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What is BIM (Building Information Modeling)?
今日主題 智慧建築與家庭\智慧醫護\智慧科技創新應用\AI.AR.VR
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智慧建築與智慧家庭
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| ．智慧照明應用場景愈加廣闊 行業市場快速發展 | ||
可穿戴產品 AR\VR
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2018年8月31日 星期五
‧ 2018\08\31\3S Market Daily 智慧產業新聞
．為何大力發展 BIM 與綠色建築？
BIM for green construction
來源：筑龙网
21世紀以來，為應對能源危機、人口成長等問題，綠色、低碳等可持續發展理念，逐漸深入人心，而以有效提高建築物資源利用效率，降低建築對環境影響為目標的綠色建築，成為全世界的關注重點。
從綠色建築的定義可以看出：
綠色建築提倡將節能環保的理念，貫穿於建築的全生命週期；綠色建築主張在提供健康、適用和高效的使用空間的前提條件下，節約能源、降低排放，在較低的環境負荷下，提供較高的環境質量；綠色建築在技術與形式上，須體現環境保護的相關特點，即合理利用資訊化、自動化、新能源、新材料等先進技術。
BIM簡介
BIM是英文Building Information Modeling的縮寫，中文直譯為「建築資訊模型」，但是BIM概念所包含的內容，遠遠不止於此。從本質上來講，BIM是一個將數據轉化成資訊，讓人們在建築工程全壽命週期的各個階段，都可以隨時獲取已有的、與建築工程相關的資訊知識，使我們的下一步工作更加明智、合理。
BIM並非許多人誤會的某一個軟體，或某一類軟體，它是指工程人員收集、儲存、使用各種有用資訊，並對這些資訊進行分析、管理，支持工程人員在立項、規劃、設計、施工、營運維護及建築項目，最終完成使命拆除的過程中，更加智慧、合理地對過程，進行計算分析和管理的手段。
現階段BIM的應用
就現階段而言，BIM技術主要應用於施工階段。BIM在施工階段可對施工過程進行模擬、對建造中所使用各種材料進行精細統計，可以在項目尚未開始時，就準確發現項目施工的過程中，品質風險、安全風險和成本風險控制的關鍵，從而在建造過程中對其進行重點管理，最終實現對項目的品質、安全和成本的準確控制，在實現品質高、進度快的同時，降低建造成本。
同時，應用三維場地佈置技術，對施工現場臨時設施、水電佈置、廠區道路進行模擬佈置，可以形成更加直觀的三維佈置場景，提高場地佈置的合理性、科學性、有效性；
應用BIM模板腳手架設計軟體，可實現自動拼模，預先計算出模板及構件的用量，進行科學下料，減少材料損失；
BIM應用模型中的碰撞檢查應用，可以及時發現不同專業間構件的衝突和干涉，避免造成返工損失；在進度管理中使用BIM技術，可以更高效、更準確地進行施工進度計劃和進度控制。
應用BIM模板腳手架設計軟體，可實現自動拼模，預先計算出模板及構件的用量，進行科學下料，減少材料損失；
BIM應用模型中的碰撞檢查應用，可以及時發現不同專業間構件的衝突和干涉，避免造成返工損失；在進度管理中使用BIM技術，可以更高效、更準確地進行施工進度計劃和進度控制。
BIM與綠色建築完美組合
BIM為綠色建築的可持續發展，提供分析與管理，在推動綠色建築發展與創新中潛力巨大。
時間維度的一致性
BIM技術致力於實現全生命週期內，不同階段的集成管理；而綠色建築的開發、管理涵蓋建造、使用、拆除、維修等建築全生命週期。時間維度對應為兩者的結合提供了便利。
核心功能的互補性
綠色建築可持續目標的達成，需要全面系統地掌握不同材料、設備的完整資訊，在項目全生命週期內協同、優化，從而節約能源，降低排放，BIM技術為其提供了整體解決方案。
應用平台的開放性
綠色建築需借助不同軟體，來實現建築物的能耗、採光、通風等分析，並要求與其相關的應用平台具備開放性。BIM平台具備開放性的特點，允許導入相關軟體數據，進行一系列可視化操作，為其在綠色建築中的應用創造了條件。
綠色建築為BIM提供了一個發揮其優勢的舞台，BIM為綠色建築提供了數據和技術上的支持。
節地與室外環境
合理利用BIM技術，對建築周圍環境及建築物空間，進行模擬分析，得出最合理的場地規劃、交通物流組織、建築物及大型設備佈局等方案；
透過日照、通風、噪聲等分析與仿真工具，可有效優化與控制光、噪聲、水等污染源。
節能與能源利用
將專業建築性能分析軟體導入BIM模型，進行能耗、熱工等分析，根據分析結果調整設計參數，達到節能效果；
通過BIM模型優化設計建築的形體、朝向、樓距、牆窗比等，提高能源利用率，減小能耗。
節水與水資源利用
利用虛擬施工，在室外埋地下管道時，避免碰撞或衝突導致的管網漏損；
在動態數據庫中，清晰瞭解建築日用水量，及時找出用水損失原因；
利用BIM模型統計雨水採集數據，確定不同地貌和材質對徑流系數的影響，充分利用非傳統水源。
節材與材料資源利用
在模型中輸入材料資訊，對材料從製作、出庫到使用的全過程進行動態跟蹤，避免浪費；
利用數據統計及分析功能，預估材料用量，優化材料分配；
借助BIM模型分析並控制材料的性能，使其更接近綠色目標；
進行衝突和碰撞檢測，避免因遇到衝突而返工造成材料浪費。
室內環境品質
在BIM模型中，通過改變門窗的位置、大小、方向等，檢測室內的空氣流通狀況，並判斷是否對空氣品質產生影響；
透過噪聲和採光分析，判斷室內隔音效果和光線，是否達到要求；
透過調整樓間距或者朝向，改善室內的戶外視野。
施工管理
衝突檢測：避免不必要的返工，並在一定程度上控制設計文件的變更；
模擬施工：優化設備、材料、人員的分配等施工現場的管理，減少因施工流程不當造成的損失；
計算工程量：透過結構構件和材料資訊，既可快速計算工程量，也可對構件進行精確加工；
造價管理：在BIM進度模型的基礎上，導入造價軟體，可控製成本和施工進度，統籌安排資源。
運營管理
BIM模型整合了建築的所有資訊，並在資訊傳遞上具有一致性，滿足營運管理階段對資訊的需求；
透過BIM模型可迅速定位建築出問題的部位，實現快速維修；再次，利用BIM對建築相關設備設施的使用情況及性能，進行即時跟蹤和監測，做到全方位、無盲區管理；
基於BIM進行能耗分析，記錄並控制能耗。
思考與建議
綠色改造項目
已建項目的綠色改造受國家或區域經濟情況，及相關政策影響較小，具有更大市場潛力。將BIM技術與綠色建築的思想，用於營運維護類項目，可控制項目能耗，節約成本，獲得市場競爭優勢。
選材應用
BIM技術擁有完備、準確的數據庫，記載了建築材料的屬性及能耗。利用BIM選用可循環材料，既可節約能源、減少建築垃圾，從長遠的角度看，還可降低成本。
軟體本土化及介面友好性
BIM軟體存在以下問題：
軟體多為國外開發，不一定適用於國內；
整合度不高，難以滿足一些特殊專業的需求;
操作較複雜，介面友好性難以達到相應水準，部分用戶傾向於使用相對簡單的非BIM版綠色軟體。
因此，要利用BIM推動綠色建築，需加強軟體本土化、加強開發實用性及可操作性強軟體吸引廣泛用戶、並為不同軟體的數據傳輸建立標準，提高效率。
．人工智慧領域十大最具成長性技術展望
Top 10 Hottest Artificial Intelligence Technologies 2017
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來源：
日前，在2018世界機器人大會基礎技術與創新論壇中，中國電子學會發佈了《新一代人工智慧十大成長性技術展望》，經調研走訪了一批在新一代人工智慧技術及產業方面，具備領先水平和特色的龍頭企業，拜訪了來自於知名大學、研究機構的人工智慧相關領域專家學者，系統梳理了權威智庫，和知名策略咨詢公司的最新報告，遴選了十項最具特色的成長性技術，結論如下：
對抗性神經網路。是指由一個不斷產生數據的神經網路模組，與一個持續判別所產生數據，是否真實的神經網路模組組成 的神經網路架構，創造出近似真實的原創圖像、聲音和文本數 據的技術。
該技術有望大幅提升機器翻譯、人臉辨識、資訊檢索的精度和準確性，隨著三維模型數據序列能力的提升，未來 將在自動駕駛、安防監控等領域產生可觀的應用價值。
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對抗性神經網路中產生數據，與判別數據持續進行
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膠囊網路。是指在深度神經網路中，建構多層神經元模組，用以發現並儲存物體詳細空間位置和姿態等資訊的技 術。該技術能使機器在樣本數據較少情形下，快速辨識不同 情境下的同一對象，在人臉辨識、圖像辨識、字符辨識等領域具有廣闊的應用前景。
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膠囊網路算法可以從不同角度辨識同一物體
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雲端人工智慧。是指將雲計算的運作模式，與人工智慧深度融合，在雲端集中使用和共享機器學習工具的技術。該技術將龐大的人工智慧運行成本轉移到雲平台，能夠有效降低終端設備使用人工智慧技術的門檻，有利於擴大用戶群體，未來將廣泛應用於醫療、製造、能源、教育等多個行業和領域。
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| 推出人工智慧服務的主要雲計算公司 |
深度強化學習。是指將深度神經網路和具有決策能力的強化學習相結合，透過端到端學習的方式實現感知、決策或感知決策一體化的技術。
該技術具有無需先驗知識、網路結構複雜性降低、硬體資源需求少等特點，能夠顯著提升機器智慧，適應複雜環境的效率和健壯性，將在智慧製造、智慧醫療、智慧教育、智慧駕駛等領域具有廣闊發展前景。
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| 深度強化學習具有良好的結構特點 |
智慧腦機交互。是指透在人腦神經與具有高生物相容性的外部設備間，建立直接連接通路，實現神經系統和外部設備間資訊交互與功能整合的技術。
該技術採用人工智慧控制的腦機接口，對人類大腦的工作狀態進行準確分析，達到促進腦機智慧融合的效果，使人類溝通交流的方式，更為多元和高效，未來將廣泛應用於臨床康復、自動駕駛、航空航天等多個領域。
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| 智慧腦機交互使人類溝通交流高效化 |
對話式人工智慧平台。是指融合語音辨識、語義理解、自然語言處理、語音合成等多種解決方案，為開發者提供具備辨識、理解，及反饋能力的開放式平台的技術。
該技術能夠實現，機器與人在對話服務場景中的自然交互，未來有望在智慧可穿戴設備、智慧家庭、智慧車載等多個領域，得到大規模應用。
該技術能夠實現，機器與人在對話服務場景中的自然交互，未來有望在智慧可穿戴設備、智慧家庭、智慧車載等多個領域，得到大規模應用。
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| 對話式人工智慧平台結構 |
情感智慧。是指利用人工慧手段模擬表情、語氣、情感等類人化情緒響應，以打造具有情緒屬性的虛擬形象的技術。該技術可賦予機器設備，更好的對人類情感的辨識、理解和引導能力，為用戶帶來更具效率和人性化的交互體驗，未來將在智慧機器人、智慧虛擬助手等領域得到更為頻繁和深入的應用。
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情感智慧技術將模擬人的情緒
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神經形態計算。是指仿真生物大腦神經系統，在晶片上模擬生物神經元、突觸的功能及其網路組織方式，賦予機器感知和學習能力的技術。
該技術的目標在於使機器具備，類似生物大腦的低功耗、高效率、高容錯等特性，將在智慧駕駛、智慧安控、智慧搜索等領域具有廣闊應用前景。
該技術的目標在於使機器具備，類似生物大腦的低功耗、高效率、高容錯等特性，將在智慧駕駛、智慧安控、智慧搜索等領域具有廣闊應用前景。
神經形態計算的結構
元學習。是指將神經網路與人類注意機制相結合，建構通用算法模型，使機器智慧具備快速自主學習能力的技術。該技術能夠使機器智慧真正實現自主編程，顯著提升現有算法模型的效率與準確性，未來的進一步應用，將成為促使人工智慧從專用階段邁向通用階段的關鍵。
元學習實現快速自主學習
量子神經網路。是指採用量子器件搭建神經網路，優化神經網路結構和性能的技術。該技術充分利用了量子計算超高速、超並行、指數級容量的特點，有效縮短了神經網路的訓練時間，未來將在人臉辨識、圖像辨識、字符辨識等領域具有重要應用價值和廣闊前景。
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| 量子神經網路結構示意圖 |
當前，全球正在經歷科技和產業高度耦合、深度迭加的新一輪變革，大數據的形成、理論算法的革新、計算能力的提升及網路設施的演進驅動人工智慧，進入新一輪創新發展高峰期，新技術持續獲得突破性進展，呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等以應用為導向的新特徵。
加強新一代人工智慧技術的前瞻預判，準確把握全球技術創新動態及發展趨勢，將為行業健康發展、資金有序進入、政策規劃出台、新興市場開拓等提供具備決策參考價值，和實踐指導意義的智力支撐。
．被動房與零碳建築，誰是未來的綠建之王？
Passive House = 90% Home Energy Reduction!
來源：慧聪网
建築節能的要求越來越高，綠色建築與既有建築的綠色改造，已成為建築行業的熱門話題。
說起綠色建築，就不得不提起建築行業裡，兩個頗具鋒芒的建築新星——被動房與零碳建築，這兩類建築的節能效果都受到業內的廣泛認可。
對於未來的綠色建築界，誰才是真正的引領者？
一、被動房和零碳建築的對比
被動房是透過特殊的建築設計，使建築在冬季充分利用太陽輻射熱取暖，盡量減少因圍護結構，及通風滲透而造成的熱損失；夏季則盡量減少因太陽輻射、室內人員活動及設備散熱造成的熱量，依靠建築物的遮擋功能，實現室內環境的通風舒適。
零碳建築是在不消耗煤炭、石油、電力等能源的情況下，全年的能耗，全部由場地產生的可再生能源提供的節能建築。其主要特點除加強了建築圍護結構的被動式節能設計，還能將建築能源的需求轉向太陽能、風能、淺層地熱能、生物質能等可再生能源，為人類、建築與環境的和諧共生，找到了最佳的解決方案。
對比兩者的定義不難發現，零碳建築在節能減排方面更勝一籌，能完全實現近零的碳排放，將節能減排做到了極致。
在零碳建築的發展方面有三個特別的案例——上海世博會零碳館、綠色魔法學校和「零碳天地」。
在世博會期間，零碳館以遊戲的形式，讓參觀者通過互動活動體驗了生活中的節能減排細節，體驗未來的減碳、零碳生活方式。
綠色魔法學校，採用了13種綠色建築的設計手法，達到了綜合節能68%目標。其中採用的自然浮力通風技術，能讓一座300人的國際會議廳，在夏季3個月中不開空調，達到節能28%的目的；同時，該建築採用的陶瓷復金屬燈二次反射的照明設計，讓國際會議廳實現了節能40%的目標。
「零碳天地」則採用了太陽能，以及較環保的生物柴油發電方式，其產生的可再生能源，比營運時所需的能源更多，因此，可將剩餘的能源全部回饋公共電網，以抵消建築材料在製造，和運輸過程中所使用的能源。
三、被動房的優勢在哪裡？
如果說零碳建築將節能做到了極致，那麼被動房則將重心放在了舒適、經濟、節能三方面。
被動房不需要空調和暖氣，房間全年都有新鮮的空氣，不潮濕，無霉菌，四季的室溫都維持在人體適宜的18℃~24℃之間，能節省95%的能源。
被動房不僅可以讓建築更加健康、舒適、節能環保，而且還能防霧霾、隔音降噪等，讓人的生活更加舒適。
總之，與零碳建築不同，被動房主打良好居住體驗的招牌，在兼顧節能效果的同時，讓業主在各方面的體驗達到最佳。