「數字孿生建築」應用簡述

深度學習算法體系和通用算法包的逐步成熟，基於數字孿生體技術應用的&34;發展迎來了絕佳機遇。未來的&34;應該是自學習、會思考，可以與人自然地溝通和交互的智慧化建築，具有對各種場景的自適應能力，並且作為&34;的一部分，可以在更高的結構層次上高隨著大數據、雲霧計算等基礎設施的不斷完善，人工智慧、物聯網等數字孿生體使能技術不斷進步，度互聯。

&34;是將數字孿生體使能技術應用於建築科技的新技術，簡單說就是利用物理建築模型，使用各種傳感器全方位獲取數據的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，以反映相對應的實體建築的全生命周期過程。&34;將會成為&34;的中控載體。通過中控中心，可以掌控&34;一切過程應用的數字動態，實時對城市運行過程中各項數字信息進行動態維護、預警和解決問題。全球知名的未來學家Thomas Frey預測，到2022年，85%的物聯網平臺將使用某種數字孿生體技術進行監控，少數城市已開始率先利用數字孿生體技術進行智慧城市的管理。

數字孿生建築具有四大特點：精準映射、虛實交互、軟體定義、智能干預。

1、精準映射：數字孿生建築通過各層面的傳感器布設，實現對建築的全面數位化建模，以及對建築運行狀態的充分感知、動態監測，形成虛擬建築在信息維度上對實體建築的精準信息表達和映射。

2、虛實交互：未來數字孿生建築中，在建築實體空間可觀察各類痕跡，在建築虛擬空間可搜索各類信息，建築規劃、建設以及民眾的各類活動，不僅在實體空間，而且在虛擬空間得到極大擴充，虛實融合、虛實協同將定義建築未來發展新模式。

3、軟體定義：數字孿生建築針對物理建築建立相對應的虛擬模型，並以軟體的方式模擬建築人、事、物在真實環境下的行為，通過雲端和邊緣計算，軟性指引和操控建築的電熱能源調度等。

4、智能干預：通過在&34;上規劃設計、模擬仿真等，將建築可能產生的不良影響、矛盾衝突、潛在危險進行智能預警，並提供合理可行的對策建議，以未來視角智能干預建築原有發展軌跡和運行，進而指引和優化實體建築的規劃、管理，改善服務。

未來，隨著以物聯網、人工智慧、虛擬實境、城市仿真等為代表的數字孿生體使能技術不斷進步，大數據、雲霧計算等基礎設施的不斷完善，&34;應用成熟度的穩步提升，結合&34;可提供的智慧化應用越來越豐富，主要有以下幾個方面：

一、BIM技術賦予物理建築&34;，構築數字孿生建築數位化應用基礎

BIM是建築領域創建和使用數字孿生體技術的工具，其通過賦予各物理建築構件特有的&34;，將城市、建築、產品和人員結合起來，實現整個城市人居環境開發的智慧化管理，同時為建築業帶來全面的數位化變革和轉型升級。基於BIM技術和數字孿生城市的各應用場景融合，可輔助實現智慧社區、智慧治理、智慧交通、智慧安防、智慧應急、智慧規劃等以人為本的綜合體驗服務。

BIM數位化應用示例，構築建築數字孿生應用基礎來源：廣聯達

二、數字孿生體與增材製造技術應用賦能建築產業，促進&34;實現

在當前數位化變革的大趨勢下，作為數字孿生技術與建築產業有效融合的&34;，已成為建築產業轉型升級的核心引擎，同樣也是&34;建設的必要基礎。數字孿生建築就是利用BIM和雲計算、大數據、物聯網、人工智慧、虛擬仿真等數字孿生體使能技術，結合先進的精益建造項目管理理論方法，形成的以數字孿生體技術驅動的業務發展戰略。它集成了人員、流程、數據、技術、業務系統和應用場景，管理建築物從規劃、設計開始到施工、運維的全生命周期，包括全過程、全要素、全參與方的以人為本的人居環境開發和美好生活體驗的智慧化應用，從而實現目、企業、產業和數字孿生城市應用的生態體系全新建立。

數字孿生建築生態體系平臺示例 來源：網絡

二十一世紀以來，為應對能源危機、人口增長等問題，綠色、低碳等可持續性發展理念逐漸深入人心，而以有效提高建築物能源利用效率，降低對環境影響為目標的綠色建築成為全時間關注的重點。同時，我國正處於新型城鎮化發展過程中，國家也推出了大力發展綠色建築、裝配式建築、海綿城市建設等一系列舉措將建築產業鏈進一步深化發展，逐步實現以建築產業數位化為核心的轉型升級。

隨著數字孿生體和增材製造新技術的不斷進步和成熟應用，賦能建築產業數位化轉型升級，為快速實現綠色建築、裝配式建築和海綿城市建設等提供了有力技術支撐。如2017年10月，由北京崇建公司自主研製的&34;，它實現了建築渣土回收再利用的功能；這正好符合綠色建築&34;的理念需求。同樣，如安世亞太等開發的建築模塊化3D列印技術也為裝配式建築的大力發展提供了技術應用支撐。還有大數據、雲計算、人工智慧、物聯網和虛擬實境仿真等數字孿生體使能技術的綜合應用，為我國各地&34;的建設規劃提供了強有力的技術基礎條件…

三、數字孿生體使能技術的應用，實現日趨智能的建築能耗管理

利用數字孿生虛擬建築體和能源建模技術可改變建築物的設計、管理和維護。如通過各類傳感器和智能感知技術應用，收集實體建築實時能耗數據，並參考建築設計、暖通空調系統、照明系統、供電系統以及天氣實時數據，經過精細計算，為建築業主提供各種設備使用的優化方案，從而降低能源消耗。

建築能耗數位化管理示例 來源：伊視貝

在這方面的典型應用還有阿聯Bee&39;ah新總部大樓將完全使用可再生能源，優化資源的可持續利用，逐步達成能耗降低5%，耗水量降低20%，運營兩年內零淨碳排放量的結果。該大樓已獲得LEED 鉑金級認證，將在中東地區乃至全球智慧建築領域成為典範案例。

Bee&34;預防為主，檢修為輔&34;數字巴黎&34;數字巴黎&34;數字孿生建築&34;生命體"，最終形成人機物深度融合的開放智慧建築生態系統，讓我們的世界更綠色、工作更高效、生活更美好。