基于BIM信息技術(shù)的建筑設(shè)計分析

鄭卓爾

【摘要】在建筑行業(yè)信息化發(fā)展進(jìn)程中，BIM信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用到建筑設(shè)計中。此次研究重點分析BIM技術(shù)及其在建筑設(shè)計中的優(yōu)勢，介紹BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用實踐，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

【關(guān)鍵詞】BIM;信息技術(shù);建筑設(shè)計

在經(jīng)濟與技術(shù)發(fā)展過程中，相應(yīng)促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展，并且成為我國支柱性產(chǎn)業(yè)。在信息技術(shù)支持下，國家開始注重建筑行業(yè)的信息化建設(shè)，同時將BIM技術(shù)全面落實到建筑全生命周期中，獲得國際建筑行業(yè)的認(rèn)可，并且為建筑設(shè)計信息化發(fā)展提供參考依據(jù)。此次研究注重分析BIM信息技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，以此促進(jìn)建筑信息化發(fā)展。

1、BIM信息技術(shù)與應(yīng)用優(yōu)勢

BIM技術(shù)屬于新型建筑信息模型，通過結(jié)合三維數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)，能夠建立建筑數(shù)據(jù)信息庫，涉及到狀態(tài)信息與專業(yè)屬性。BIM技術(shù)可以改變傳統(tǒng)建筑設(shè)計理念與方法，通過計算機系統(tǒng)可以集中存儲和描述數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化為工程建筑信息，同時應(yīng)用到建筑圖紙設(shè)計中。在建筑工程量統(tǒng)計、成本核算、設(shè)備管理等環(huán)節(jié)均可應(yīng)用BIM技術(shù)，通過掃碼方式描述建筑結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的可視化與建筑功能的虛擬化，確保模型建筑圖形的完整性，全面促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)工程信息化建設(shè)與管理。

2、基于BIM信息技術(shù)的建筑設(shè)計實踐

2.1建立建筑模型

BIM技術(shù)可以通過建筑模型表達(dá)設(shè)計內(nèi)容，利用模型深入分析各類參數(shù)，全面提升模型的精準(zhǔn)性，為項目設(shè)計提供參考。首先，對建筑各環(huán)節(jié)進(jìn)行剖析，利用BIM技術(shù)可以對建筑細(xì)節(jié)進(jìn)行模型化處理，使設(shè)計人員全面掌握設(shè)計細(xì)節(jié)，優(yōu)化建筑設(shè)計。比如準(zhǔn)確計算建筑受力狀態(tài)，以此計算出支撐數(shù)據(jù)。同時對建筑工程機電安裝、燃?xì)夤艿腊惭b、給排水管道安裝進(jìn)行分析，以此降低失誤率。其次，深度分析抗震影響因素。由于抗震設(shè)計屬于建筑設(shè)計的重要內(nèi)容。通過BIM技術(shù)可以得知外加作用力與建筑穩(wěn)固性的影響關(guān)系，合理計算材料使用量，確?？拐鸾Y(jié)構(gòu)的合理性，全面提升抗震設(shè)計效果，加強建筑穩(wěn)固性。

2.2設(shè)計進(jìn)度控制

在BIM技術(shù)支持下開展工程進(jìn)度控制，通過模型、工程量清單編制進(jìn)度方案，合理比較工程進(jìn)度計劃值與實際值，對工程不同環(huán)節(jié)完成度進(jìn)行預(yù)測，以此把控工程項目風(fēng)險。BIM技術(shù)可以比較不同設(shè)計方案，幫助設(shè)計人員查找方案的安全隱患。如果產(chǎn)生設(shè)計變更問題，通過BIM技術(shù)可以實時更新工程工期。通過BIM模型可以反映出項目設(shè)計進(jìn)度，包括工程量清單與工程模型，實現(xiàn)二者的實時關(guān)聯(lián)。在模型中可以通過不同色彩，展示出工程項目設(shè)計進(jìn)度，深入分析設(shè)計滯后性原因。

2.3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

首先，分析建筑結(jié)構(gòu)與施工現(xiàn)場。應(yīng)用BIM技術(shù)可以深入分析施工環(huán)境，通過3D模型方式展示環(huán)境因素。聯(lián)合數(shù)字技術(shù)、實地調(diào)研技術(shù)，可以有效排查建筑結(jié)構(gòu)存在的安全隱患，避免環(huán)境因素影響建筑設(shè)計;其次，圖紙設(shè)計。在設(shè)計施工圖紙時，通過BIM技術(shù)可以建立立體化圖紙，確保設(shè)計人員可以直接觀察到設(shè)計情況，同時做好修改與完善，以免出現(xiàn)材料與能源浪費問題。BIM技術(shù)可以實現(xiàn)可視化設(shè)計，全面提升圖紙設(shè)計質(zhì)量。例如在傳統(tǒng)設(shè)計中，圖紙修改的工作量比較大，浪費大量時間和精力。然而通過BIM技術(shù)，設(shè)計人員可以在模型上進(jìn)行修改，整個修改操作都可以實現(xiàn)自動化。同時可以修改相關(guān)參數(shù)，應(yīng)用價值高。

2.4建筑節(jié)能設(shè)計

在建筑節(jié)能設(shè)計期間，必須關(guān)注到自然采光與通風(fēng)問題。通過BIM技術(shù)可以優(yōu)化采光與通風(fēng)設(shè)計。首先，模擬通風(fēng)環(huán)境。合理應(yīng)用自然風(fēng)，可以加強建筑節(jié)能效果。應(yīng)用BIM技術(shù)可以建立三維模型、綠化區(qū)域與建筑布局，同時調(diào)整和利用綠化面積及室內(nèi)外環(huán)境，提升自然風(fēng)的有效利用率，避免產(chǎn)生渦流和帶風(fēng)問題，對自然風(fēng)利用造成影響。其次，模擬室內(nèi)采光。由于室內(nèi)采光設(shè)計步驟比較復(fù)雜，并且涉及到大量計算。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，可以實現(xiàn)室內(nèi)采光模擬，設(shè)計人員可以將環(huán)境參數(shù)輸入到系統(tǒng)內(nèi)，包括建筑日超數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)計算與分析，可以確保窗墻比例的合理性，充分應(yīng)用自然光源，降低能源浪費。

2.5裝配式建筑設(shè)計應(yīng)用

首先，在設(shè)計和安裝裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件時，設(shè)計人員首先做好圖形設(shè)計，利用BIM技術(shù)可以有效支持構(gòu)件設(shè)計與制作，提升不同構(gòu)件的配合度，全面維護(hù)后續(xù)建筑施工的安全性。其次，對于構(gòu)件拆分來說，將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑中，可以通過模型拆分墻體和樓板，展示出不同構(gòu)件的連接狀態(tài)。設(shè)計人員可以在模型中發(fā)現(xiàn)構(gòu)件設(shè)計的盲點與誤差，確保整合與拆分的準(zhǔn)確性與安全性，為后續(xù)施工建設(shè)提供參考依據(jù)。

2.6大規(guī)模建筑協(xié)同設(shè)計

在大規(guī)模建筑協(xié)同設(shè)計中，可以應(yīng)用BIM技術(shù)。通過三維模型分析建筑性能，包括抗震性能、抗風(fēng)性能、火災(zāi)疏散性能、環(huán)境影響等。在具體設(shè)計中可以模擬和仿真大型建筑，在不同設(shè)計環(huán)節(jié)對設(shè)計方案的可行性與實效性進(jìn)行評價，為設(shè)計人員提供最佳設(shè)計方案，確保建筑運營期間不會受到環(huán)境影響，充分發(fā)揮出建筑的使用性能。

3、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點

3.1參數(shù)復(fù)雜性問題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)時，需要通過BIM系統(tǒng)完成設(shè)計，同時應(yīng)用數(shù)字化、信息化技術(shù)整合反饋建筑設(shè)計信息，按照用戶指令完成施工圖紙與模型建立。在具體應(yīng)用中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)考慮到BIM技術(shù)的安全性與真實性。但是各類參數(shù)比較復(fù)雜，設(shè)計人員容易忽視設(shè)計內(nèi)容，特別是工程材料荷載性能，相應(yīng)影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

3.2物理模型與分析模型的關(guān)聯(lián)性不足

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要建立建筑模型，該模型主要為物理模型、分析模型與完全數(shù)據(jù)模型。在具體設(shè)計中，應(yīng)用滿足標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以此保證分析模型與物理模型的無縫連接性與關(guān)聯(lián)性。然而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中沒有應(yīng)用規(guī)范構(gòu)件，就無法確保建筑模型達(dá)到規(guī)范要求，還會導(dǎo)致BIM系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的丟失率增加，影響建筑模型完整性，無法充分發(fā)揮出BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用價值。

結(jié)語：

綜上所述，建筑設(shè)計會涉及到較多內(nèi)容，整個工序復(fù)雜度高，所以必須應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)作為設(shè)計支撐。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)了解BIM技術(shù)的內(nèi)容，能夠?qū)⒃擁椉夹g(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計中，全面提升建筑設(shè)計的準(zhǔn)確性，以此縮短設(shè)計工期，應(yīng)用效果顯著。

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