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2025.8.7-9

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廣東建筑科技周

行業觀察丨降低建筑能耗、提高智能建筑水平，是持續提升建筑工業化水平的關鍵

廣東建筑工業化展 2022-08-10 2126

相對于傳統建筑業，建筑工業化技術含量高，可節省材料、縮短工期、提高工程質量、減少環境污染。目前，中國建筑工業化正處于快速發展階段，整體工業化程度低、標準規程不足、生產耗能高，智能化技術的興起能夠在科技提升、成本節約和效率提高等多方面助力建筑工業化的高質量發展，也是未來建筑信息化和智能化發展的趨勢。

本文分析了建筑智能化系統、企業信息化管理、建筑信息模型（BIM）技術運用、項目綠色施工等的研究熱點及發展趨勢，并在國家政策和市場層面提出了相應建議。

解決建筑能耗過高、持續提高智能建筑水平是實現建筑工業化水平的持續提升的關鍵所在。將智能化的研究成果融入建筑工程的產業鏈中，對建筑工業化的發展能起到重要推動作用。

建筑智能化工程就是依據建筑物為平臺，給人們展示出了建筑物的安全、高效率、快捷、節能等內容的建筑分部工程，它是具備了信息化系統、通信化系統、建筑物設備管理系統等，并綜合了基礎結構、系統功能、服務、管理等優化組合的一個集合體。

中國建筑智能化研究趨勢

中國建筑工業化起步較晚，先后經歷了“探索期（1956—1990年）”“低潮期（1990—2000年）”“快速發展期（2000至今）”3個階段。

中國建筑工業化發展歷程

隨著科技的發展和國家政策的提出，中國建筑智能化正迅速發展并逐步完善。建筑智能化系統、企業信息化管理、建筑信息模型（BIM）技術運用、項目綠色施工等關鍵技術，貫穿了整個智能化建筑的發展。

智能化技術趨勢

智能化技術在建筑業中的應用體現在提升建筑工程本身的科技感和智能化水平，通過高效智能的管理手段有效組織建筑的建造過程，并利用自動監控、無人巡檢、機器視覺等技術對項目進行全面的信息搜集和分析反饋，達到建筑全過程的信息化和智能化。

在學術研究方面，從2000年開始對建筑智能化的研究開始增多，這與國家出臺的相關政策密不可分。

建設部產業技術政策領導小組和工作小組于2000年撰寫完成了建設部產業技術政策，其中第10項專題是“智能化建筑技術政策要點”。2013年又頒布了《智能建筑工程質量驗收規范》（GB50339—2013）。

2000年左右發文量增長并不明顯，到2007年才出現較為明顯的增長，2017-2019年論文量達到峰值，可見國家層面政策的落地需要一個過程，行業對技術的接受和應用也同樣需要一個過程。

智能化建筑相關研究年發文量

研究要點

對智能化建筑的研究要點進行統計，可以看出目前智能化的研究主要集中在建筑智能化系統、施工、BIM技術、工程應用等方面。此外，綠色節能建筑以及新型材料在智能化建筑中的研究也較為廣泛。

通過研究要點聚類圖可以看到不同關鍵詞之間的關聯性。建筑智能化系統、應用、BIM技術、施工等關鍵詞貫穿整個智能化建筑的發展，這些研究要點之間關聯性較高，說明在這個領域中地位重要。

研究要點聚類

智能化系統集成

通常情況下，智能化系統集成是對各種不同類型設備當中現有的通信子網進行合理的利用，促使計算機網絡可以實現系統內部各種設備相互之間的有效連接。

智能建筑系統集成的特點是其先進與實用性，具體功能是對建筑智能化系統的全面監控、資源管理與信息共享，使建筑各功能協調運作，實現安全性及高效的目標。

通信自動化系統

通信自動化系統（CAS）是智能建筑的核心，它是向建筑提供如數據、話音、圖像、多媒體等信息的一套系統，是反映大樓的信息化和智能化的最重要標志之一。

CAS中電話網絡、計算機網絡、有線電視網絡的合理物理連接，保證了網絡的相互連通、無縫覆蓋業務上相互影響。

樓宇自動化系統

樓宇自動化系統（OPC）具有集成特性，將電器設備與建筑物通過集成控制方式進行管理，包括暖通空調系統、配電系統、安全防范系統等。

樓宇自動化系統中關鍵點包括設計系統框架和選者合適的開發工具，它可以實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制，能源管理，水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化等。

辦公自動化系統

辦公自動化系統（OAS）也叫信息化應用系統，可分為事務型OAS、管理型OAS、決策型OAS、集成一體化OAS等。

OAS的主要功能有文字處理、模式識別、圖像處理、統計分析、計算機輔助設計、電子賬務、電子郵件、來訪接待、會議電視、同聲傳譯等。

BIM技術在建筑工業化中的應用

BIM是一個設施物理和功能特性的數字化表達，能夠共享信息資源從而為其生命周期的各種決策構成一個可靠的基礎。BIM技術可以為設計方、建筑承建方、物業主、經營者建立溝通的橋梁，提供處理工程項目所需要的即時相關信息。

基于BIM的施工智能化

BIM施工應用技術

BIM應用的技術框架包括接口層、數據層、平臺層、模型層和應用層。在接口層中，BIM技術可以實現非IFC格式信息轉換，將不同格式的數據源及模型傳輸到系統中；應用層提供了基于BIM和網絡的4D施工進度、資源、質量、成本和場地管理，4D安全與沖突分析。

BIM技術應用框架

BIM施工整體結構

BIM在施工過程中的結構包括：施工建模系統、工程項目動態管理系統、施工安全與沖突系統、施工優化系統、項目綜合管理系統。

其中，建模系統以AutoCAD為圖形平臺開發了建筑施工BIM建模系統（BIMMS）；動態管理系統可快捷完成施工段劃分，形成4D動態現場管理；安全與沖突系統可動態檢測、分析碰撞；優化系統可實現多個方案的比選，實現施工進度、資源和優化場地的模擬；管理系統為管理人員提供依據和支持。

BIM+物聯網

物聯網技術通過有效采集現實數據并且導入BIM模型中，可融合虛擬模型和實際情況，實現上層管理與基礎層之間的信息聯通。

BIM+物聯網管理平臺由基礎層、資源層、支撐層及應用層構成，在建筑物資采購過程中可以實現物聯網植入、BIM協同設計、BIM方案優化。

BIM+物聯網物資采購平臺流程

基于BIM技術的綠色建筑

建筑工業化發展的趨勢中，綠色建筑是未來主要發展方向和現代化建筑的重要組成。中美合作的迪士尼項目中采用的一體化項目實施（IPD）的管理模式和業主方主導的BIM技術無紙化應用，體現了BIM的綠色技術，為施工設計綠色化發展提供新思路。

工程應用

工程中常見的智能化技術

隨著建筑工業化和數字化技術發展，地理信息系統（GIS）、BIM、物聯網和虛擬/增強現實（VR/AR）等技術逐步進入土木工程領域。

常見的道路基礎設施的管理和維護需要記錄大量維護日志和現狀數據，采用BIM+GIS的方式能夠非常精準處理和記錄這些數據，節省人力物力，且很容易進行項目的后期數據管理。

BIM+三維掃描技術是一種實景復制技術，在不破壞建筑物的基礎上可以獲得建筑物的三維信息，對古建筑的復建、維修、保護等有著重大的意義。

BIM+三維掃描技術掃描圖

BIM與AR結合，可對整體的施工狀況和施工現場布置進行模擬。但目前仍處于初步探索階段，兩者結合不深，且存在信息不匹配的問題。

建筑工程各階段的智能化應用

BIM項目應用具有真實性、代表性、突破性等優點，已應用到建筑工程、橋梁公路及設備安裝工程等項目中，并貫穿工程項目的設計階段、施工階段、運維階段。

利用BIM可視化進行深入設計，判斷各個位置的設計是否合理，極大地提高了設計的效率和速度。將BIM技術和4D技術應用到實際工程中去，可以實現施工動態模擬、綜合調試模擬、綜合調試模擬。通過總結運維階段的管理現狀，可引入BIM技術解決運維階段信息處理過程。

智能化技術的應用案例

亞洲最大的發電廠采用BIM技術工期節省了9個月；珠海歌劇院借助BIM技術解決了壽命全周期問題；廣州周大福金融中心通過MagiCAD、GBIMS施工管理系統等BIM產品應用取得良好成效；國家會展中心主體結構采用BIM建模，提高了設計效率和優化效果；蘇州中南中心則是搭建了BIM組織協同管理平臺，實現跨專業跨組織協同工作；天津117大廈實現專業模型及信息化集成，實現項目精細化管理。