背景及研究現(xiàn)狀1.1 針對運維方面空間分配的研究在空間管理運營維護的過程當(dāng)中，管理人員可以使用BIM技術(shù)得到可視化的三維立體建筑模型，能夠清晰觀察到房屋內(nèi)設(shè)施擺放情況，克服了傳統(tǒng)房屋圖紙抽象雜亂的情況出現(xiàn)。有些學(xué)者研究在物業(yè)方面BIM的應(yīng)用模式，通過在每一個車位安裝探測裝置，監(jiān)測

5、停車場的車位狀況，并將探測數(shù)據(jù)與BIM系統(tǒng)聯(lián)通，向用戶與管理者及時展現(xiàn)車位使用情況，避免擁堵與資源浪費?，F(xiàn)有的有關(guān)BIM運營維護階段對于空間分配管理的內(nèi)容不多，已進行的研究也多停留在物業(yè)空間應(yīng)用和建筑物內(nèi)空間導(dǎo)航模式的探索，較少涉及到基于建筑信息化管理體系進行的建筑內(nèi)部空間分配探索。并且傳統(tǒng)的預(yù)測建筑空間利用率理論也僅僅考慮對獨立房間的占用需求，對房間面積、環(huán)境資源等整體著眼較少。因此，將建筑信息化管理與空間利用理論相結(jié)合的研究具有很好的發(fā)展前景。1.2 有關(guān)節(jié)能環(huán)保綠色低碳的研究BIM技術(shù)在建筑運營維護階段能夠最大限度地節(jié)約資源，包括水能、電能等，有序利用自然資源，保護生態(tài)，為人類可持續(xù)健康

6、發(fā)展作出貢獻。在資源利用等方面，有些學(xué)者認為可以利用BIM技術(shù)與基于案例分析的方式相結(jié)合，建立能源消耗管理平臺，運營維護人員能夠利用之前的案例推算出建筑耗能的合理數(shù)值，降低能耗，減少浪費。另一些學(xué)者認為，傳統(tǒng)的資源分析法無法根據(jù)住戶的實際需求和使用情況進行分析，通過BIM技術(shù)可以通過分析能耗推算出使用者的行為流程，并計算出使用者的行為模式和當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件等參數(shù)，為運維者提供了有效的管理依據(jù)。1.3 針對火災(zāi)等應(yīng)急管理方面的研究建筑運維管理人員能夠通過BIM技術(shù)對整座建筑進行3D可視化模型分析，能夠快速定位建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)等緊急事件的位置，并根據(jù)實施情況反饋給公共管理機構(gòu)，還能夠通過實時模擬創(chuàng)建

7、臨時火災(zāi)場景，合理規(guī)劃人群逃生路線，在應(yīng)急事件管理當(dāng)中具有很大作用。一些研究將BIM技術(shù)同無線識別技術(shù)相結(jié)合，對建筑進行無損無接觸式掃描，運維人員可以通過提前設(shè)置的掃描參數(shù)對建筑內(nèi)部發(fā)生損毀、破壞、火災(zāi)等突發(fā)事件作出定位并進行處理，同時，在BIM可視化模型當(dāng)中能夠自由拆解建筑物，避免了對受傷建筑物的挖掘，提升了工作效率。2 辦公建筑智能化運維設(shè)計在BIM體系下的應(yīng)用2.1 適應(yīng)居民的智能化空間運維設(shè)計 利用BIM技術(shù)可以實現(xiàn)查看已被占用空間、未被占用空間以及住戶需求并對空間進行智能分配。提高空間利用率，為住戶提供舒適的居住生活環(huán)境。2.1.1 居民用戶需求調(diào)查在辦公建筑當(dāng)中，用戶經(jīng)常分為常規(guī)辦

8、公需求和非常規(guī)辦公需求。例如，日常時間用戶應(yīng)在辦公室進行辦公，但偶爾也需要使用會議室、教室等空間資源進行講座、會議等活動。辦公室也可分為單人使用辦公室與多人使用辦公室兩種。而根據(jù)用戶的身份也可以進行劃分，如重點用戶和常規(guī)用戶。這兩種用戶均可以擁有常規(guī)辦公需求和非常規(guī)辦公需求。根據(jù)用戶的身份以及需求的劃分，可以確定用戶的空間分配方式?？臻g分配方式包括個性化分配與基本需求分配。根據(jù)系統(tǒng)智能化為每個用戶匹配最適合的房間類型。2.1.2 優(yōu)化空間布局及智能分配與管理基于建筑信息化管理體系與建筑空間利用率預(yù)測理論，運營維護管理人員需要實時通過BIM3D可視化模型當(dāng)中的建筑物參數(shù)，例如建筑物樓層、房屋面積

9、、房間內(nèi)部設(shè)施、房間數(shù)量等進行綜合分析。建立建筑物空間分配平臺，設(shè)置空間分配智能算法，借助串聯(lián)的住戶需求信息和歷史數(shù)據(jù)，綜合考慮當(dāng)前的需求空間面積、環(huán)境條件、樓層角度、設(shè)備多少、已占房間數(shù)據(jù)等信息進行篩選。在篩選過程當(dāng)中，建筑信息化管理體系模型將結(jié)合提出需求用戶的鄰居信息分析剩余的建筑空間。要想根據(jù)用戶提出的信息進行篩選優(yōu)化，還應(yīng)當(dāng)滿足在設(shè)計之初設(shè)置的使用面積上限。假如在設(shè)計之初將用戶能夠選擇的房屋面積上限定為60平方米，則在基于BIM系統(tǒng)的智能房間分配平臺當(dāng)中，當(dāng)用戶提出70平方米或更高的房間需求時，系統(tǒng)就會自動提示超過預(yù)設(shè)范圍，無法分配。智能系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)未被占據(jù)并滿足需求的房間當(dāng)中抽取幾個

10、不同房間提供給用戶，用戶傳回反饋信息之后，系統(tǒng)根據(jù)用戶的反饋信息進行學(xué)習(xí)和挖掘，智能推薦算法給用戶推薦更為適合的房間，直至用戶進入。用戶也可以進行自主選擇并查看各個推薦房間的優(yōu)缺點。如果當(dāng)前的空房間數(shù)量不足，系統(tǒng)即將剩余所有房間列出供用戶進行選擇并記錄結(jié)果。實現(xiàn)智能房間分配需要構(gòu)建用戶相關(guān)數(shù)據(jù)庫，其中需要包括用戶選擇房間的歷史信息、用戶的使用需求與習(xí)慣和所有的房間檔案。系統(tǒng)需要采集用戶的使用習(xí)慣，記錄其每次的選擇并存儲在服務(wù)器上。通過大數(shù)據(jù)進行用戶畫像描繪，找出用戶對房間的偏好。采用建筑空間利用理論（SUA）對BIM智能推薦平臺進行優(yōu)化和學(xué)習(xí)，在平臺上增加用戶所關(guān)心的面積、環(huán)境等房間參數(shù)，滿足

11、用戶的個性化需求。2.2 針對辦公建筑的綠色管理研究在建筑物建成之后，對建筑內(nèi)能源消耗進行實時監(jiān)測并分析是一項既重要又復(fù)雜的任務(wù)，需要運營維護管理人員對建筑不同階段、不同用戶當(dāng)中收集，利用傳統(tǒng)方式對能耗數(shù)據(jù)和信息進行收集，不但速度慢、時間長、效率低下，還給運營維護人員帶來極大的壓力。而通過BIM技術(shù)，運維人員能夠全面掌握建筑物整個生命周期當(dāng)中的各類重要文件和信息，包括施工圖紙、驗收信息、竣工信息等，在建筑物的可持續(xù)性使用過程當(dāng)中發(fā)揮了不可替代的重要作用。現(xiàn)階段根據(jù)BIM技術(shù)對建筑物的環(huán)保管理主要包括資源消耗、碳排放、通風(fēng)光照條件、水循環(huán)、人體舒適程度等幾個方面。2.2.1 根據(jù)氣候指標對人體舒

12、適度進行智能計算人體自然舒適程度主要影響因素有環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、代謝率、輻射溫以及服裝熱阻等方面，這些方面還可以細化分為環(huán)境因素和自身因素。對于辦公建筑而言，本文主要探討溫濕度、空氣流速、人體與制冷設(shè)備距離、代謝率和熱阻這幾個方面。溫濕度和空氣流速這幾個指標都能夠通過外置傳感器進行收集，將這些信息整合至BIM模型當(dāng)中。普遍而言，人體代謝率和服裝熱阻值根據(jù)季節(jié)時間的變化是較為穩(wěn)定的，人體與制冷設(shè)備之間的距離則也可以通過BIM模型設(shè)計時內(nèi)置的信息進行準確計算，最終可以推算出每個用戶的人體舒適度。2.2.2 根據(jù)BIM及無線傳感技術(shù)設(shè)計智能環(huán)保管理框架根據(jù)BIM技術(shù)進行智能環(huán)保管理同樣需要運維人

13、員整合目標建筑物室內(nèi)室外的環(huán)境信息和設(shè)施設(shè)備，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)信息庫，根據(jù)BIM實時模型推算建筑物的實時能耗并進行監(jiān)測。通過模擬程序，分析能源消耗并提出解決措施。利用BIM技術(shù)進行的碳排放檢測需要對建筑外部和內(nèi)部環(huán)境相結(jié)合，對建筑各個位置與工作過程當(dāng)中的碳排放量進行智能計算，并針對計算結(jié)果給出相應(yīng)的處理方案。對于光照與通風(fēng)分析，需要借助外置無線傳感器對建筑內(nèi)外光照、溫度、熱輻射和空氣流速進行實時監(jiān)控，對不同氣候不同環(huán)境下的光照條件與風(fēng)速進行模擬，達到適宜人居住的環(huán)境。針對基于BIM技術(shù)進行的水循環(huán)管理需要綜合考慮建筑物內(nèi)外的用水情況和水資源供應(yīng)情況，設(shè)置雨水收集點用于植物灌溉等循環(huán)使用，綜合各季

14、節(jié)月份的用水情況，進行模擬分析，優(yōu)化水資源使用方案，防止水資源分配不合理的情況發(fā)生等。2.2.3 利用BIM技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)建筑節(jié)能減排的優(yōu)化改進通過BIM技術(shù)的3D可視化模型進行建筑優(yōu)化設(shè)計，可以降低設(shè)計難度，優(yōu)化設(shè)計流程，降低設(shè)計成本，避免由于設(shè)計人員的失誤造成返工情況發(fā)生。利用BIM技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物各個功能模塊的整體性評價，避免傳統(tǒng)節(jié)能減排評價模式的片面性和單一性。利用BIM技術(shù)還能將設(shè)計與施工有機結(jié)合，打通雙方人員的溝通渠道，優(yōu)化改造施工完畢后的設(shè)施性能，并能夠?qū)笃谶\維工作進行指導(dǎo)和參考，避免了斷層情況的發(fā)生。2.3 基于BIM以及云計算等對火災(zāi)應(yīng)急處置研究由于辦公建筑一般樓層

15、較高，因此一旦發(fā)生火災(zāi)等緊急情況，只能依賴對災(zāi)情發(fā)現(xiàn)的實時性和救援力量趕到的及時性。目前，越來越多的人發(fā)現(xiàn)了BIM技術(shù)在預(yù)防火災(zāi)和救援火災(zāi)等情況當(dāng)中的重要作用，利用BIM技術(shù)能夠整合建筑物內(nèi)所有無線傳感器的感知信息，并對建筑整體進行立體監(jiān)測，一旦發(fā)生緊急情況可以及時進行預(yù)警。2.3.1 提供火災(zāi)案例與應(yīng)急預(yù)案供參考依據(jù)BIM技術(shù)進行火災(zāi)案例分析，首先應(yīng)當(dāng)建立火災(zāi)案例數(shù)據(jù)庫，運維人員應(yīng)當(dāng)將火災(zāi)案例的各種信息導(dǎo)入BIM模型當(dāng)中，案例信息應(yīng)當(dāng)包括：災(zāi)情嚴重程度、受災(zāi)人數(shù)、采取的防護手段及建筑逃生路線等，還可以通過BIM模型進行火災(zāi)救援模擬演練，模擬根據(jù)建筑內(nèi)發(fā)生火情火勢大小、建筑內(nèi)人數(shù)、火災(zāi)發(fā)生時間

16、等進行人流逃生路線的正確規(guī)劃，模擬應(yīng)當(dāng)詳盡真實，模擬結(jié)果也應(yīng)錄入BIM模型當(dāng)中，以供提出準確可靠的應(yīng)急預(yù)案?；贐IM技術(shù)的火災(zāi)案例分析，必須滿足幾個條件，如建筑物人數(shù)、火勢大小、災(zāi)情等級等。運維人員可將系統(tǒng)設(shè)定為超過某個火勢或建筑內(nèi)人員達到某個數(shù)量級才會提出救援疏散預(yù)案，防止錯誤預(yù)警帶來的不必要損失。在火災(zāi)現(xiàn)場，傳感系統(tǒng)能夠根據(jù)建筑物內(nèi)的二氧化碳排放量和各類建筑構(gòu)件的表面溫度進行分析，并對火勢進行判斷，給救援人員提供準確參考依據(jù)。對人員的逃生路線分析，BIM技術(shù)可以智能計算出當(dāng)前位置距安全出口的最短路徑，并可用過手機端傳達到每個用戶的導(dǎo)航當(dāng)中，所有傳感器與BIM模型直接聯(lián)系，能夠準確規(guī)劃逃生

17、路線，降低火災(zāi)損失，減少人員傷亡。2.3.2 根據(jù)大數(shù)據(jù)信息設(shè)計應(yīng)急管理模型基于BIM技術(shù)建立應(yīng)急管理模型，能夠確保對火災(zāi)的及時發(fā)現(xiàn)和處理，建筑運維人員需要對室內(nèi)多個無線傳感器進行實時監(jiān)測，包括溫度濕度傳感器、二氧化碳傳感器、建筑物表面溫度傳感器等，并結(jié)合視頻監(jiān)測，將數(shù)據(jù)信息打包整合至BIM模型當(dāng)中，依據(jù)實時數(shù)據(jù)，BIM模型可以對建筑物內(nèi)發(fā)生的火災(zāi)位置進行定位并準確計算火情大小。智能判斷是否需要啟動建筑物災(zāi)情報警系統(tǒng)并疏散人群，系統(tǒng)需要根據(jù)運營維護人員預(yù)先錄入模型的各類火情信息進行分析判斷并學(xué)習(xí)，判斷出與此次火情最為相似的情況，并提出預(yù)先準備好的應(yīng)急預(yù)案。運維人員和救援人員能夠通過該模型，提高

18、救援效率，降低救援損失。3 結(jié)語BIM技術(shù)不僅能夠?qū)k公建筑內(nèi)部的空間導(dǎo)航、能耗監(jiān)測、火情應(yīng)急處置具有重要地位，還能夠在用戶空間分配、智能綠色管理、建立火災(zāi)案例數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)急預(yù)警預(yù)案等方面發(fā)揮不可或缺的作用。為建筑智能化、信息化的不斷發(fā)展提供了思路。參考文獻1馬國豐，宋雪.基于BIM的辦公建筑智能化運維管理設(shè)計研究J.科技管理研究，2019，39（24）：170-178.2于琍.基于BIM技術(shù)的辦公園區(qū)建筑設(shè)計規(guī)劃J.建筑結(jié)構(gòu)，2020，50（22）：167.3姜雪晨.BIM在既有辦公建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用研究J.科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2021，29（18）：40-41.4張志平.基于BIM與RFID的某公共建筑運維集成管理研究D.西安：西安建筑科技大學(xué)，2020.