楼宇自动化管理中BIM技术的运用探析

王晓慧 江苏谷德信息科技有限公司

导言：越来越多的现代建筑正在向智能化发展。建筑自动化系统作为智能建筑的核心，在建筑自动化控制和管理中发挥着极其重要的作用。积极开展建筑自动化系统的研究和应用，实现建筑智能化、节能化和高效化管理。

1 楼宇自动化系统概述

1.1 楼宇自动化的作用与目的

建筑自动化系统是智能建筑的重要组成部分。它涉及建筑物内部的许多设备和系统，包括空调系统、给排水系统、照明系统、安全管理系统等。楼宇自动化的目的是实现对这些设备和系统的集中监控，实现高度自动化和智能化的楼宇功能管理，从而为楼宇用户提供稳定、安全和舒适的工作和生活环境。同时，通过高度智能的集中控制，有利于提高建筑物的内部管理效率，降低设备故障率，降低建筑物的后期运营和维护成本。

建筑自动化系统设计的主要目的是分析、分类、处理和判断建筑中各种机电设备的信息，使用最佳控制手段集中监控和管理所有系统设备，使所有子系统设备始终处于有序、协调、高效和有序的状态，降低每个系统创造高效、舒适和安全工作环境的成本，尽可能节约能源消耗和日常管理费用，确保系统的全面运行，从而提高智能建筑的高水平现代化管理和服务，使投资获得良好回报。

1.2 楼宇自动化系统组成

一个典型的楼宇自动化系统通常包括给排水、照明、空调、电梯、消防、安全防范、供配电等子系统。

给排水系统：其主要功能是实现建筑物内的排水泵、给水泵以及潜污泵等给排水设备的实时监测，根据监测数据来进行对应的水泵开启或者关闭的操作指令，确保建筑物内供水排水正常。

照明系统：主要是对公共空间的照明开启、关闭，实现无人开灯和熄灯控制。

空调系统：其主要目的是控制建筑空间中空调单元的温度和流量，从而在最节能的情况下确保建筑中的最佳舒适度并尽可能减少设备消耗。

电梯系统：主要保证建筑物内的交通安全，实现对建筑物内的电梯与总控制之间的数据通信以及运行状态监测，从而做出相关的有效控制。

消防系统：消防系统相对独立于建筑自动化的其他部分。它的设立主要是为了在突发自然灾害或特殊情况下确保建筑物短期正常运行，从而起到保护建筑物居民生命财产的作用。

1.3 楼宇自动化系统技术

现阶段楼宇自动化系统技术最为核心的技术为现场总线技术。目前我国楼宇自动化系统的结构可以简单分为现场总线结构与集散式结构，集散式结构的主要特征在于集中管理、分散控制，一般具有2 层网络和3 级控制设备，集散式结构是上个世纪我国智能化楼宇主要的结构形式。进入21世纪后，现场总线技术随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展而迅速发展，成为新时期最有利的控制系统。首先，它克服了分布式网络的封闭缺陷，并采用更标准化的解决方案来解决私有网络的局限性。其次，它改进了分布式控制系统的分布式特性，并形成了一种全新的完全分布式结构，可以将控制站点完全置于现场环境中。

与集散式分布技术相比，现场总线技术不仅有效提升了自动控制的智能化操作水平，增加了控制系统的公开性和开放性，实现了系统结构的高度分散性，同时还有效的节约了硬件使用数量、安装费用以及维护开销，并提升了测量与控制的准确度和可靠性。

2 楼宇自动化管理中 BIM 技术的运用探析

2.1 BIM 技术在安全疏散中的运用探析

在人们的日常生活中，不可避免地会发生一些自然灾害，如火灾、地震、洪水等。当这些自然灾害发生时，首先要做的就是安全撤离。由于BIM自身的优势，现阶段BIM技术已经广泛应用于安全疏散。BIM技术的优势：首先，工作人员可以通过BIM技术建立与建筑物真实信息相关的模型，然后为安全疏散提供可靠的模型信息数据支持。通过这种可视化功能，可以制定更完整的疏散计划。其次，BIM技术建立起的模型可以通过红外线等探测技术，增加人员流动的信息，如果能与 Pathfinder 软件相结合，不仅可以科学的制定出口的方向和位置，还可以对疏散的路径进行制定。但是 BIM 模型中的Revit软件与 Pathfinder 软件之间没有兼容性，所以工作人员可以借助 20 世纪发展起来的 CAD 软件，先将 BIM 模型生成 DXF文件，然后将其导入到 Pathfinder 软件中，这时也会与上文产生同样的问题，即门、窗等实体建筑的图形变成了线条，这时也需工作人员对 Pathfinder 软件进行重新的定义。

2.2 BIM 技术在建筑节能方面的运用探析

建筑节能消耗数据较为繁琐，传统的人工交互输入不仅会给工作人员带来巨大的工作压力，所得出的数据准确率与实际的偏差也较大，将 BIM 技术应用到建筑节能方面则有效的解决了这一问题，BIM 模型可以对建筑能源消耗的所有数据进行分析，分析过后将数据带入到 EcoteceAnalysis 中，模拟能耗以获得高精度的数据。导入BIM模型时，相关人员应注意以下问题。在进口之前，应该关闭一些与能耗无关的建筑模型，以减少工作量并提高数据的安全性能。其次，员工还应该转换BIM模型的一些目标部分，例如，转换为 DXF 格式，该格式以建筑 3D 为基础，可以更精确的对能耗进行分析。

2.3 BIM 技术在火灾模拟中的运用探析

火与人们的生活密切相关。一旦发生火灾，它不仅会危及人们的财产安全，而且会严肃对待人们的生命。因此，为了预防火灾，建筑物经常配备相关的消防设施，但是这些消防设施不能完全预防火灾。因此，为了有效减少火灾造成的损失，BIM技术可以应用于建筑自动化管理中，并与FDS软件相结合，为救灾人员提供技术支持。FDS 全称为 Fire Dynamics Simulator,FDS软件具有准确性、稳定性等优点，所以现阶段通常将 FDS 与 BIM 技术相结合进行火灾的模拟与疏散，FDS 有两种模块组成，即计算、动态场景演示，计算主要是对火灾过程中的何种参数进行计算，而动态场景演示，则是对出来的结果通过相应的软件演示出来，进而使抽象的数据具体化、形象化。为了增加演示效果，可以在参数中添加火源位置、火源大小、通风口大小、通风口位置等参数。

虽然现阶段 BIM 技术在我国得到了广泛的应用，但是在火灾模拟方面，并没有研发出来与 FDS 发展而来的 PyroSim 相融合的软件，所以我国相关部门应该加大火灾模拟方面软件的研究力度，这里提出一些建议，以供相关人士参考。首先工作人员可以将 Revit 模型制作成 DXF 文件形式，然后在打开 PyroSim 软件，将BIM 简化模型进行导入，这时，工作人员会发现图形已经发生了变化，大部分以线条的形式呈现。面对这种情况，工作人员需要重新定义图形，根据定义的模型图将火源放置在火灾多发点和其他地方，并模拟火灾的发生。员工还可以使用通风管道和其他因素来模拟火灾造成的延迟集中，然后根据BIM技术确定火灾过程中的疏散时间。

结束语：在楼宇自动化系统设计过程中，设计人员需要采用现代化信息网络技术，结合实际情况，坚持因地制宜的设计理念，实现系统设计一体化水平，从而推动智能建筑的向前发展。