基于BIM技术的智慧实验室项目初探

熊桂芳 蔚燕舞

【摘  要】BIM技术是工程建设领域最为突出的技术，也是智慧实验室项目的基础性技术之一。它通过对项目周期内的所有数据进行统计和整合处理，对建筑项目的各个环节进行实时性、自动化分析，并为其他的建筑项目提供了数据参考。智慧实验室在BIM技术中的应用是工程自动化的体现，也是现在大数据时代下工程向“互联网+”形式转变的开始，有利于推进实验室项目的现代化发展。

【关键词】BIM技术;智慧实验室;应用分析

【Abstract】BIM technology is the most prominent technology in the field of engineering construction， and it is also one of the basic technologies for smart laboratory projects. It collects statistics and integrates all data in the project cycle， performs real-time and automated analysis of all links of the construction project， and provides data reference for other construction projects. The application of smart laboratory in BIM technology is the embodiment of engineering automation， and it is also the beginning of the transformation of engineering to the "internet +" form in the era of big data， which is conducive to the modernization of laboratory projects.

【Keywords】BIM technology; smart laboratory; application analysis

1 引言

BIM技术可视化与智慧实验室的虚拟化相对应，是BIM技术的智慧实验室项目初探的方向，它不仅推动了建筑工程信息存储的数字化发展，还实现了对图纸三维虚拟现实的应用，真正改变了建筑行业信息收集的途径。BIM技术是工程信息数字化与现代化的体现，将其运用于智慧实验室项目，可以形成对工程项目内所有流程的整体性贯穿，提高实验室项目的一体化建设水平，确保项目成果能够以更加直观、清晰的形式呈现在工作人员的面前，并将那些不易被发现的项目特性进行针对性放大，从而有效提升智慧实验室的项目建设效率。

2 BIM技术的简单概述

BIM技术指的是利用三维建筑模型的数据可视化和信息集成化特点，对工程技术和项目管理作出进一步的优化和升级。BIM技术可以对全部信息进行统一的一体化处理，进而审视建筑图案中肉眼难以观察到的各项缺点[1]。与此同时，BIM技术赋予了建筑结构新的属性和相关数据，使建筑的整体性得以加强，以此延长建筑的使用周期。

3 BIM技术的常规应用

3.1 BIM技术架构体系

BIM技术在工程工地应用中分为终端管控层、平台计算层、项目应用层，具体如下：

①终端管控层。是指利用  RFID技术、传感器实际数据、摄像头管控以及终端数据信息采集设备，对施工建筑物现场进行实时监控、数据传递以及信息共享等操作，同时结合一些其他领域的相关应用，共同完成对现场的管控工作。

②平台计算层。指通过云平台对细小的数据进行高效计算、存储及提供数据参考服务。让项目在建设过程中的数据得到有效保存，协同其他部门共同工作，让施工过程更加数据化、严谨化。

③项目应用层。是指数据围绕工程项目管理要素，提供可以参考的数据，进行有效的管理。

3.2 信息共享，合作共赢

项目在施工的过程中包括三个过程， 分别是信息的收集与传递、信息的储存与计算、数据分析和数据共享。在施工的过程中层层递进，相辅相成。

BIM技术在工程建设领域有如下两种作用：一是对施工现场的支撑作用，实现BIM对施工现场的支撑，對施工现场的管理工作有着至关重要的意义。BIM技术是施工现场施全部信息的收集者和传递者，只有通过三维的BIM技术模型，才可以将现场收集的数据与三维数据模型相结合，进一步促成施工现场的其他数据之间的关联关系，为BIM信息数据库提供更多依据。二是通过利用BIM技术，可以有效提高各部门之间的协作效率。施工现场人员的文化水平参差不齐，无法对其进行统一指令，BIM技术可以通过将现实与直观性进行有机结合，向所有现场人员下达清晰、准确的指令[2]。

4 智慧实验室项目概述

4.1 智慧实验室的内容

智慧实验室的研究内容主要包括以下两点：第一，利用新型的数据技术或信息技术，推动实验室的革新发展。例如，借助信息应用的可视化技术、数据立体化技术，或者人机交互的新兴技术在实验室建设创新性领域。第二，智慧实验室可以将优质的资源进行共享，提高实验室功能多样性，以及实验室现有资源的重复利用率，这些都是智慧实验室的优点所在。BIM与智慧实验室的结合，其本质其实是信息化与智能化的结合，BIM利用数字化的现代技术，结合智慧实验室中的各种现有资源，切实开展对信息数字化的实际应用。在此过程中，智慧实验室通借助BIM技术的力量，进一步拓宽了整合资源、传递信息的新途径，形成了信息时代背景下可以随时随地共享数据的全新项目模式。

4.2 智慧实验室的建设思路

与现有的普通实验室建造过程不同，智慧实验室通过建造一系列基于数据技术支持的虚拟操作平台，既减少了面积的开发和铺陈，还对已开发的空间资源进行了充分的利用，有效减少了实验室的运行和管理成本，真正实现了虚拟与现实的深度融合。智慧实验室的实际建设工作主要依托于虚拟仿真技术、数据库技术以及物联网技术等多多种现代化信息技术。建设时，技术人员大多会选用J2EE技术对其进行开发，并通过JAVA语言的形式呈现最终的建设成果，加入BIM技術可以进一步优化智慧实验室的灵活管理功能。

4.3 分布式结构下智慧实验室的创新

分布式构架充分迎合了智慧实验室分期建设的理念，它有效缓解了普通实验室一次性投入成本过高的问题，保证了建设过程中资金的持续流转，使智慧实验室建设的稳定性和可靠性得到了有效保障。智慧实验室分布式架构还要按业务分为多个系统，以BIM技术的智慧实验室的建设为例，智慧实验室在工程建设领域的应用，需按业务类别进行系统分类，主要分为图纸设计系统、数据计算系统，以及施工系统。

5 BIM技术与智慧实验室结合的重要性

智慧实验室的应用是对于BIM技术更好的完善，也是BIM技术新功能开发的辅助者，智慧实验室是信息化时代的产物，BIM技术是信息时代工程行业不断改革的产物，两者都代表着每个行业的新鲜血液，两者的结合意味着信息时代资源的相互交融，资源的合理利用达到了新的高度。在这里，我们以BIM技术在工程体系中的构架为例，利用智慧实验室可以免去一些常规性的人为操作环节，在信息互换中自动生成新的体系，且带有准确的参考系数，让施工工作更加简单。此外，BIM技术的应用还能够完善智慧实验室的功能模块，使得智慧实验室满足各种建筑工程技术研究需要，更在很大程度上提高了智慧实验室的运行效率及质量。据了解，BIM技术本身具有三维模拟功能，所以将其应用于智慧实验室项目建设中，能够模拟出很多三维空间，让相关工作人员通过三维模型就能够了解智慧实验室的结构，从而及时发现和解决智慧实验室项目建设中的各种问题，最终提高智慧实验室项目施工质量及效率，促进智慧实验室及建筑行业的健康可持续发展。

6 基于BIM技术的智慧实验室项目

6.1 BIM技术中信息数字化表达在智慧实验室中的应用

三维模型是BIM信息数字化表达的主要形式，而智慧实验室中，会利用新型的信息技术来对信息进行数字化统计，统计结束后会将其以智慧实验室的特有方式表达出来。

6.2 BIM技术中4D施工模型在智慧实验室中的应用

利用4D模型可以对整个工程建筑过程中的进度及工艺进行模拟，尽早发现设计师在设计时遗留的缺点，减少开工后不必要的变更，进一步掌握更加明确、具体的工程进度，并以此为基础完善对相关设施以及相关工作人员的管理。BIM技术中4D施工模拟在智慧实验室的应用可以帮助工作人员优化对原有工程环节的的衔接，并通过自动转换对应的施工信息将成本降到最低，确保利润的最大化[3]。智慧实验室的信息可立体化，虚拟与现实的关联具有更多的共性，所以BIM技术与智慧实验室的结合是共赢的合作战略。

7 结语

BIM技术是建筑行业一次新革命，将BIM技术应用于智慧实验室项目，不仅有效地创新了智慧实验室建设的思路和途径，还能够合理利用和收集此过程中出现的各种建设实例和信息，为BIM技术的应用和发展提供该领域的相关经验，这无疑也是对BIM技术的一次尝试性突破。在实际应用中，我们不仅要追求技术层面的“智慧”，更要实现应用层面的“智能”。这就要求技术人员必须对建设项目的具体性质和需求进行全面、深刻的了解，进而设计出能够契合使用者需求的个性化、智能化实验室。

【参考文献】

【1】刘峰，周永，田兴旺，等.基于BIM技术的智慧实验室项目初探[J].商品与质量，2016（16）：116-117.

【2】张通，李伟.BIM技术在展示空间设计中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2018（3）：63-66.

【3】崔艳清，刁乾红，文婷婷，等.关于建筑工程技术专业BIM仿真实验室建设研究[J].智能建筑，2018（3）：37-38，63.