CN115130164A - 基于bim的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法 - Google Patents

基于bim的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115130164A
CN115130164A CN202210162678.4A CN202210162678A CN115130164A CN 115130164 A CN115130164 A CN 115130164A CN 202210162678 A CN202210162678 A CN 202210162678A CN 115130164 A CN115130164 A CN 115130164A
Authority
CN
China
Prior art keywords
construction
building
bim
module
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202210162678.4A
Other languages
English (en)
Inventor
林立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Vocational and Technical College of Building Materials
Original Assignee
Hebei Vocational and Technical College of Building Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Vocational and Technical College of Building Materials filed Critical Hebei Vocational and Technical College of Building Materials
Priority to CN202210162678.4A priority Critical patent/CN115130164A/zh
Publication of CN115130164A publication Critical patent/CN115130164A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06313—Resource planning in a project environment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0633—Workflow analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明属于BIM的建筑施工技术领域，公开了一种基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法，基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统包括：施工监控模块、施工设计模块、施工建模模块、施工装配模块、预算模块、模拟优化模块、评估模块。本发明通过模拟优化模块将人工神经网络技术、BIM技术与建筑能耗模拟相结合。通过直接从BIM模型提取建筑特征信息，免除了传统在模拟软件上的建模环节；通过人工神经网络对数据库的学习，直接得出能耗计算结果，实现了建筑方案的实时优化和分析，使建筑工程在各项进程中显著提高效率、降低施工风险、保证施工质量和安全，避免企业遭受成本损失。

Description

基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法
技术领域
本发明属于BIM的建筑施工技术领域，尤其涉及一种基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统以及施工管理方法。
背景技术
建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程。它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等。施工作业的场所称为“建筑施工现场”或叫“施工现场”，也叫工地。然而，现有基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统以及施工管理方法施工建筑体量大、能耗高；同时，建筑工程的价值评估不准确。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统以及施工管理方法施工建筑体量大、能耗高；同时，建筑工程的价值评估不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统以及施工管理方法。
本发明是这样实现的，一种基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统包括：
施工监控模块、施工设计模块、施工建模模块、施工装配模块、预算模块、模拟优化模块、评估模块；
施工监控模块，用于通过摄像设备监控施工过程；
施工设计模块，用于施工设计程序设计施工流程；
施工建模模块，用于通过BIM程序构建建筑模型；
施工装配模块，用于对建筑构件进行装配；
预算模块，用于通过预算程序对施工费用进行预算；
模拟优化模块，用于对施工建筑能耗进行模拟和优化；
评估模块，用于通过评估程序对建筑信息模型的应用价值进行评估。
进一步，施工建模模块通过BIM程序构建建筑模型中，建筑模型构建方法包括：
步骤1、对待构建的建筑模型进行预处理，获取所有几何对象并去除重复对象进而生成轻量化模型文件，再根据其标注部件生成对应的标注部件对象；
步骤2、对所有的所述标注部件对象进行预处理，获取所述标注部件对象的标注类型、标注指引线、标注值和标注平面数据，所述标注类型包括尺寸标注数据、形位公差数据和粗糙度数据，所述标注指引线包括引出点数据、指引箭头数据及线形、线宽，所述标注值包括基于所述标注类型分类的尺寸值及公差、形位公差值、粗糙度值和文字注释，所述标注平面数据包括标注平面原点和标注平面法向量数据；
步骤3、对所述标注平面法向量数据按照象限区分后进行整数化处理，减少所述标注平面法向量数据存储的部件数量；
步骤4、对所有的所述标注部件对象的数据进行json化处理，生成保存后缀为json的标注部件文件；
步骤5、前端在读取所述轻量化模型文件的同时，根据获取的所述标注部件的数据结构重绘标注部件，之后利用webgl渲染场景；
步骤6、针对所述待构建的建筑模型在web虚拟空间中旋转、翻转情形，设计所述标注部件的动态显示算法，实现所述标注部件随模型姿态改变而自动翻转和改变位置；
步骤7、针对所述待构建的建筑模型结构复杂时标注部件的复杂化，设计基准与关联标注的显示关联，并根据标注类型按尺寸标注数据、形位公差数据、粗糙度数据和文本注释数据进行分组，实现标注部件的分组显示浏览，其中，所述步骤7的具体过程为：遍历所述步骤5中生成的标注部件数组对象，按所述步骤2中的标注类型进行分组，并实现同一组别的对象绑定，添加每一个组别的三维标注内容的显示和隐藏功能，实现标注部件的分组显示浏览。
其中，所述步骤1的具体过程为：先通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有几何对象并去除重复的所述几何对象以生成所述轻量化模型文件，再通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有的标注部件生成所述标注部件对象。
进一步，所述步骤2的具体过程为：基于所述标注部件对象的所述标注类型，通过相关api对所述标注部件进行分类，得到尺寸标注对象、形位公差对象、基准对象、粗糙度对象和文本注释对象；记录每个标注对象的标注指引线数据和标注平面数据；
所述步骤3的具体过程为：对于标注平面的归一法向量(n1,n2,n3)，首先在三维空间的八象限中，计算出其值所在的对应象限并记录下象限编号gradnum，将(0,1,2,3,4,5,6,7)分别表示一至八象限，象限编号用一个字节表示，执行n1＝abs(n1*65535)+0.5、n2＝abs(n2*65535)+0.5、n3＝abs(n3*65535)+0.5的运算，值取整数后每个分量用二个字节表示，从而减少所述标注平面法向量数据存储的部件数量。
进一步，所述步骤4的具体过程为：通过相关api将每个所述标注部件对象转化为json字符串，然后json字符串拼接起来，封装为一个包含所有的所述标注部件的json文件。
本发明的另一目的在于提供一种基于BIM的建筑施工管理方法包括以下步骤：
步骤一，通过施工监控模块利用摄像设备监控施工过程；
步骤二，通过施工设计模块利用施工设计程序设计施工流程；通过施工建模模块利用BIM程序构建建筑模型；
步骤三，通过施工装配模块对建筑构件进行装配；
步骤四，通过预算模块利用预算程序对施工费用进行预算；
步骤五，通过模拟优化模块对施工建筑能耗进行模拟和优化；通过评估模块利用评估程序对建筑信息模型的应用价值进行评估。
进一步，所述模拟优化模块6模拟优化方法如下：
(1)通过数据库程序建立建筑能耗数据库；
(2)在Rihno+Grasshopper平台上搭建人工神经网络，对所述建筑能耗数据库进行深度学习；通过Revit软件建立建筑方案的BIM模型，利用所述Rihno+Grasshopper平台提取所述BIM模型的建筑特征，作为所述人工神经网络的输入参数；
(3)通过所述人工神经网络计算出所述建筑方案的建筑耗能评估结果；根据计算得到的所述建筑耗能评估结果，结合所述建筑能耗数据库，选择优化策略；通过所述人工神经网络计算所选择的所述优化策略的节能效果，形成优化后的设计方案。
进一步，所述建筑能耗数据库中包括有建筑模型特征库、能耗数据和优化策略库；
所述建筑模型特征库的数据组成包括：体形、朝向、层高、窗墙比、保温形式、动线形式、空调系统形式；
所述能耗数据的数据组成包括：制冷能耗、供暖能耗、设备能耗、照明能耗；
所述优化策略库的数据组成包括：围护结构、保温、遮阳、双层表皮、自然采光、自然通风。
进一步，所述搭建人工神经网络，包括：
(3.1)采用主成分分析法分析储存在所述建筑模型特征库中与建筑能耗相关的特征参数；将与建筑能耗相关度最大的特征参数提取出来作为人工神经网络的输入层；
(3.2)人工神经网络的输出层为建筑能耗数据库中建筑的能耗评估结果。
进一步，所述评估模块7评估方法如下：
1)通过评估程序建立建筑工程BIM应用价值指标体系；
2)构建结构分析模型；
3)计算BIM价值指标体系指标权重；进行一致性检验；进行综合分析与评判。
进一步，所述建立建筑工程BIM应用价值指标体系，包括：
根据工程建设的特点和难点，确定BIM应用价值评价维度，构建建筑工程BIM应用价值指标体系，
所述的BIM应用价值评价维度包括目标维、过程维和对象维，
所述的BIM应用价值评价指标包括各专业设计一致程度、设计错误类变更数量、按图施工程度和运营造价，
其中，目标维按照工程项目建设的质量、进度和投资划分，过程维按照规划和策划阶段、设计阶段、施工阶段和运营与维护阶段划分，对象维按照业主方的项目管理，构建BIM应用价值指标体系；
构建结构分析模型，包括：
根据BIM应用价值指标体系，把系统的各指标要素按照不同评价维度划归不同层次，结构分析模型分为三个层次包括目标层、准则层和指标层。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过模拟优化模块将人工神经网络技术、BIM技术与建筑能耗模拟相结合。通过直接从BIM模型提取建筑特征信息，免除了传统在模拟软件上的建模环节；通过人工神经网络对数据库的学习，直接得出能耗计算结果，实现了建筑方案的实时优化和分析；同时，通过评估模块考虑到工程价值评价的基本特点，根据工程建设的特点和难点，在各项指标分析的基础上，构建建筑工程BIM应用价值指标体系，运用层次分析法和专家打分法，解决BIM应用价值难以定量评估的困难，实现业主方BIM应用价值指标的应用管理与效果评判。本发明对BIM技术在建筑工程项目管理中的应用价值评估更为准确，便于业主进行效果评价和BIM应用管理，有针对性地预防、控制和降低工程风险，提高工程管理效果，为工程项目管理提供科学的依据和支持，具有简单、快速、准确等优势。
本发明中施工建模模块通过BIM程序构建建筑模型中，建筑模型构建方法包括：
步骤1、对待构建的建筑模型进行预处理，获取所有几何对象并去除重复对象进而生成轻量化模型文件，再根据其标注部件生成对应的标注部件对象；
步骤2、对所有的所述标注部件对象进行预处理，获取所述标注部件对象的标注类型、标注指引线、标注值和标注平面数据，所述标注类型包括尺寸标注数据、形位公差数据和粗糙度数据，所述标注指引线包括引出点数据、指引箭头数据及线形、线宽，所述标注值包括基于所述标注类型分类的尺寸值及公差、形位公差值、粗糙度值和文字注释，所述标注平面数据包括标注平面原点和标注平面法向量数据；
步骤3、对所述标注平面法向量数据按照象限区分后进行整数化处理，减少所述标注平面法向量数据存储的部件数量；
步骤4、对所有的所述标注部件对象的数据进行json化处理，生成保存后缀为json的标注部件文件；
步骤5、前端在读取所述轻量化模型文件的同时，根据获取的所述标注部件的数据结构重绘标注部件，之后利用webgl渲染场景；
步骤6、针对所述待构建的建筑模型在web虚拟空间中旋转、翻转情形，设计所述标注部件的动态显示算法，实现所述标注部件随模型姿态改变而自动翻转和改变位置；
步骤7、针对所述待构建的建筑模型结构复杂时标注部件的复杂化，设计基准与关联标注的显示关联，并根据标注类型按尺寸标注数据、形位公差数据、粗糙度数据和文本注释数据进行分组，实现标注部件的分组显示浏览，其中，所述步骤7的具体过程为：遍历所述步骤5中生成的标注部件数组对象，按所述步骤2中的标注类型进行分组，并实现同一组别的对象绑定，添加每一个组别的三维标注内容的显示和隐藏功能，实现标注部件的分组显示浏览。
其中，所述步骤1的具体过程为：先通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有几何对象并去除重复的所述几何对象以生成所述轻量化模型文件，再通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有的标注部件生成所述标注部件对象。可构建准确的建筑模型。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于BIM的建筑施工管理方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统结构框图。
图3是本发明实施例提供的模拟优化模块模拟优化方法流程图。
图4是本发明实施例提供的搭建人工神经网络方法流程图。
图5是本发明实施例提供的评估模块评估方法流程图。
图中：1、施工监控模块；2、施工设计模块；3、施工建模模块；4、施工装配模块；5、预算模块；6、模拟优化模块；7、评估模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的基于BIM的建筑施工管理方法包括以下步骤：
S101，通过施工监控模块利用摄像设备监控施工过程；
S102，通过施工设计模块利用施工设计程序设计施工流程；通过施工建模模块利用BIM程序构建建筑模型；
S103，通过施工装配模块对建筑构件进行装配；
S104，通过预算模块利用预算程序对施工费用进行预算；
S105，通过模拟优化模块对施工建筑能耗进行模拟和优化；通过评估模块利用评估程序对建筑信息模型的应用价值进行评估。
如图2所示，本发明实施例提供的基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统包括：施工监控模块1、施工设计模块2、施工建模模块3、施工装配模块4、预算模块5、模拟优化模块6、评估模块7。
施工监控模块1，用于通过摄像设备监控施工过程；
施工设计模块2，用于施工设计程序设计施工流程；
施工建模模块3，用于通过BIM程序构建建筑模型；
施工装配模块4，用于对建筑构件进行装配；
预算模块5，用于通过预算程序对施工费用进行预算；
模拟优化模块6，用于对施工建筑能耗进行模拟和优化；
评估模块7，用于通过评估程序对建筑信息模型的应用价值进行评估。
在本发明中，施工建模模块通过BIM程序构建建筑模型中，建筑模型构建方法包括：
步骤1、对待构建的建筑模型进行预处理，获取所有几何对象并去除重复对象进而生成轻量化模型文件，再根据其标注部件生成对应的标注部件对象；
步骤2、对所有的所述标注部件对象进行预处理，获取所述标注部件对象的标注类型、标注指引线、标注值和标注平面数据，所述标注类型包括尺寸标注数据、形位公差数据和粗糙度数据，所述标注指引线包括引出点数据、指引箭头数据及线形、线宽，所述标注值包括基于所述标注类型分类的尺寸值及公差、形位公差值、粗糙度值和文字注释，所述标注平面数据包括标注平面原点和标注平面法向量数据；
步骤3、对所述标注平面法向量数据按照象限区分后进行整数化处理，减少所述标注平面法向量数据存储的部件数量；
步骤4、对所有的所述标注部件对象的数据进行json化处理，生成保存后缀为json的标注部件文件；
步骤5、前端在读取所述轻量化模型文件的同时，根据获取的所述标注部件的数据结构重绘标注部件，之后利用webgl渲染场景；
步骤6、针对所述待构建的建筑模型在web虚拟空间中旋转、翻转情形，设计所述标注部件的动态显示算法，实现所述标注部件随模型姿态改变而自动翻转和改变位置；
步骤7、针对所述待构建的建筑模型结构复杂时标注部件的复杂化，设计基准与关联标注的显示关联，并根据标注类型按尺寸标注数据、形位公差数据、粗糙度数据和文本注释数据进行分组，实现标注部件的分组显示浏览，其中，所述步骤7的具体过程为：遍历所述步骤5中生成的标注部件数组对象，按所述步骤2中的标注类型进行分组，并实现同一组别的对象绑定，添加每一个组别的三维标注内容的显示和隐藏功能，实现标注部件的分组显示浏览。
其中，所述步骤1的具体过程为：先通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有几何对象并去除重复的所述几何对象以生成所述轻量化模型文件，再通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有的标注部件生成所述标注部件对象。
所述步骤2的具体过程为：基于所述标注部件对象的所述标注类型，通过相关api对所述标注部件进行分类，得到尺寸标注对象、形位公差对象、基准对象、粗糙度对象和文本注释对象；记录每个标注对象的标注指引线数据和标注平面数据；
所述步骤3的具体过程为：对于标注平面的归一法向量(n1,n2,n3)，首先在三维空间的八象限中，计算出其值所在的对应象限并记录下象限编号gradnum，将(0,1,2,3,4,5,6,7)分别表示一至八象限，象限编号用一个字节表示，执行n1＝abs(n1*65535)+0.5、n2＝abs(n2*65535)+0.5、n3＝abs(n3*65535)+0.5的运算，值取整数后每个分量用二个字节表示，从而减少所述标注平面法向量数据存储的部件数量。
所述步骤4的具体过程为：通过相关api将每个所述标注部件对象转化为json字符串，然后json字符串拼接起来，封装为一个包含所有的所述标注部件的json文件。
如图3所示，本发明提供的模拟优化模块6模拟优化方法如下：
S201，通过数据库程序建立建筑能耗数据库；
S202，在Rihno+Grasshopper平台上搭建人工神经网络，对所述建筑能耗数据库进行深度学习；通过Revit软件建立建筑方案的BIM模型，利用所述Rihno+Grasshopper平台提取所述BIM模型的建筑特征，作为所述人工神经网络的输入参数；
S203，通过所述人工神经网络计算出所述建筑方案的建筑耗能评估结果；根据计算得到的所述建筑耗能评估结果，结合所述建筑能耗数据库，选择优化策略；通过所述人工神经网络计算所选择的所述优化策略的节能效果，形成优化后的设计方案。
本发明提供的建筑能耗数据库中包括有建筑模型特征库、能耗数据和优化策略库；
所述建筑模型特征库的数据组成包括：体形、朝向、层高、窗墙比、保温形式、动线形式、空调系统形式；
所述能耗数据的数据组成包括：制冷能耗、供暖能耗、设备能耗、照明能耗；
所述优化策略库的数据组成包括：围护结构、保温、遮阳、双层表皮、自然采光、自然通风。
如图4所示，本发明提供的搭建人工神经网络，包括：
S301，采用主成分分析法分析储存在所述建筑模型特征库中与建筑能耗相关的特征参数；将与建筑能耗相关度最大的特征参数提取出来作为人工神经网络的输入层；
S302，人工神经网络的输出层为建筑能耗数据库中建筑的能耗评估结果。
如图5所示，本发明提供的评估模块7评估方法如下：
S401，通过评估程序建立建筑工程BIM应用价值指标体系；
S402，构建结构分析模型；
S403，计算BIM价值指标体系指标权重；进行一致性检验；进行综合分析与评判。
本发明提供的建立建筑工程BIM应用价值指标体系，包括：
根据工程建设的特点和难点，确定BIM应用价值评价维度，构建建筑工程BIM应用价值指标体系，
所述的BIM应用价值评价维度包括目标维、过程维和对象维，
所述的BIM应用价值评价指标包括各专业设计一致程度、设计错误类变更数量、按图施工程度和运营造价，
其中，目标维按照工程项目建设的质量、进度和投资划分，过程维按照规划和策划阶段、设计阶段、施工阶段和运营与维护阶段划分，对象维按照业主方的项目管理，构建BIM应用价值指标体系；
构建结构分析模型，包括：
根据BIM应用价值指标体系，把系统的各指标要素按照不同评价维度划归不同层次，结构分析模型分为三个层次包括目标层、准则层和指标层。
下面结合实验效果对本发明的技术效果作进一步描述。
本发明通过模拟优化模块将人工神经网络技术、BIM技术与建筑能耗模拟相结合。通过直接从BIM模型提取建筑特征信息，免除了传统在模拟软件上的建模环节；通过人工神经网络对数据库的学习，直接得出能耗计算结果，实现了建筑方案的实时优化和分析；同时，在建筑工程施工中，对各工序、工法采用BIM技术进行施工模拟，通过综合碰撞检查、分析和模拟，及时发现施工中存在的问题，从而对施工方案和施工图纸进行有针对性的调整，将使建筑工程在各项进程中显著提高效率、降低施工风险、保证施工质量和安全，避免企业遭受成本损失；另外，通过评估模块对BIM技术在建筑工程项目管理中的应用价值评估更为准确。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统，其特征在于，所述基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统包括：
施工监控模块、施工设计模块、施工建模模块、施工装配模块、预算模块、模拟优化模块、评估模块；
施工监控模块，用于通过摄像设备监控施工过程；
施工设计模块，用于施工设计程序设计施工流程；
施工建模模块，用于通过BIM程序构建建筑模型；
施工装配模块，用于对建筑构件进行装配；
预算模块，用于通过预算程序对施工费用进行预算；
模拟优化模块，用于对施工建筑能耗进行模拟和优化；
评估模块，用于通过评估程序对建筑信息模型的应用价值进行评估。
2.如权利要求1所述的基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统，其特征在于，施工建模模块通过BIM程序构建建筑模型中，建筑模型构建方法包括：
步骤1、对待构建的建筑模型进行预处理，获取所有几何对象并去除重复对象进而生成轻量化模型文件，再根据其标注部件生成对应的标注部件对象；
步骤2、对所有的所述标注部件对象进行预处理，获取所述标注部件对象的标注类型、标注指引线、标注值和标注平面数据，所述标注类型包括尺寸标注数据、形位公差数据和粗糙度数据，所述标注指引线包括引出点数据、指引箭头数据及线形、线宽，所述标注值包括基于所述标注类型分类的尺寸值及公差、形位公差值、粗糙度值和文字注释，所述标注平面数据包括标注平面原点和标注平面法向量数据；
步骤3、对所述标注平面法向量数据按照象限区分后进行整数化处理，减少所述标注平面法向量数据存储的部件数量；
步骤4、对所有的所述标注部件对象的数据进行json化处理，生成保存后缀为json的标注部件文件；
步骤5、前端在读取所述轻量化模型文件的同时，根据获取的所述标注部件的数据结构重绘标注部件，之后利用webgl渲染场景；
步骤6、针对所述待构建的建筑模型在web虚拟空间中旋转、翻转情形，设计所述标注部件的动态显示算法，实现所述标注部件随模型姿态改变而自动翻转和改变位置；
步骤7、针对所述待构建的建筑模型结构复杂时标注部件的复杂化，设计基准与关联标注的显示关联，并根据标注类型按尺寸标注数据、形位公差数据、粗糙度数据和文本注释数据进行分组，实现标注部件的分组显示浏览，其中，所述步骤7的具体过程为：遍历所述步骤5中生成的标注部件数组对象，按所述步骤2中的标注类型进行分组，并实现同一组别的对象绑定，添加每一个组别的三维标注内容的显示和隐藏功能，实现标注部件的分组显示浏览。
其中，所述步骤1的具体过程为：先通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有几何对象并去除重复的所述几何对象以生成所述轻量化模型文件，再通过相关api获取所述待构建的建筑模型中所有的标注部件生成所述标注部件对象。
3.如权利要求2所述的基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：基于所述标注部件对象的所述标注类型，通过相关api对所述标注部件进行分类，得到尺寸标注对象、形位公差对象、基准对象、粗糙度对象和文本注释对象；记录每个标注对象的标注指引线数据和标注平面数据；
所述步骤3的具体过程为：对于标注平面的归一法向量(n1,n2,n3)，首先在三维空间的八象限中，计算出其值所在的对应象限并记录下象限编号gradnum，将(0,1,2,3,4,5,6,7)分别表示一至八象限，象限编号用一个字节表示，执行n1＝abs(n1*65535)+0.5、n2＝abs(n2*65535)+0.5、n3＝abs(n3*65535)+0.5的运算，值取整数后每个分量用二个字节表示，从而减少所述标注平面法向量数据存储的部件数量。
4.如权利要求2所述的基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：通过相关api将每个所述标注部件对象转化为json字符串，然后json字符串拼接起来，封装为一个包含所有的所述标注部件的json文件。
5.一种如权利要求1所述的基于BIM的建筑施工设备、施工管理系统的施工管理方法，其特征在于，所述基于BIM的建筑施工管理方法包括以下步骤：
步骤一，通过施工监控模块利用摄像设备监控施工过程；
步骤二，通过施工设计模块利用施工设计程序设计施工流程；通过施工建模模块利用BIM程序构建建筑模型；
步骤三，通过施工装配模块对建筑构件进行装配；
步骤四，通过预算模块利用预算程序对施工费用进行预算；
步骤五，通过模拟优化模块对施工建筑能耗进行模拟和优化；通过评估模块利用评估程序对建筑信息模型的应用价值进行评估。
6.如权利要求5所述基于BIM的建筑施工管理方法，其特征在于，所述模拟优化模块模拟优化方法如下：
(1)通过数据库程序建立建筑能耗数据库；
(2)在Rihno+Grasshopper平台上搭建人工神经网络，对所述建筑能耗数据库进行深度学习；通过Revit软件建立建筑方案的BIM模型，利用所述Rihno+Grasshopper平台提取所述BIM模型的建筑特征，作为所述人工神经网络的输入参数；
(3)通过所述人工神经网络计算出所述建筑方案的建筑耗能评估结果；根据计算得到的所述建筑耗能评估结果，结合所述建筑能耗数据库，选择优化策略；通过所述人工神经网络计算所选择的所述优化策略的节能效果，形成优化后的设计方案。
7.如权利要求5所述基于BIM的建筑施工管理方法，其特征在于，所述建筑能耗数据库中包括有建筑模型特征库、能耗数据和优化策略库；
所述建筑模型特征库的数据组成包括：体形、朝向、层高、窗墙比、保温形式、动线形式、空调系统形式；
所述能耗数据的数据组成包括：制冷能耗、供暖能耗、设备能耗、照明能耗；
所述优化策略库的数据组成包括：围护结构、保温、遮阳、双层表皮、自然采光、自然通风。
8.如权利要求7所述基于BIM的建筑施工管理方法，其特征在于，所述搭建人工神经网络，包括：
(3.1)采用主成分分析法分析储存在所述建筑模型特征库中与建筑能耗相关的特征参数；将与建筑能耗相关度最大的特征参数提取出来作为人工神经网络的输入层；
(3.2)人工神经网络的输出层为建筑能耗数据库中建筑的能耗评估结果。
9.如权利要求5所述基于BIM的建筑施工管理方法，其特征在于，所述评估模块评估方法如下：
1)通过评估程序建立建筑工程BIM应用价值指标体系；
2)构建结构分析模型；
3)计算BIM价值指标体系指标权重；进行一致性检验；进行综合分析与评判。
10.如权利要求9所述基于BIM的建筑施工管理方法，其特征在于，所述建立建筑工程BIM应用价值指标体系，包括：
根据工程建设的特点和难点，确定BIM应用价值评价维度，构建建筑工程BIM应用价值指标体系，
所述的BIM应用价值评价维度包括目标维、过程维和对象维，
所述的BIM应用价值评价指标包括各专业设计一致程度、设计错误类变更数量、按图施工程度和运营造价，
其中，目标维按照工程项目建设的质量、进度和投资划分，过程维按照规划和策划阶段、设计阶段、施工阶段和运营与维护阶段划分，对象维按照业主方的项目管理，构建BIM应用价值指标体系；
构建结构分析模型，包括：
根据BIM应用价值指标体系，把系统的各指标要素按照不同评价维度划归不同层次，结构分析模型分为三个层次包括目标层、准则层和指标层。
CN202210162678.4A 2022-02-22 2022-02-22 基于bim的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法 Withdrawn CN115130164A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210162678.4A CN115130164A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 基于bim的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210162678.4A CN115130164A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 基于bim的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115130164A true CN115130164A (zh) 2022-09-30

Family

ID=83375650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210162678.4A Withdrawn CN115130164A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 基于bim的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115130164A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117494356A (zh) * 2023-10-31 2024-02-02 成都建工第九建筑工程有限公司 一种基于bim技术的装配式施工方法
CN117556525A (zh) * 2024-01-12 2024-02-13 中建三局集团有限公司 基于bim模型变更分析模型质量的方法及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117494356A (zh) * 2023-10-31 2024-02-02 成都建工第九建筑工程有限公司 一种基于bim技术的装配式施工方法
CN117556525A (zh) * 2024-01-12 2024-02-13 中建三局集团有限公司 基于bim模型变更分析模型质量的方法及系统
CN117556525B (zh) * 2024-01-12 2024-03-22 中建三局集团有限公司 基于bim模型变更分析模型质量的方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. Building information modelling based building energy modelling: A review
CN115130164A (zh) 基于bim的建筑施工设备、施工管理系统以及管理方法
Samuel et al. Assessment of energy utilization and leakages in buildings with building information model energy
Lim et al. BIM and genetic algorithm optimisation for sustainable building envelope design
CN104679954A (zh) 将bim模型轻量化的方法和系统
Egwunatum et al. Optimizing energy consumption in building designs using building information model (BIM)
CN110990914A (zh) 基于bim技术的大型锅炉安装方法
CN114580851B (zh) 一种基于全生命周期碳排放计算的既有建筑改造数字化设计方法
CN115329448B (zh) 基于bim的装配式建筑施工成本控制方法及系统
CN113449355A (zh) 一种基于人工智能的建筑户型图自动生成方法
CN113987659A (zh) 一种基于bim技术的建筑设计方法
CN114004000A (zh) 一种基于bim技术管线智能排布的系统
Carvalho et al. Guidelines for analysing the building energy efficiency using BIM
CN110704653A (zh) 一种bim模型中以图搜索构件的方法及图文搜索系统
TW201903653A (zh) 運用類神經網路學習之綠建築效能模擬分析系統及其運作方法
Wang et al. Application of machine learning-based BIM in green public building design
Yang et al. Design of urban landscape visual simulation system based on three-dimensional simulation technology
Noack et al. Technical challenges and approaches to transfer building information models to building energy
Khairulzaman et al. Automation in civil engineering design in assessing building energy efficiency
Reta Leveraging a Building Information Model to Carry Out Building Energy Performance Analysis
Manke et al. Energy simulation tools and CAD interoperability: A critical review
Baba et al. State-of-the-art on buildings performance energy simulations tools for architects to deliver low impact building (LIB) in the UK
Niemeyer et al. A Modeling Framework for Engine-Neutral Automation of Building Analysis and Compliance Reporting
Ou et al. Low-carbon architectural design and data analysis based on BIM
WO2024045097A1 (en) Modeling method, method for evaluating energy conservation effect, electronic device, and readable medium

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20220930