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2025-01-23信息技術的飛速發展,為建筑行業帶來了轉型升級的契機。BIM技術作為數字化轉型的核心技術,正引領行業從傳統模式邁向現代化、智能化。中國建研院秉持創新驅動發展戰略,研發自主BIM(建筑信息模型)技術,為建筑行業高質量發展提供堅實的技術支撐,推動行業向數字化、工業化、智能化方向邁進。
自主BIM技術:行業轉型的新引擎
作者:中國建研院總經理 樊金龍
長期以來,我國建筑行業嚴重依賴國外BIM軟件,核心技術存在“卡脖子”問題,不僅對信息安全構成威脅,也制約了行業的自主創新。為打破這一局面,中國建研院于2019年啟動自主BIM平臺重大攻關項目,2021年推出國內首款完全自主知識產權的BIM平臺軟件——BIMBase,其核心源代碼自有率達100%,實現了關鍵核心技術自主可控。
BIMBase攻克了大體量圖形處理、參數化建模、多專業模型協同設計等關鍵技術難題,集成了幾何造型、顯示渲染、數據管理三大引擎,以及參數化組件、通用建模、協同設計等九大功能,全方位滿足了工程項目建模和設計需求,為建筑行業數字化轉型筑牢根基。
BIMBase自問世以來,在建筑行業推廣應用成果斐然。基于BIMBase的PKPM-BIM、PKPM-PC、PKPM-PS等50多款產品已推向市場,截至2024年底,BIMBase系列軟件已推廣到國內5000多家建筑企業、政府和高校,并在超過2億平方米的實際工程中落地應用。它為工程建設行業提供了國家級自主可控數字化基礎平臺,助力設計、施工、運維等環節無縫銜接,提升工程建設效率和質量,推動企業構建數字化管理體系,實現項目全生命周期精細化管控,促進了行業可持續發展。
“好房子”:居住品質的新標桿
在當今社會,人們對居住環境的期望不斷提升,追求更高品質的生活體驗。“好房子”代表著健康、舒適、安全和環保的居住空間。中國建研院依托自主BIM技術,致力于打造符合現代居住需求的高品質住宅。通過BIM技術,設計師可以從建筑的通風、采光、聲學等多方面進行精細化設計,打造健康舒適的居住環境。通過模擬建筑內部的氣流走向、光線分布和噪音傳播,優化建筑的布局和結構,確保室內空氣質量優良、光照充足且分布均勻、噪音得到有效控制,為居民提供健康、舒適的居住空間。
同時,基于自主BIMBase打造的智能管理系統,實現了家居設備的遠程控制和智能聯動,提高了居住的便捷性和舒適性。BIM技術還可以與物聯網、人工智能等技術相結合,實現智能家居系統的智能化管理和優化,實時監測和分析家居設備的運行狀態和能耗數據,自動調整設備的運行參數,實現節能減排和設備維護。
中國建研院通過自主BIMBase,對建筑結構進行精確模擬和分析,確保建筑的安全性。通過模擬極端天氣和地震等自然災害對建筑的影響,優化結構設計,提高抗災能力。此外,利用自主BIMBase,幫助設計師進行精細化的空間規劃和設計,模擬居民日常活動,優化空間布局,提高使用效率,滿足現代家庭的多樣化居住需求。
自主BIM技術的發展,將引領未來住宅向更加智能化、綠色化和個性化的方向發展。通過BIM技術的模擬和優化,實現對居民需求的精準把握和個性化定制,為居民提供更加符合其生活方式和喜好的居住環境。
智能建造:建筑行業的新革命
智能建造作為建筑行業轉型升級的重要方向,中國建研院依托自主BIMBase,深度融合大數據、云計算、物聯網、人工智能等前沿科技,打造了全方位的智能建造技術體系,推動了智能建造的創新發展。
在設計環節,BIMBase實現了建筑、結構、機電等多專業協同設計,通過參數化建模與仿真分析,優化設計方案,提升建筑性能。中國建研院研發的PKPM-AID結構智能輔助設計系統,將算法優化與BIM技術深度融合,可以自動優選構件截面尺寸,精準控制結構指標,實現自動化設計優化。目前,PKPM-AID已在國內超過150家單位的數百個工程項目中應用,提高了約30%的設計效率,節省造價約5%-10%,部分項目可達20%。
智能審查是依托BIM技術實現建筑項目自動化審核的一種創新方法,通過將設計圖紙和BIM模型導入智能審查系統,系統依據預設的建筑規范、標準和規則,自動檢測建筑項目的各項指標是否達標,從而大幅提升審查效率和準確性,降低人為失誤。目前,中國建研院依托自主BIMBase已為國內20多個省市開發了智能審查系統,截至2024年底全國通過BIM審查的新建項目已超過6000個。
中國建研院積極探索智能建造與建筑工業化的協同發展。通過BIM技術與先進制造技術的結合,實現建筑部品部件的標準化設計和智能化生產。BIMBase還支持裝配式建筑的施工模擬和優化,幫助施工團隊提前規劃構件的運輸、吊裝和安裝流程,減少現場施工時間和成本。
以漢芯公館項目為例,該項目團隊遵循“人居、綠色、標準、科技、智能”的5S開發理念,推進數字化報建、BIM正向設計、智能化施工和智慧運維等全流程智能建造技術。BIM正向設計貫穿項目始終,支持多專業協同設計,利用BIM技術進行綠色建筑分析;采用智能建造一體化平臺,打通建筑軟件與制造業軟件之間的數據壁壘,實現數據驅動工廠、驅動裝備、驅動項目管理,為業主打造高品質好房子。
綠色建筑:可持續發展的新路徑
綠色建筑是實現可持續發展的重要手段,中國建研院依托自主BIMBase平臺,不斷探索和優化綠色建筑設計與建造方法,助力建筑行業在節能減排、資源利用等方面取得突破性進展。
在設計階段,利用自主BIMBase平臺,可以對建筑的能耗進行精確模擬和分析,優化建筑的圍護結構設計,提高保溫隔熱性能,降低供暖和制冷能耗。合理布局建筑的太陽能光伏板、風力發電設備等可再生能源設施,提高能源自給率。通過BIM技術模擬建筑與自然的互動關系,保留和利用原有的自然景觀,減少建筑對環境的破壞,促進人與自然的和諧共生。
在綠色建筑實踐方面,中國建研院參與了眾多綠色建筑項目的設計與建設,利用BIM技術對建筑全生命周期的碳排放進行精細化管理。例如,在浙江余村的零碳鄉村建設項目中,中國建研院充分發揮BIM技術的優勢,為余村的綠色建筑建設提供了全方位的技術支持,通過BIM模型進行精細化的能耗分析和優化設計,使建筑的節能性能得到了顯著提升,并實現了余村建筑的智能化管理。通過BIM與物聯網技術的結合,實現了對建筑能源使用情況的實時監測和控制,進一步降低了能源消耗,為打造零碳鄉村奠定了堅實的基礎。
此外,中國建研院還積極參與綠色建筑標準的制修訂工作,將自主BIM技術在綠色建筑領域的應用經驗與數據反饋到標準編制中,為提升綠色建筑標準的科學性與實用性提供了有力的技術支持和數據依據。
展望未來,在國家戰略的指引下,中國建研院將繼續發揮其在建筑科技領域的引領作用,加大技術創新力度,拓展自主BIM技術的應用領域,推動建筑行業與新興科技的深度融合,為推動建筑行業的高質量發展、實現經濟社會的可持續發展做出更大的貢獻,助力實現中國式現代化建設目標。