BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展

孫園嵐 黃濤

摘 要：在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效的提高設(shè)計(jì)效率以及施工效率，目前我國正在大力倡導(dǎo)技能減排，而建筑行業(yè)也正在向這一目標(biāo)轉(zhuǎn)型，將BIM技術(shù)應(yīng)用其中可以有效的提高資源的利用率，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文主要探討了BIM技術(shù)的概念以及特點(diǎn)，并就建筑設(shè)計(jì)的BIM方法進(jìn)行了論述，希望對(duì)相關(guān)行業(yè)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 BIM 技術(shù)概述

BIM技術(shù)主要是根據(jù)工程項(xiàng)目的各種數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，從而建立起來的一種三維建筑模型。而且BIM技術(shù)還能借助數(shù)字仿真模型將工程項(xiàng)目的各項(xiàng)真實(shí)信息完美的模擬出來，幫助相關(guān)的管理人員對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行更加準(zhǔn)確和精細(xì)化的管理。

BIM技術(shù)其實(shí)就是通過收集各種施工信息，并根據(jù)這些信息創(chuàng)建三維模型。在建筑工程建設(shè)中，在整個(gè)過程都可以利用到BIM技術(shù)，而且要充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的作用，也必須將其應(yīng)用在所有環(huán)節(jié)，只有這樣，收集的信息才夠全面，進(jìn)而才能夠有效的幫助建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程的有效設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)源于國外，因此在一些西方國家應(yīng)用非常廣泛，但是在我國由于BIM技術(shù)起步較晚，所以相關(guān)的應(yīng)用還不夠成熟，而且有關(guān)BIM技術(shù)的一些政策法規(guī)也不夠完善，因此相關(guān)單位要想實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，就必須不斷的學(xué)習(xí)國外的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合自身的實(shí)際情況，在施工管理中利用BIM技術(shù)，以達(dá)到提高工程施工質(zhì)量的目的。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可視化

通過BIM技術(shù)構(gòu)建出建筑模型是透明的，因此可以將項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)信息完全的展示出來，這樣就完美的避免的了隱蔽工程中的隱患問題。這也是BIM技術(shù)最大的特點(diǎn)，由于其可視性，使得設(shè)計(jì)人員不必依靠大腦的想象，而是可以直接看見各種工程結(jié)構(gòu)，這也使得設(shè)計(jì)人員不必總是面對(duì)二維圖紙，然后為了圖紙的可操作性，還需要在圖紙上標(biāo)注各種建筑信息，不僅不利于施工人員的施工操作，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說也容易出現(xiàn)一些隱蔽性問題不易發(fā)現(xiàn)，極大的增加了設(shè)計(jì)人員與結(jié)構(gòu)模型的互動(dòng)性，從而可以全面掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息。

2.2 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)具有很強(qiáng)的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，因此無論是設(shè)計(jì)人員還是施工單位都可以利用BIM技術(shù)協(xié)調(diào)施工中的各項(xiàng)工作，從而有效的解決施工以及設(shè)計(jì)過程中的各項(xiàng)難點(diǎn)。如果在實(shí)際施工中遇到難以解決的問題，可以協(xié)同施工人員以及設(shè)計(jì)人員，利用BIM技術(shù)對(duì)問題進(jìn)行具體分析，并且同時(shí)可以利用模擬操作來探索最為有效的解決方式，而且利用三維模型，施工人員與設(shè)計(jì)人員的溝通是無障礙的，而如果利用傳統(tǒng)的二維圖紙，則很可能忽視各專業(yè)之間的碰撞問題。

通過BIM技術(shù)，可以有效協(xié)調(diào)工程中的管線碰撞問題，并且可以實(shí)現(xiàn)施工方、設(shè)計(jì)者以及業(yè)務(wù)無障礙交流，當(dāng)施工單位有不理解的地方，可以直接通過BIM技術(shù)建立的三維模型將問題指出來，如果在設(shè)計(jì)方面存在一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的地方也可以直接與設(shè)計(jì)人員交流，有效的避免了返工問題。

3 BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 在建筑結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用突破了CAD制圖的限制，將立體的建筑模型有效展示出來。傳統(tǒng)CAD建模，只能完成簡(jiǎn)單的二維平面制圖，不能將三維實(shí)體模型構(gòu)建真實(shí)體現(xiàn)出來。BIM技術(shù)可以利用三維實(shí)體模型，將真實(shí)構(gòu)建展示到施工人員面前，突出整體結(jié)構(gòu)信息和構(gòu)件之間的關(guān)系。BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的可視化，與此同時(shí)，BIM技術(shù)可以快速發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，并提出合理的修復(fù)方案，以此來提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。例如，在國家會(huì)展中心設(shè)計(jì)中，室內(nèi)展覽面積為40萬平方米，室外展覽面積也在10萬平方米以上，由于施工體量較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，傳統(tǒng)CAD建模根本無法滿足施工要求。為此，項(xiàng)目總承包部門引入了BIM技術(shù)，對(duì)工程主體部分進(jìn)行建模，之后將建立好的模型與各專業(yè)建好的模型進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)模型的有效修正，消除了建筑結(jié)構(gòu)中的各方面隱患，避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.2 在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，涉及到專業(yè)知識(shí)較多，尤其是布置加強(qiáng)件和連接鋼結(jié)構(gòu)中，任務(wù)較為繁重，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。為了解決上述難題，人們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)建模中引入BIM技術(shù)，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)梁高進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)出專門的連接件。另外，BIM技術(shù)也可以通過相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)連接件的有效處理，并通過參數(shù)數(shù)據(jù)共享，對(duì)連接件的數(shù)量和間距進(jìn)行有效控制，設(shè)計(jì)人員只需在工作中調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，便可以完成新連接件設(shè)計(jì)工作。其次，BIM技術(shù)可繪制出相關(guān)加強(qiáng)件的大樣圖，判斷工程中加強(qiáng)件的具體位置，提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過程的準(zhǔn)確性。

3.3 在建筑結(jié)構(gòu)性能中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理，主要是將建筑中各個(gè)部分中所涉及到的科學(xué)集中在一起，建立一個(gè)虛擬建筑物，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的相互支撐。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能的科學(xué)分析，對(duì)建筑機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性、牢固性、抗震性等基本要求進(jìn)行判斷，確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員只需要將BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相關(guān)軟件中，利用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定建筑結(jié)構(gòu)整體性能是否滿足事先規(guī)劃好的標(biāo)準(zhǔn)，解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，有助于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的優(yōu)化，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。例如，在亞洲最大生活垃圾發(fā)電廠設(shè)計(jì)過程中，為了提升建筑結(jié)構(gòu)性能，設(shè)計(jì)人員通過BIM技術(shù)，對(duì)模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，首先對(duì)單專業(yè)之內(nèi)模型進(jìn)行碰撞，調(diào)整碰撞中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，之后進(jìn)行機(jī)電綜合模型碰撞檢測(cè)，對(duì)機(jī)電專業(yè)內(nèi)的碰撞問題進(jìn)行調(diào)整，最后是機(jī)電與建筑之間的碰撞檢測(cè)，將建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)電之間存在的問題解決，碰撞模擬軟件可直接將結(jié)果以報(bào)告形式生成，設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)結(jié)果對(duì)綜合管線進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以人工審核的方式，最終得到修改意見，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)性能中應(yīng)用效果的提升。

3.4 在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同中的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有多重性含義，最為常見的便是力學(xué)性能、成本等。目前，很多模型構(gòu)件在應(yīng)用過程中都有了較為獨(dú)特的要求，從廣泛性角度來講，IFC模型最佳，幾乎可以滿足所有屬性要求。但一般的工程數(shù)據(jù)信息在BIM模型中都會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，為了使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不受到影響，可以采取以下措施：首先，根據(jù)設(shè)計(jì)區(qū)域的不同進(jìn)行分別設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)信息混亂。其次，在模型設(shè)計(jì)中應(yīng)該建立一個(gè)中性數(shù)據(jù)庫，保證設(shè)計(jì)者在交流過程中不出現(xiàn)問題。在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同處理過程中，設(shè)計(jì)人員如果能實(shí)現(xiàn)將所有數(shù)據(jù)整合在一起，并通過統(tǒng)一的BIM技術(shù)平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，便可以確保建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)具有足夠的協(xié)調(diào)特性。

4 結(jié)語

總的來說，伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，BIM技術(shù)日趨成熟，促進(jìn)BIM在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，提升項(xiàng)目的總體質(zhì)量和效率，還需要進(jìn)一步的理論研究和工程實(shí)踐去逐步解決。

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