应用n维BIM集成智能建筑管理 系统检测项目建设后的能源效率外文翻译资料

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应用n维BIM集成智能建筑管理

系统检测项目建设后的能源效率

摘要

建筑业一直在发展，以适应可持续发展。这凸显了在整个建设后期的建筑生命周期中检测可持续性的必要性。为了达到这一目标，相关的建筑管理系统(BMS)的应用是必不可少的。同样地，在使用高效的BMS进行设备操作的可持续维护时，平衡建筑能效和用户期望的舒适程度是至关重要的。高概率的不准确手工构建检测，加上缺乏动态因素的实时输入，促使自动化BMS的发展。因此,建筑信息模型(BIM)对自动化建设中扮演着重要角色和相应的管理系统。尽管n维BIM潜在的能力作用在建筑生命周期阶段,设计单位—承包商主要关注BIM在设计施工管理阶段的应用。此外，在构建生命周期中，知识管理系统的集成有助于处理和共享构建维护信息。这对于建设后的可持续发展至关重要。专注于建筑节能,本文回顾了96篇论文,提出见解：在建设后期建筑生命周期，一个集成智能建筑管理系统使用n维BIM应用程序(BIM-IKBMS) 成功推进实现可持续建筑的应用。

关键词：建筑信息模型；建筑管理系统；后建筑生命周期；能源效率；n维的实现

1 绪论

近年来，建筑行业一直在强调建筑生命周期建设后期可持续绩效的必要性。为了达到这一目标，必须采用特定的建筑管理系统(BMS)来满足这种需求。此外，常规的建设后期建筑检测方法也不完全有效。因此，该研究的目的是在建筑节能的基础上，提出对BIM的具体利用。

建筑信息模型(BIM)被认为是领先技术用于建筑、工程、施工(AEC)实践。它在提高项目交付效率的过程中起着至关重要的作用，从最初的概念到完成和后期的维护。BIM引入AEC行业已经使它成为推动AEC实施的无可争议的技术。此外，n维BIM的项目集成能力突出了其在可持续发展方面的潜力。 研究人员还强调，通过BIM的信息收集和建模可以降低建筑能耗。

建筑业的全球能源高消耗驱使通过使用放大的传感器数据降低建筑能耗的需求，并改进了对建筑控制的计算支持。在这方面，平衡建筑节能最大化和用户期望的舒适度是至关重要的，同时采用有效的BMS来维持设施运营的可持续性维护，从而超出了建设后期建筑物检测的影响。

研究人员已经确认，应用高效的设施维护和管理系统（FMM）可以使管理人员更有效地发现问题并维持设施。然而，进度跟踪实践的常规检测方法通常仅依赖于手动视觉评估和周期性报告。这些日志和清单将手动准备，以指示项目的适应性水平与所需的进度和规格。由于个人的个人判断和观察能力，检测进度的有效性和准确性将受到影响。此外，手动建筑检测不准确的可能性很大，加上缺乏动态因素的实时输入，促使自动化BMS的开发。建筑信息建模（BIM）对建筑和相应管理系统的自动化起着关键作用。然而，施工工人和承包商的技能、能力和积极性对接下来的成功至关重要。

此外，AEC建筑物交付的进展包括设计，施工，承包和维护。这种复杂的过程，涉及多层和多域信息存储和交换，需要来自多种能力合并的专业团队的综合贡献。因此，参与者之间的信息共享是成功的关键因素。此外，提出的能够解决AEC互通复杂性的BIM系统将大大提高项目产出和在整个生命周期内的建筑物的能源效率。

基本上，“nD”表示描述信息不同等级的多个维度。尽管BIM的n维性能使其在多功能建筑生命周期阶段的存在潜在实践，但设计师-承包商主要侧重于BIM在设计施工管理阶段的应用。 BIM的积极前景存在于后期建设中，从而提高效能，同时，BIM可以在纠正性的建筑物维护管理中用作预防措施。

将知识管理系统整合到能够在建筑物生命周期中处理和分享相应建筑物维护信息的能力，在建设后的可持续性中至关重要。本文提出建议：在建设生命周期后期内，使用n维 BIM技术（BIM-IKBMS）应用于集成智能建筑管理系统，提升能源效率，以推进可持续建筑应用的实施。

本文旨在回顾和研究用于建筑管理系统的BIM技术，重点是后建筑物的能源效率。作者介绍了N维BIM集成智能建筑管理系统（BIM-IKBMS）的概念，并详细阐述了其在建筑节能方面的应用。本文重点介绍了建筑节能BIM和IKBMS的三个主要方面。本研究中提出的系统预计将通过简化不同尖端技术之间的技术接口，为建筑节能系列中目前的一些局限性提供解决方案。

第2节概述了在审查过程中使用的方法论，解释了研究的过程和阶段。第3节继续审查建筑节能和评估这一领域的传统方法。第4节提供BIM的当前图片和相关技术，如3D激光扫描，云 BIM等，同时审查BIM的潜力。第5节详细介绍了BIM-IKBMS，最后是一个结论部分，概述了本文所有方面的要点。

2 方法论

2.1 审查方法

为了审查基于BIM集成智能建筑物管理系统对建筑物后期能效的检测的潜在应用，采取了三步法。

步骤1 ，第一阶段通过分析审查论文和建筑节能背景来检测可用于这一目标的常规方法。对建筑节能问题提出了几个问题，为最新的研究成果和传统方法的价值提供了答案。例如，本研究比较了施工前和施工后的模拟结果，以说明参与者行为与其驱动因素之间的关系。最后，在对传统方法进行深入审查之后，概述了局限性。

步骤2，接下来，本研究检测了先进技术在节能方面的地位。首先，通过回顾不同国家最新的BIM报告，重点介绍在后期建设生命周期中使用的BIM技术，概述了BIM的现状。通过回顾CAD特征和BIM特征来比较得出在建筑业中采用BIM的价值。本研究分别说明了BIM的3-7维度的应用，并介绍了n维度。最后通过BIM领域的最新研究成果研究BIM的潜力，并将其分为三部分。这些部件是智能建筑，3D激光扫描和测量和云BIM。最后，通过总结发现的局限，探索出了克服现有问题的未来方向。

步骤3，最后阶段讨论了一个被推荐的系统。认识到BIM相关技术的优势和传统的建筑节能方法，通过BIM平台找到进行建筑节能的技术潜力。本文回顾了传统方法的价值和BIM与建筑节能领域的差距，找出了将这两种技术融合在建筑节能中的应用价值。审查了特殊的检测技术，形成了先前提出的系统结构。然后根据最新的研究结果，通过整合不同的BIM和知识平台提出了BIM-IKBMS。最后，通过参考最新的相关研究成果，对系统的障碍和有效性进行评估。

2.2 数据分析

在本文中，进行了基于“标题/抽象/关键字”搜索方法的综合文献检索。文献搜索中使用的关键词广泛，包括“建筑信息建模（BIM）”，“智能建筑管理系统”，“建筑节能”，“建筑维护”，“后期建模”，“建设模拟”，“建设后期占有行为”。搜索还包括“建筑物生命周期评估”，“楼宇管理系统”，“楼宇自动化系统”，“射频识别（RFID）”，“超宽带（UWB）”，“全球导航卫星系统（GNSS） ，“2D成像”，“摄影测量”，“三维（3D）地面激光扫描（TLS）”，“构建数据采集系统”，“云BIM”，“智能建筑”，“增强现实（AR）和“知识体系”。搜索中出现了一系列高度评价的期刊，包括但不限于：建筑自动化，工业计算机，能源和建筑，程序工程，美国土木工程师学会，高级工程信息学，工业计算机，清洁生产杂志，建筑与环境与科学世界杂志。自从2009年起BIM技术大幅度出现，2008年及以前的出版物被排除在外。划定后，选出2009年至2016年9月的152篇出版物，每年发现的出版物数量如图1所示。 从2010年的1个增加到2016年的50个。每个审查要素的广泛出版物都是考虑过的，出版主题的传播如图2所示。特别是关于BIM-IKBMS相关技术的出版物被选为2013年后发布的标准，因为这个主题是在最近几年发展起来的。

2.3 独创性

本文通过结合BIM、BMS和知识管理三个热点话题，提出了n维 BIM-IKBMS。首先，建筑信息建模（BIM）起源于Eastman提出的建筑物描述系统（BDS）。该系统用于被设计更改的情况下一致地存储和运用建筑信息。随后，许多BIM平台依赖于软件技术的发展。其次，知识管理是从历史经验中推理和学习的人工智能（AI）方法。它起源于20世纪80年代初，耶鲁大学Roger Schank及其学生的研究。从2013年开始，基于知识的系统被广泛应用于AEC / FM行业。在2015年，开发了一套用于评估绿色建筑性能水平的知识型专家系统，标志着知识体系和案例推理在绿色建筑领域的应用。第三，BMS是一种安装在具有悠久历史的建筑物中的基于计算机的控制系统，用于控制和监视建筑物的MEP（机械，电气和管道）设备。本研究回顾了最新出版物后发现，一些研究人员在BIM和BMS以及BIM和KM的整合方面取得了一些进展。然而，本文的作者首先在BIM，BMS和KM组合的会议扩展摘要中引入了BIM、BMS和KM的结合。在这项研究中，讨论了这一扩大升级的想法。

3 建筑节能（常规方法）

参考世界能源：根据2013调查，世界能源理事会表示，全球初级能源需求预计到2050年将超过目前需求的1.5倍。他们还指出，发展中国家将占80%的增长。为此，建筑业节能已成为一个关键问题。如表1所示，目前的节能问题进行了系统的审查以确定其在建筑行业的节能潜力。根据表1，传统的建筑节能方法的局限性主要包括缺乏参数化方法、集成平台和可视化。

然后，几个问题进行了回顾。如何评价建筑节能？建筑能耗来自何处？住户行为的影响是什么？ 这个过程的不确定性是什么？如何使整个施工前和后施工阶段的模拟成为可能？如何在舒适和服务约束下实现最大能效？

3.1建筑施工LCA与能源效率

由于资源稀缺，对建筑业的资源回收和效率提出了更高的要求，相关社区倾向于提高其资源管理的效率。因此，研究和发展的一些可以评估建筑施工的能源效率的方法开始变得重要起来了。流行和先进的方法，建筑生命周期评估（LCA）的建筑材料和人类活动，使早期的设计和对环境影响的相关决策提供反馈。在此基础上，进行了一系列的灵敏性分析，以减少能源消耗。然而，根据Basbagill的说法，这是目前配的方法不够灵活，当设计发生变化。特别是，在参数化设计项目方面，伴随着可变参数，LCA可能会失去其时效性。同时，评估各相关建筑设计参数对环境的影响对于可持续建筑设计具有重要意义。在此基础上，Hong Koo已经制定了一个动态的方法来跟踪设计变更，并成功地测量了这些变化，但他们仍然缺乏一个集成平台的限制。此外，Sami Kashkooli表示，对于现有的LCA工具灵敏度要求的结果的缺乏是一个普遍存在的问题。因此，开发一个集成的平台，提供一个动态的建筑LCA的能源效率的方法可能是未来可持续发展的建筑设计和决策的方向。

3.2建筑物后期的能源消耗；设施维护与能源效率

建筑物后期能耗占整个寿命周期能耗的很大比例，因此了解建筑后能耗的来源并且如果能控制它以提高能源效率，这具有重要意义。 建筑后期的能源消耗主要来自设施的运作，这是不同的设计效率，维护和住户的行为。因此，一些行动可以减少建筑物后期能耗，包括早期决策的可持续性、完整的维护信息集成、提高高效的设施操作和准确的操作。同时，监测、诊断和改造后的施工设施操作也可以提高能源效率。然而，Hong，Koo认为，目前建筑物后期阶段的监测、诊断和改造技术缺乏集成平台，还需要研究人员从动态角度研究升级。同时，Yan, Orsquo;Brien 也表示，如果没有集成技术和标准化，数据收集过程将在成本方面遇到障碍。

3.3建筑物后期住户行为

在建筑设计和改造评价中，住户的行为被认为是一个关键因素，然而，目前建筑能源的建模和分析因误解了住户的行为而过于简化了Yan,Orsquo;Brien研究建筑性能的因素，尤其是在住户的行为，他们也完成了对各住户的能耗差异的详细审查，至于加热、照明及其他电器，发现不同的住户输入，能源消耗相差超过150%。Hong, Taylor-Lange也对10种类似房屋的能耗结构进行了分析，指出了最终用途的10大变化。因此，建模、仿真、分析和优化的乘员行为是另一种解决方案，以实现节能。然而，现有的仿真方法有30%个不确定性。测试后的住户行为模拟应用如表1所示，本课题的未来发展方向应是简化和规范化数据采集和模型评价过程。针对这些问题，Hong Taylor Lange建议与BIM相结合，可以将其处理到一个集成平台上，以促进数据的描述和交流。

3.4现实世界中住户行为的不确定性

根据目前的施工方法，使用预制系统的建筑能耗是不准确的。建筑能耗建模与分析结果混淆了决策者对参数的定义。通过对现实世界的人的行为，在总的不确定性中，随机不确定性占有更高的比例。主要的住户行为因素，在很大程度上影响能源消耗和他们的驱使因素列于表2中。如表2所示，到达、离开和在场持续时间很大程度上影响设备的操作条件，这是难以准确估计的。Chen Yang将它们分到三组中，分别是住户、设备操作和窗口/阴影操作。同时，模型简化的合理性、分析工具的准确性和数据采集的真实性是系统不确定性的主要来源。这些都需要验证，使得结果更准确。在建筑能量模型中的住户行为的简化与缺乏了解住户行为的影响联系起来，这是现阶段的现有方法。分析工具的准确性也需要在更广泛的范围内的情况下进行验证。此外，收集到的数据的准确性受到住户不同情境下不同意识的挑战。当他们发现他们正在被测试时，他们可能会改变他们的行为。

3.5可能的模拟

跟据Sun，Kensek所说的，某些模拟可能会促进能源的节约。施工前模拟侧重于设计参数之间的内在关系及其影响，而建设后期模拟侧重于研究现实世界的数据操作和优化行动之间的关系。表3显示了施工前模拟方法可以给决策者提供有用的建议和强大的设计审查，而建设后期模拟突出所有低效的操

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Application of nD BIM Integrated Knowledge-based Building Management System (BIM-IKBMS) for inspecting post-construction energy efficiency

Abstract

The construction industry has been evolving to embrace sustainability. This has highlighted the necessity to inspect sustainable performances throughout the post-construction building lifecycle. Application of relevant Building Management Systems (BMS) to achieve this goal is essential. Likewise, it is vital to balance the maximization of building energy efficiency and usersrsquo; desired level of comfort while employing an efficient BMS for sustainable maintenance of facility operations. The high probability of inaccurate manual building inspections plus the lack of real-time input of dynamic factors urges development of automated BMS. Therefore, Building Information Modelling (BIM) plays a key role towards automation in construction and corresponding management systems. Despite the nD capability of BIM enabling its potential practice during building lifecycle phases, designers-contractors focused primarily on the application of BIM during design-construction management stages. Moreover, integration of knowledge management systems empower handling and sharing of building maintenance information during the building lifecycle. This is essential for post-construction sustainable performance. Focusing on building energy efficiency, this article has reviewed 96 papers and suggests engagement of an Integrated Knowledge-based Building Management System using nD BIM applications (BIM-IKBMS) during the post-construction building lifecycle to advance the successful implementation of sustainable building performances.

Keywords

• Building Information Modelling;
• Building management systems;
• Post-construction lifecycle;
• Energy efficiency;
• n Dimensional implementations

1. Introduction

Recently, the need for inspecting sustainable performance in the post-construction building lifecycle has been emphasized by the construction industry. It is essential to meet this need by adopting certain building management systems (BMS) to achieve this goal . In addition, conventional post-construction building inspection methods are not completely effective. Therefore, this research aims to propose specific utilization of BIM during building maintenance for post-construction energy efficiency.

Building Information Modelling (BIM) is considered to be the leading technology for use in Architecture, Engineering, Construction (AEC) practices. It has a critical role in enhancing the effectiveness of project delivery from the initial concept through to completion and post-construction maintenance . BIMrsquo;s introduction to the AEC industry has led to it being an undisputedly contributive technology towards advancement of AEC implementations. Furthermore, BIMrsquo;s capability of nD project integrations has highlighted its potential effectiveness for being incorporated with sustainable performances. Researchers have also highlighted that information gathering and modelling through BIM can reduce respective building energy consumptions.

The high level of global energy consumption used by the construction industry has driven the need for decreasing building energy consumption via the use of amplified sensor data and improved computational support for building controls. In this regard, it is vital to balance the maximization of building energy efficiency and usersrsquo; desired level of comfort while employing an efficient BMS for sustainable maintenance of facility operations overstressing the implication of post-construction building inspection.

Researchers have confirmed that application of an efficient Facility Maintenance and Management system (FMM) enables executives to detect problems and sustain the facility more effectively. However, the conventional inspection method of progress tracking practice often relies solely on manual visual assessments and periodical respective reports. These logs and checklists are manually prepared to indicate the projectrsquo;s level of adaptability with the required milestones and specifications. Effectiveness and accuracy of inspection progress can be affected due to the individualrsquo;s personal judgment and observational skills. Additionally, the high probability of inaccurate manual building inspections, plus the lack of real-time input of dynamic factors urges development of an automated BMS. Building Information Modelling (BIM) plays a key role towards automation in construction and corresponding management systems. However, adequate skills, competence and enthusiasm of construction role-players and contractors is important for its future success.

Additionally, the progression of AEC building delivery includes design, construction, contracting and maintenance. This complex process, engaging multi-layer and multi-domain information storage and exchange, necessitates integrative contributions from versatile and incorporative professional teams. Therefore, competent information sharing among players is a critical factor for success. Additionally, a proposed BIM system capable of resolving AEC interoperability complications would substantially enhance the project output and respectively the buildingsrsquo; energy efficiency throughout its lifecycle.

Essentially, lsquo;nDrsquo; stands for multiple dimensions for describing different hierarchies of information. Despite the nD capability of BIM, enabling its potential practice during versatile building lifecycle phases, designers-contractors have focused primarily on the application of BIM during design-construction management stages. Positive prospects for BIM exist for it to be applied throughout post-construction so that energy efficiency enhancements can be augmented. While at the same time it is possible for BIM to be used during corrective building maintenance management as a preventative measure

The int

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应用n维BIM集成智能建筑管理

系统检测项目建设后的能源效率

学院（系）：土木工程与建筑学院

专业班级： 工程1301班

学生姓名： 张 思 婷

指导教师： 李 蕾

摘要

建筑业一直在发展，以适应可持续发展。这凸显了在整个建设后期的建筑生命周期中检测可持续性的必要性。为了达到这一目标，相关的建筑管理系统(BMS)的应用是必不可少的。同样地，在使用高效的BMS进行设备操作的可持续维护时，平衡建筑能效和用户期望的舒适程度是至关重要的。高概率的不准确手工构建检测，加上缺乏动态因素的实时输入，促使自动化BMS的发展。因此,建筑信息模型(BIM)对自动化建设中扮演着重要角色和相应的管理系统。尽管n维BIM潜在的能力作用在建筑生命周期阶段,设计单位—承包商主要关注BIM在设计施工管理阶段的应用。此外，在构建生命周期中，知识管理系统的集成有助于处理和共享构建维护信息。这对于建设后的可持续发展至关重要。专注于建筑节能,本文回顾了96篇论文,提出见解：在建设后期建筑生命周期，一个集成智能建筑管理系统使用n维BIM应用程序(BIM-IKBMS) 成功推进实现可持续建筑的应用。

关键词：建筑信息模型；建筑管理系统；后建筑生命周期；能源效率；n维的实现

1 绪论

近年来，建筑行业一直在强调建筑生命周期建设后期可持续绩效的必要性。为了达到这一目标，必须采用特定的建筑管理系统(BMS)来满足这种需求。此外，常规的建设后期建筑检测方法也不完全有效。因此，该研究的目的是在建筑节能的基础上，提出对BIM的具体利用。

建筑信息模型(BIM)被认为是领先技术用于建筑、工程、施工(AEC)实践。它在提高项目交付效率的过程中起着至关重要的作用，从最初的概念到完成和后期的维护。BIM引入AEC行业已经使它成为推动AEC实施的无可争议的技术。此外，n维BIM的项目集成能力突出了其在可持续发展方面的潜力。 研究人员还强调，通过BIM的信息收集和建模可以降低建筑能耗。

建筑业的全球能源高消耗驱使通过使用放大的传感器数据降低建筑能耗的需求，并改进了对建筑控制的计算支持。在这方面，平衡建筑节能最大化和用户期望的舒适度是至关重要的，同时采用有效的BMS来维持设施运营的可持续性维护，从而超出了建设后期建筑物检测的影响。

研究人员已经确认，应用高效的设施维护和管理系统（FMM）可以使管理人员更有效地发现问题并维持设施。然而，进度跟踪实践的常规检测方法通常仅依赖于手动视觉评估和周期性报告。这些日志和清单将手动准备，以指示项目的适应性水平与所需的进度和规格。由于个人的个人判断和观察能力，检测进度的有效性和准确性将受到影响。此外，手动建筑检测不准确的可能性很大，加上缺乏动态因素的实时输入，促使自动化BMS的开发。建筑信息建模（BIM）对建筑和相应管理系统的自动化起着关键作用。然而，施工工人和承包商的技能、能力和积极性对接下来的成功至关重要。

此外，AEC建筑物交付的进展包括设计，施工，承包和维护。这种复杂的过程，涉及多层和多域信息存储和交换，需要来自多种能力合并的专业团队的综合贡献。因此，参与者之间的信息共享是成功的关键因素。此外，提出的能够解决AEC互通复杂性的BIM系统将大大提高项目产出和在整个生命周期内的建筑物的能源效率。

基本上，“nD”表示描述信息不同等级的多个维度。尽管BIM的n维性能使其在多功能建筑生命周期阶段的存在潜在实践，但设计师-承包商主要侧重于BIM在设计施工管理阶段的应用。 BIM的积极前景存在于后期建设中，从而提高效能，同时，BIM可以在纠正性的建筑物维护管理中用作预防措施。

将知识管理系统整合到能够在建筑物生命周期中处理和分享相应建筑物维护信息的能力，在建设后的可持续性中至关重要。本文提出建议：在建设生命周期后期内，使用n维 BIM技术（BIM-IKBMS）应用于集成智能建筑管理系统，提升能源效率，以推进可持续建筑应用的实施。

本文旨在回顾和研究用于建筑管理系统的BIM技术，重点是后建筑物的能源效率。作者介绍了N维BIM集成智能建筑管理系统（BIM-IKBMS）的概念，并详细阐述了其在建筑节能方面的应用。本文重点介绍了建筑节能BIM和IKBMS的三个主要方面。本研究中提出的系统预计将通过简化不同尖端技术之间的技术接口，为建筑节能系列中目前的一些局限性提供解决方案。

第2节概述了在审查过程中使用的方法论，解释了研究的过程和阶段。第3节继续审查建筑节能和评估这一领域的传统方法。第4节提供BIM的当前图片和相关技术，如3D激光扫描，云 BIM等，同时审查BIM的潜力。第5节详细介绍了BIM-IKBMS，最后是一个结论部分，概述了本文所有方面的要点。

2 方法论

2.1 审查方法

为了审查基于BIM集成智能建筑物管理系统对建筑物后期能效的检测的潜在应用，采取了三步法。

步骤1 ，第一阶段通过分析审查论文和建筑节能背景来检测可用于这一目标的常规方法。对建筑节能问题提出了几个问题，为最新的研究成果和传统方法的价值提供了答案。例如，本研究比较了施工前和施工后的模拟结果，以说明参与者行为与其驱动因素之间的关系。最后，在对传统方法进行深入审查之后，概述了局限性。

步骤2，接下来，本研究检测了先进技术在节能方面的地位。首先，通过回顾不同国家最新的BIM报告，重点介绍在后期建设生命周期中使用的BIM技术，概述了BIM的现状。通过回顾CAD特征和BIM特征来比较得出在建筑业中采用BIM的价值。本研究分别说明了BIM的3-7维度的应用，并介绍了n维度。最后通过BIM领域的最新研究成果研究BIM的潜力，并将其分为三部分。这些部件是智能建筑，3D激光扫描和测量和云BIM。最后，通过总结发现的局限，探索出了克服现有问题的未来方向。

步骤3，最后阶段讨论了一个被推荐的系统。认识到BIM相关技术的优势和传统的建筑节能方法，通过BIM平台找到进行建筑节能的技术潜力。本文回顾了传统方法的价值和BIM与建筑节能领域的差距，找出了将这两种技术融合在建筑节能中的应用价值。审查了特殊的检测技术，形成了先前提出的系统结构。然后根据最新的研究结果，通过整合不同的BIM和知识平台提出了BIM-IKBMS。最后，通过参考最新的相关研究成果，对系统的障碍和有效性进行评估。

2.2 数据分析

在本文中，进行了基于“标题/抽象/关键字”搜索方法的综合文献检索。文献搜索中使用的关键词广泛，包括“建筑信息建模（BIM）”，“智能建筑管理系统”，“建筑节能”，“建筑维护”，“后期建模”，“建设模拟”，“建设后期占有行为”。搜索还包括“建筑物生命周期评估”，“楼宇管理系统”，“楼宇自动化系统”，“射频识别（RFID）”，“超宽带（UWB）”，“全球导航卫星系统（GNSS） ，“2D成像”，“摄影测量”，“三维（3D）地面激光扫描（TLS）”，“构建数据采集系统”，“云BIM”，“智能建筑”，“增强现实（AR）和“知识体系”。搜索中出现了一系列高度评价的期刊，包括但不限于：建筑自动化，工业计算机，能源和建筑，程序工程，美国土木工程师学会，高级工程信息学，工业计算机，清洁生产杂志，建筑与环境与科学世界杂志。自从2009年起BIM技术大幅度出现，2008年及以前的出版物被排除在外。划定后，选出2009年至2016年9月的152篇出版物，每年发现的出版物数量如图1所示。 从2010年的1个增加到2016年的50个。每个审查要素的广泛出版物都是考虑过的，出版主题的传播如图2所示。特别是关于BIM-IKBMS相关技术的出版物被选为2013年后发布的标准，因为这个主题是在最近几年发展起来的。

2.3 独创性

本文通过结合BIM、BMS和知识管理三个热点话题，提出了n维 BIM-IKBMS。首先，建筑信息建模（BIM）起源于Eastman提出的建筑物描述系统（BDS）。该系统用于被设计更改的情况下一致地存储和运用建筑信息。随后，许多BIM平台依赖于软件技术的发展。其次，知识管理是从历史经验中推理和学习的人工智能（AI）方法。它起源于20世纪80年代初，耶鲁大学Roger Schank及其学生的研究。从2013年开始，基于知识的系统被广泛应用于AEC / FM行业。在2015年，开发了一套用于评估绿色建筑性能水平的知识型专家系统，标志着知识体系和案例推理在绿色建筑领域的应用。第三，BMS是一种安装在具有悠久历史的建筑物中的基于计算机的控制系统，用于控制和监视建筑物的MEP（机械，电气和管道）设备。本研究回顾了最新出版物后发现，一些研究人员在BIM和BMS以及BIM和KM的整合方面取得了一些进展。然而，本文的作者首先在BIM，BMS和KM组合的会议扩展摘要中引入了BIM、BMS和KM的结合。在这项研究中，讨论了这一扩大升级的想法。

3 建筑节能（常规方法）

参考世界能源：根据2013调查，世界能源理事会表示，全球初级能源需求预计到2050年将超过目前需求的1.5倍。他们还指出，发展中国家将占80%的增长。为此，建筑业节能已成为一个关键问题。如表1所示，目前的节能问题进行了系统的审查以确定其在建筑行业的节能潜力。根据表1，传统的建筑节能方法的局限性主要包括缺乏参数化方法、集成平台和可视化。

然后，几个问题进行了回顾。如何评价建筑节能？建筑能耗来自何处？住户行为的影响是什么？ 这个过程的不确定性是什么？如何使整个施工前和后施工阶段的模拟成为可能？如何在舒适和服务约束下实现最大能效？

3.1建筑施工LCA与能源效率

由于资源稀缺，对建筑业的资源回收和效率提出了更高的要求，相关社区倾向于提高其资源管理的效率。因此，研究和发展的一些可以评估建筑施工的能源效率的方法开始变得重要起来了。流行和先进的方法，建筑生命周期评估（LCA）的建筑材料和人类活动，使早期的设计和对环境影响的相关决策提供反馈。在此基础上，进行了一系列的灵敏性分析，以减少能源消耗。然而，根据Basbagill的说法，这是目前配的方法不够灵活，当设计发生变化。特别是，在参数化设计项目方面，伴随着可变参数，LCA可能会失去其时效性。同时，评估各相关建筑设计参数对环境的影响对于可持续建筑设计具有重要意义。在此基础上，Hong Koo已经制定了一个动态的方法来跟踪设计变更，并成功地测量了这些变化，但他们仍然缺乏一个集成平台的限制。此外，Sami Kashkooli表示，对于现有的LCA工具灵敏度要求的结果的缺乏是一个普遍存在的问题。因此，开发一个集成的平台，提供一个动态的建筑LCA的能源效率的方法可能是未来可持续发展的建筑设计和决策的方向。

3.2建筑物后期的能源消耗；设施维护与能源效率

建筑物后期能耗占整个寿命周期能耗的很大比例，因此了解建筑后能耗的来源并且如果能控制它以提高能源效率，这具有重要意义。 建筑后期的能源消耗主要来自设施的运作，这是不同的设计效率，维护和住户的行为。因此，一些行动可以减少建筑物后期能耗，包括早期决策的可持续性、完整的维护信息集成、提高高效的设施操作和准确的操作。同时，监测、诊断和改造后的施工设施操作也可以提高能源效率。然而，Hong，Koo认为，目前建筑物后期阶段的监测、诊断和改造技术缺乏集成平台，还需要研究人员从动态角度研究升级。同时，Yan, Orsquo;Brien 也表示，如果没有集成技术和标准化，数据收集过程将在成本方面遇到障碍。

3.3建筑物后期住户行为

在建筑设计和改造评价中，住户的行为被认为是一个关键因素，然而，目前建筑能源的建模和分析因误解了住户的行为而过于简化了Yan,Orsquo;Brien研究建筑性能的因素，尤其是在住户的行为，他们也完成了对各住户的能耗差异的详细审查，至于加热、照明及其他电器，发现不同的住户输入，能源消耗相差超过150%。Hong, Taylor-Lange也对10种类似房屋的能耗结构进行了分析，指出了最终用途的10大变化。因此，建模、仿真、分析和优化的乘员行为是另一种解决方案，以实现节能。然而，现有的仿真方法有30%个不确定性。测试后的住户行为模拟应用如表1所示，本课题的未来发展方向应是简化和规范化数据采集和模型评价过程。针对这些问题，Hong Taylor Lange建议与BIM相结合，可以将其处理到一个集成平台上，以促进数据的描述和交流。

3.4现实世界中住户行为的不确定性

根据目前的施工方法，使用预制系统的建筑能耗是不准确的。建筑能耗建模与分析结果混淆了决策者对参数的定义。通过对现实世界的人的行为，在总的不确定性中，随机不确定性占有更高的比例。主要的住户行为因素，在很大程度上影响能源消耗和他们的驱使因素列于表2中。如表2所示，到达、离开和在场持续时间很大程度上影响设备的操作条件，这是难以准确估计的。Chen Yang将它们分到三组中，分别是住户、设备操作和窗口/阴影操作。同时，模型简化的合理性、分析工具的准确性和数据采集的真实性是系统不确定性的主要来源。这些都需要验证，使得结果更准确。在建筑能量模型中的住户行为的简化与缺乏了解住户行为的影响联系起来，这是现阶段的现有方法。分析工具的准确性也需要在更广泛的范围内的情况下进行验证。此外，收集到的数据的准确性受到住户不同情境下不同意识的挑战。当他们发现他们正在被测试时，他们可能会改变他们的行为。

3.5可能的模拟

跟据Sun，Kensek所说的，某些模拟可能会促进能源的节约。施工前模拟侧重于设计参数之间的内在关系及其影响，而建设后期模拟侧重于研究现实世界的数据操作和优化行动之间的关系。表3显示了施工前模拟方法可以给决策者提供有用的建议和强大的设计审查，而建设后期模拟突出所有低效的操

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