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2025.8.7-9

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行業(yè)觀察丨降低建筑能耗、提高智能建筑水平
，是持續(xù)提升建筑工業(yè)化水平的關(guān)鍵

廣東建筑工業(yè)化展     2022-08-10     1981

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相對于傳統(tǒng)建筑業(yè)，建筑工業(yè)化技術(shù)含量高，可節(jié)省材料、縮短工期

、提高工程質(zhì)量
、減少環(huán)境污染
。目前，中國建筑工業(yè)化正處于快速發(fā)展階段
，整體工業(yè)化程度低
、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程不足、生產(chǎn)耗能高
，智能化技術(shù)的興起能夠在科技提升
、成本節(jié)約和效率提高等多方面助力建筑工業(yè)化的高質(zhì)量發(fā)展，也是未來建筑信息化和智能化發(fā)展的趨勢。

本文分析了建筑智能化系統(tǒng)

、企業(yè)信息化管理
、建筑信息模型（BIM）技術(shù)運用、項目綠色施工等的研究熱點及發(fā)展趨勢
，并在國家政策和市場層面提出了相應(yīng)建議
。

解決建筑能耗過高、持續(xù)提高智能建筑水平是實現(xiàn)建筑工業(yè)化水平的持續(xù)提升的關(guān)鍵所在

。將智能化的研究成果融入建筑工程的產(chǎn)業(yè)鏈中
，對建筑工業(yè)化的發(fā)展能起到重要推動作用。

建筑智能化工程就是依據(jù)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(jié)能等內(nèi)容的建筑分部工程
，它是具備了信息化系統(tǒng)、通信化系統(tǒng)
、建筑物設(shè)備管理系統(tǒng)等
，并綜合了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能
、服務(wù)
、管理等優(yōu)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(yè)化起步較晚

，先后經(jīng)歷了“探索期（1956—1990年）”“低潮期（1990—2000年）”“快速發(fā)展期（2000至今）”3個階段
。

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中國建筑工業(yè)化發(fā)展歷程

隨著科技的發(fā)展和國家政策的提出，中國建筑智能化正迅速發(fā)展并逐步完善

。建筑智能化系統(tǒng)
、企業(yè)信息化管理、建筑信息模型（BIM）技術(shù)運用
、項目綠色施工等關(guān)鍵技術(shù)
，貫穿了整個智能化建筑的發(fā)展。

智能化技術(shù)趨勢

智能化技術(shù)在建筑業(yè)中的應(yīng)用體現(xiàn)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(jiān)控、無人巡檢
、機器視覺等技術(shù)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(xué)術(shù)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(guān)政策密不可分
。

建設(shè)部產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策領(lǐng)導(dǎo)小組和工作小組于2000年撰寫完成了建設(shè)部產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，其中第10項專題是“智能化建筑技術(shù)政策要點”

。2013年又頒布了《智能建筑工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50339—2013）
。

2000年左右發(fā)文量增長并不明顯，到2007年才出現(xiàn)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(yè)對技術(shù)的接受和應(yīng)用也同樣需要一個過程
。

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智能化建筑相關(guān)研究年發(fā)文量

研究要點

對智能化建筑的研究要點進行統(tǒng)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(tǒng)、施工
、BIM技術(shù)
、工程應(yīng)用等方面。此外
，綠色節(jié)能建筑以及新型材料在智能化建筑中的研究也較為廣泛
。

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通過研究要點聚類圖可以看到不同關(guān)鍵詞之間的關(guān)聯(lián)性。建筑智能化系統(tǒng)

、應(yīng)用
、BIM技術(shù)、施工等關(guān)鍵詞貫穿整個智能化建筑的發(fā)展
，這些研究要點之間關(guān)聯(lián)性較高
，說明在這個領(lǐng)域中地位重要。

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研究要點聚類

智能化系統(tǒng)集成

通常情況下

，智能化系統(tǒng)集成是對各種不同類型設(shè)備當(dāng)中現(xiàn)有的通信子網(wǎng)進行合理的利用
，促使計算機網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各種設(shè)備相互之間的有效連接。

智能建筑系統(tǒng)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(tǒng)的全面監(jiān)控
、資源管理與信息共享，使建筑各功能協(xié)調(diào)運作
，實現(xiàn)安全性及高效的目標(biāo)
。

通信自動化系統(tǒng)

通信自動化系統(tǒng)（CAS）是智能建筑的核心，它是向建筑提供如數(shù)據(jù)

、話音
、圖像、多媒體等信息的一套系統(tǒng)
，是反映大樓的信息化和智能化的最重要標(biāo)志之一。

CAS中電話網(wǎng)絡(luò)

、計算機網(wǎng)絡(luò)
、有線電視網(wǎng)絡(luò)的合理物理連接，保證了網(wǎng)絡(luò)的相互連通、無縫覆蓋業(yè)務(wù)上相互影響
。

樓宇自動化系統(tǒng)

樓宇自動化系統(tǒng)（OPC）具有集成特性

，將電器設(shè)備與建筑物通過集成控制方式進行管理，包括暖通空調(diào)系統(tǒng)
、配電系統(tǒng)
、安全防范系統(tǒng)等。

樓宇自動化系統(tǒng)中關(guān)鍵點包括設(shè)計系統(tǒng)框架和選者合適的開發(fā)工具

，它可以實現(xiàn)對大樓內(nèi)各種機電設(shè)備的統(tǒng)一管理
、協(xié)調(diào)控制，能源管理
，水
、電、氣等的計量收費
、實現(xiàn)能源管理自動化等
。

辦公自動化系統(tǒng)

辦公自動化系統(tǒng)（OAS）也叫信息化應(yīng)用系統(tǒng)，可分為事務(wù)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(tǒng)計分析
、計算機輔助設(shè)計、電子賬務(wù)
、電子郵件
、來訪接待、會議電視
、同聲傳譯等
。

BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用

BIM是一個設(shè)施物理和功能特性的數(shù)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(gòu)成一個可靠的基礎(chǔ)

。BIM技術(shù)可以為設(shè)計方
、建筑承建方、物業(yè)主
、經(jīng)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(guān)信息。

基于BIM的施工智能化

BIM施工應(yīng)用技術(shù)

BIM應(yīng)用的技術(shù)框架包括接口層

、數(shù)據(jù)層
、平臺層
、模型層和應(yīng)用層。在接口層中
，BIM技術(shù)可以實現(xiàn)非IFC格式信息轉(zhuǎn)換
，將不同格式的數(shù)據(jù)源及模型傳輸?shù)较到y(tǒng)中；應(yīng)用層提供了基于BIM和網(wǎng)絡(luò)的4D施工進度
、資源
、質(zhì)量、成本和場地管理
，4D安全與沖突分析
。

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BIM技術(shù)應(yīng)用框架

BIM施工整體結(jié)構(gòu)

BIM在施工過程中的結(jié)構(gòu)包括：施工建模系統(tǒng)、工程項目動態(tài)管理系統(tǒng)

、施工安全與沖突系統(tǒng)
、施工優(yōu)化系統(tǒng)、項目綜合管理系統(tǒng)
。

其中

，建模系統(tǒng)以AutoCAD為圖形平臺開發(fā)了建筑施工BIM建模系統(tǒng)（BIMMS）；動態(tài)管理系統(tǒng)可快捷完成施工段劃分
，形成4D動態(tài)現(xiàn)場管理
；安全與沖突系統(tǒng)可動態(tài)檢測、分析碰撞
；優(yōu)化系統(tǒng)可實現(xiàn)多個方案的比選
，實現(xiàn)施工進度、資源和優(yōu)化場地的模擬
；管理系統(tǒng)為管理人員提供依據(jù)和支持
。

BIM+物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過有效采集現(xiàn)實數(shù)據(jù)并且導(dǎo)入BIM模型中，可融合虛擬模型和實際情況

，實現(xiàn)上層管理與基礎(chǔ)層之間的信息聯(lián)通
。

BIM+物聯(lián)網(wǎng)管理平臺由基礎(chǔ)層、資源層

、支撐層及應(yīng)用層構(gòu)成
，在建筑物資采購過程中可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)植入、BIM協(xié)同設(shè)計
、BIM方案優(yōu)化
。

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BIM+物聯(lián)網(wǎng)物資采購平臺流程

基于BIM技術(shù)的綠色建筑

建筑工業(yè)化發(fā)展的趨勢中，綠色建筑是未來主要發(fā)展方向和現(xiàn)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(yè)主方主導(dǎo)的BIM技術(shù)無紙化應(yīng)用
，體現(xiàn)了BIM的綠色技術(shù)，為施工設(shè)計綠色化發(fā)展提供新思路
。

工程應(yīng)用

工程中常見的智能化技術(shù)

隨著建筑工業(yè)化和數(shù)字化技術(shù)發(fā)展

，地理信息系統(tǒng)（GIS）
、BIM
、物聯(lián)網(wǎng)和虛擬/增強現(xiàn)實（VR/AR）等技術(shù)逐步進入土木工程領(lǐng)域
。

常見的道路基礎(chǔ)設(shè)施的管理和維護需要記錄大量維護日志和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，采用BIM+GIS的方式能夠非常精準(zhǔn)處理和記錄這些數(shù)據(jù)

，節(jié)省人力物力
，且很容易進行項目的后期數(shù)據(jù)管理。

BIM+三維掃描技術(shù)是一種實景復(fù)制技術(shù)

，在不破壞建筑物的基礎(chǔ)上可以獲得建筑物的三維信息
，對古建筑的復(fù)建、維修
、保護等有著重大的意義
。

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BIM+三維掃描技術(shù)掃描圖

BIM與AR結(jié)合，可對整體的施工狀況和施工現(xiàn)場布置進行模擬

。但目前仍處于初步探索階段
，兩者結(jié)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(yīng)用

BIM項目應(yīng)用具有真實性

、代表性、突破性等優(yōu)點
，已應(yīng)用到建筑工程
、橋梁公路及設(shè)備安裝工程等項目中，并貫穿工程項目的設(shè)計階段
、施工階段
、運維階段。

利用BIM可視化進行深入設(shè)計

，判斷各個位置的設(shè)計是否合理
，極大地提高了設(shè)計的效率和速度。將BIM技術(shù)和4D技術(shù)應(yīng)用到實際工程中去
，可以實現(xiàn)施工動態(tài)模擬
、綜合調(diào)試模擬、綜合調(diào)試模擬
。通過總結(jié)運維階段的管理現(xiàn)狀
，可引入BIM技術(shù)解決運維階段信息處理過程。

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智能化技術(shù)的應(yīng)用案例

亞洲最大的發(fā)電廠采用BIM技術(shù)工期節(jié)省了9個月

；珠海歌劇院借助BIM技術(shù)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(tǒng)等BIM產(chǎn)品應(yīng)用取得良好成效
；國家會展中心主體結(jié)構(gòu)采用BIM建模
，提高了設(shè)計效率和優(yōu)化效果
；蘇州中南中心則是搭建了BIM組織協(xié)同管理平臺，實現(xiàn)跨專業(yè)跨組織協(xié)同工作
；天津117大廈實現(xiàn)專業(yè)模型及信息化集成
，實現(xiàn)項目精細化管理。

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BIM在建筑中的應(yīng)用

結(jié) 論

智能建筑在建筑工業(yè)化中占據(jù)重要地位

，根據(jù)發(fā)文量量可以看出近幾年建筑工業(yè)化的研究處于上升趨勢
。智能化系統(tǒng)集成、BIM技術(shù)以及工程應(yīng)用是當(dāng)前研究的熱點問題
。針對現(xiàn)存的一些問題提出以下建議：

（1）在國家政策方面：伴隨著一些國家政策的提出

，建筑工業(yè)化已經(jīng)得到重視，但是相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還不完善
，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系對建筑工業(yè)化的發(fā)展至關(guān)重要
。

（2）在市場方面：存在市場不規(guī)范、管理制度不嚴格等問題

，應(yīng)建立智能化監(jiān)督管理體系
。

本文作者：李水生，周泉
，何君
，馬可
作者簡介：李水生，中國建筑第五工程局有限公司
，研究員
，研究方向為綠色建筑與智能建造；周泉（通信作者）
，中國建筑第五工程局有限公司
，高級工程師，研究方向為建筑工業(yè)化與綠色建造
。
論文全文發(fā)表于《科技導(dǎo)報》2022年第11期
，原標(biāo)題為《智能化技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用進展》，本文有刪減
，歡迎訂閱查看
。
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2022年展會預(yù)告

第11屆廣東新型建筑工業(yè)化與裝配式建筑展覽會
暨綠色智能建造與智慧工地技術(shù)設(shè)備展覽會

時間：2022年11月21-23日
地點：廣州廣交會展館

更宏大的規(guī)模、更精彩的呈現(xiàn)
2022年11月  廣州再見
020-22093641 zlexpo@zlexpo.org 留言咨詢 參展聯(lián)絡(luò) 參觀聯(lián)絡(luò) 參展聯(lián)絡(luò)
 
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