BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

林懿

摘 ?要：在人口數(shù)量持續(xù)增加的趨勢(shì)下，對(duì)于住宅建筑的需求量也在明顯提升，給建筑行業(yè)的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。做好住宅建筑工程的設(shè)計(jì)工作，能夠?yàn)楹罄m(xù)施工提供保障，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工全過(guò)程的有效指導(dǎo)。文章將通過(guò)分析BIM技術(shù)的特點(diǎn)，探索BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

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

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）24-0172-02

Abstract： Under the trend of continuous increase in population， the demand for residential construction is also increasing significantly， which brings new challenges and opportunities to the future development of the construction industry. Doing a good job in the design of residential construction projects can provide a guarantee for the follow-up construction and achieve effective guidance for the whole process of construction. By analyzing the characteristics of BIM technology， this paper will explore the application of BIM technology in residential building design.

Keywords： BIM technology; residential building; design; application

隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，對(duì)于居住環(huán)境也提出了更高要求，只有做好住宅建筑的質(zhì)量控制工作，才能為其提供安全舒適的環(huán)境。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，由于設(shè)計(jì)方法與理念的滯后性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的合理性與可行性較低，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)的有效指導(dǎo)。在建筑行業(yè)的繁榮發(fā)展當(dāng)中，多種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用效果也更加可靠，能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)工作效率與質(zhì)量的提升。尤其是三維模型的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中多要素的有效整合，增進(jìn)設(shè)計(jì)工作與住宅建設(shè)實(shí)際情況的密切聯(lián)系，從而防止在設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)較大的失誤。因此，應(yīng)該明確BIM技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，充分發(fā)揮技術(shù)價(jià)值與優(yōu)勢(shì)。遵循實(shí)事求是的基本原則，制定針對(duì)性技術(shù)應(yīng)用方案。

1 BIM技術(shù)概述

BIM即building information model（建筑信息模型），融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維數(shù)據(jù)技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)[1]。通過(guò)對(duì)建筑信息的有效整合，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬建筑模型的構(gòu)建，監(jiān)督與管理工程建設(shè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。在參數(shù)設(shè)定中應(yīng)該以建筑構(gòu)件為依據(jù)，滿足數(shù)字化處理工作要求，編碼處理建筑構(gòu)件后能夠增進(jìn)彼此之間的銜接性，增強(qiáng)數(shù)字化建筑模型的整體性。尤其是在現(xiàn)代化工程建設(shè)中涉及更多的數(shù)據(jù)信息，只有實(shí)現(xiàn)資源的快速共享，才能促進(jìn)工程建設(shè)的順利進(jìn)行。在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠整合各類數(shù)據(jù)資料，使設(shè)計(jì)理念充分落實(shí)在施工環(huán)節(jié)當(dāng)中。

2 BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特點(diǎn)

首先，BIM技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，對(duì)于CAD軟件的依賴程度較高，但是由于二維平面圖的局限性較大，難以滿足施工的實(shí)際需求。而BIM技術(shù)的出現(xiàn)，則能夠?yàn)榭梢暬治龅於ɑA(chǔ)，通過(guò)三維立體模型的構(gòu)建，幫助設(shè)計(jì)人員分析住宅建筑的各類影響因素，應(yīng)用報(bào)表和效果圖等實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。其次，BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需要對(duì)各個(gè)專業(yè)進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，應(yīng)用BIM技術(shù)可以促進(jìn)建筑數(shù)據(jù)信息的快速共享，做好組織協(xié)調(diào)的同時(shí)，促進(jìn)施工效率的提升，防止信息孤島效應(yīng)對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量造成的影響。然后，BIM技術(shù)具有模擬性的特點(diǎn)。除了對(duì)現(xiàn)實(shí)中的建筑物進(jìn)行模擬外，也能夠運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)非真實(shí)事物進(jìn)行模擬，從而幫助設(shè)計(jì)人員做好組織規(guī)劃工作，預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題并制定針對(duì)性處理方案[2]。最后，BIM技術(shù)具有優(yōu)化性的特點(diǎn)。對(duì)于建筑信息的變化情況，則可以在信息模型當(dāng)中加以體現(xiàn)，使各個(gè)環(huán)節(jié)得到充分優(yōu)化。

3 BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

3.1 實(shí)施空間規(guī)劃

住宅建筑的空間規(guī)劃，是設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)工作內(nèi)容，在分析住宅景觀和住宅造型時(shí)，需要依靠3D可視度分析和地形分析的方法，充分發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于住宅建筑外部環(huán)境的分析，需要以地形分析作為基礎(chǔ)，明確建筑體量關(guān)系和地形變化情況。在此過(guò)程中應(yīng)該采用專門的分析軟件，為構(gòu)建住宅建筑模型提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在實(shí)踐工作當(dāng)中，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用較為廣泛，在地形分析圖的繪制中更加便捷和高效，提升了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的利用率。尤其是通過(guò)構(gòu)建GIS模型的方式，能夠滿足后續(xù)分析、計(jì)算工作的要求[3]。室外環(huán)境分析和室內(nèi)環(huán)境分析，是當(dāng)前可視度分析的兩個(gè)重要方面，通過(guò)模擬的方式了解住宅建筑的環(huán)境特點(diǎn)，尤其是可以構(gòu)建三維透視圖，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)方案當(dāng)中存在的隱患問(wèn)題并處理，加快工程進(jìn)度。

3.2 開展前期模擬

前期模擬設(shè)計(jì)工作的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅建筑施工內(nèi)容和施工方案的全面檢測(cè)，為設(shè)計(jì)施工提供可靠保障。在住宅建筑施工中的實(shí)際情況，都可以通過(guò)模擬情景獲取并分析，科學(xué)預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及原因，并在施工前對(duì)其進(jìn)行有效處理，同時(shí)做好應(yīng)急預(yù)案的編制[4]。前期模擬工作還能夠?yàn)槭┕と藛T提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)方案的不斷優(yōu)化，確保其滿足總體建設(shè)要求。運(yùn)輸工作是住宅建筑施工中的關(guān)鍵點(diǎn)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也應(yīng)該充分利用BIM技術(shù)對(duì)其運(yùn)輸方案進(jìn)行編制，使其為施工提供便捷。對(duì)于施工運(yùn)輸和施工方案的優(yōu)化，能夠提升住宅建筑工程的質(zhì)量與效率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的控制，滿足企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求。

3.3 加強(qiáng)動(dòng)態(tài)控制

動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)也是住宅建筑設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)內(nèi)容，這是保障工程項(xiàng)目進(jìn)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應(yīng)該在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中采用BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境信息進(jìn)行收集與整理，同時(shí)借助于模擬模型進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與分析。尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)建，可以綜合化管理各類數(shù)據(jù)信息，同時(shí)根據(jù)情況變化進(jìn)行更新，滿足動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)的要求。在住宅建筑工程進(jìn)度計(jì)劃的設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該明確技術(shù)人員的職責(zé)，對(duì)進(jìn)度規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行不斷細(xì)化與完善，通過(guò)場(chǎng)景分析與觀察的方式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工技術(shù)與方案中存在的問(wèn)題，使其與實(shí)際施工要求保持一致[5]。動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的有效調(diào)整，防止由于工程延期給企業(yè)造成的損失。

3.4 節(jié)能與能源利用

綠色化生產(chǎn)是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠在降低對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的高效化利用，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。為了對(duì)設(shè)計(jì)中的節(jié)能水平進(jìn)行評(píng)估，應(yīng)該明確圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值，通過(guò)能耗計(jì)算確保設(shè)計(jì)方案的節(jié)能性。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確建筑的所需能耗，并與相同環(huán)境下空氣調(diào)節(jié)能耗與全年采暖情況進(jìn)行對(duì)比分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的評(píng)估，這也是在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中常用的權(quán)衡判斷法。還應(yīng)該在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)充分考慮到住宅建筑的形態(tài)、朝向和大小特點(diǎn)，同時(shí)確保熱工性能參數(shù)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。熱工性能參數(shù)通常會(huì)反映在建筑施工圖當(dāng)中，應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的節(jié)能計(jì)算，通過(guò)報(bào)告的形式明確設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)。采用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述數(shù)據(jù)信息的綜合處理與分析，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與維護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的對(duì)比分析更具可視化特點(diǎn)，減輕設(shè)計(jì)人員負(fù)擔(dān)的同時(shí)，能夠保障數(shù)據(jù)的精確性與可靠性，防止出現(xiàn)計(jì)算誤差過(guò)大的問(wèn)題。

3.5 設(shè)備選型與管道敷設(shè)

選擇合理的設(shè)備并保障管道敷設(shè)的合理布局，是住宅建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，BIM技術(shù)的應(yīng)用則能夠?yàn)槠涮峁┮罁?jù)，通過(guò)可視化模型構(gòu)建，防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突問(wèn)題。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，往往是采用CAD圖紙控制設(shè)備管道敷設(shè)工作，不僅效率低下而且會(huì)造成較大的誤差。尤其是在建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備管道設(shè)計(jì)中的聯(lián)系性較低，難以實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的有效協(xié)調(diào)。因此，應(yīng)該合理應(yīng)用BIM技術(shù)，在仿真模型當(dāng)中體現(xiàn)各專業(yè)要求，增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的直觀性與整體性，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的有效銜接。尤其是在碰撞檢測(cè)當(dāng)中，可以明確管道的交叉沖突問(wèn)題并優(yōu)化設(shè)計(jì)，防止在后續(xù)施工中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更現(xiàn)象[6]?？鐚I(yè)整合設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，能夠解決程序的繁瑣性問(wèn)題，通過(guò)不同接口的設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑參數(shù)的多角度分析，滿足分析軟件的應(yīng)用需求。

3.6 模型構(gòu)件制作

在建筑模型建設(shè)中需要制作模型構(gòu)件，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，建筑模型構(gòu)件可以通過(guò)數(shù)字代號(hào)表示，應(yīng)用數(shù)字模型替代立體模型。建筑信息參數(shù)化模型技術(shù)，在BIM技術(shù)設(shè)計(jì)模型中的應(yīng)用較多，在模型像素區(qū)分當(dāng)中以構(gòu)件的性質(zhì)和功能等為依據(jù)，包括了注釋符號(hào)像素和視圖像素等。參數(shù)設(shè)置的方式應(yīng)用于各像素當(dāng)中，使其標(biāo)高、結(jié)構(gòu)形式、施工和材質(zhì)等得到明確。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，還應(yīng)該對(duì)住宅建筑的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，并合理調(diào)整像素參數(shù)，滿足各層平面圖、三維視圖和樓層剖面圖的繪制要求。對(duì)圖形的詳細(xì)信息進(jìn)行標(biāo)注，包括了尺寸標(biāo)注、荷載標(biāo)注、文字標(biāo)注與符號(hào)標(biāo)注等等，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)分析的直觀性，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)，提升住宅建筑工程建設(shè)質(zhì)量與效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

在住宅建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用BIM技術(shù)，是當(dāng)前建筑行業(yè)朝著自動(dòng)化與智能化方向發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，滿足住宅建筑工程質(zhì)量的要求。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化性的特點(diǎn)，消除了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的弊端。在實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)該通過(guò)實(shí)施空間規(guī)劃、開展前期模擬、加強(qiáng)動(dòng)態(tài)控制、節(jié)能與能源利用、設(shè)備選型與管道敷設(shè)、模型構(gòu)件制作等，實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM技術(shù)的充分利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的不斷優(yōu)化。

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