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

崔秀春

摘要住宅建設(shè)對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展起著重要作用：在先進(jìn)技術(shù)的支持下，住宅水平不斷提高。本文分析了BIM的技術(shù)特點(diǎn)，突出了BIM在住宅建設(shè)中的應(yīng)用技術(shù)，促進(jìn)了現(xiàn)代住宅建設(shè)的發(fā)展，逐步獲得了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：建筑;設(shè)計(jì);BIM技術(shù)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。信息技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用將有助于建筑業(yè)的發(fā)展，提高其技術(shù)水平。BIM是一種新的IT技術(shù)。自成立以來(lái)，它在許多領(lǐng)域，特別是在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。它的應(yīng)用減少了開(kāi)發(fā)人員的工作量，提高了工程質(zhì)量。然而，BIM技術(shù)尚未完全應(yīng)用于國(guó)家的住宅和建筑項(xiàng)目，這不僅影響了項(xiàng)目的速度和效率，也阻礙了人們生活質(zhì)量的進(jìn)一步提高。為了有效解決這一問(wèn)題，本文介紹了BIM技術(shù)在我國(guó)住宅建設(shè)中的應(yīng)用，以保證住宅建設(shè)的可持續(xù)性、節(jié)能性和環(huán)保性。

一、BIM技術(shù)概述技術(shù)

（一）概念及原理

建筑信息模型（BIM）是由美國(guó)科學(xué)家提出的，它基本上是一個(gè)幾何圖形。本文介紹了建筑的復(fù)雜信息需求、特征和功能，將信息集成到建筑項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中，并以單個(gè)建筑模型的形式呈現(xiàn)。近年來(lái)，這一概念已為國(guó)內(nèi)外學(xué)者所接受[1]。我們提供首個(gè)模擬測(cè)試、3D模型、虛擬設(shè)計(jì)、模型統(tǒng)一設(shè)計(jì)等BIM技術(shù)，有效協(xié)調(diào)不同的設(shè)計(jì)學(xué)科，覆蓋整個(gè)施工周期，結(jié)合具體的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)要求，使用三維畫(huà)筆模型或D結(jié)構(gòu)直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)是一種特殊技術(shù)，它允許將建筑物的數(shù)量描述為基于對(duì)象的CAD方法。在這項(xiàng)技術(shù)的支持下，建筑信息已充分反映在電子模型中，包括數(shù)字山。

（二）BIM技術(shù)的特點(diǎn)

（1）可視化

在當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)中，很難想象建筑結(jié)構(gòu)的許多部分與特定的線條有關(guān)[2]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種形式的建筑擺在人們面前，人們無(wú)法用大腦完全想象建筑物的樣子。在許多建筑結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)和線性形狀的效果可以用來(lái)形成建筑形狀的三維表示。在住宅建筑設(shè)計(jì)中，最熟練的圖像處理團(tuán)隊(duì)可以使用筆劃來(lái)模擬建筑。但是，由于項(xiàng)目的圖形信息不是自動(dòng)生成的，因此項(xiàng)目圖形交互不能用作反饋。BIM技術(shù)可以用來(lái)創(chuàng)造視覺(jué)展示，它不僅是視覺(jué)呈現(xiàn)和形成的特征和關(guān)系，而且是建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的溝通、討論和決策。

（2）協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)性是施工的重要組成部分，項(xiàng)目只有通過(guò)協(xié)調(diào)和互動(dòng)才能完成。在建筑設(shè)計(jì)中，由于耦合不足，很多領(lǐng)域經(jīng)常會(huì)發(fā)生沖突：為了盡快預(yù)防和解決這些沖突，可以利用BIM協(xié)調(diào)功能來(lái)解決這些問(wèn)題，并準(zhǔn)備和報(bào)告BIM技術(shù)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。

（3）模擬性

BIM技術(shù)不僅可以模擬真實(shí)建筑模型的設(shè)計(jì)，還可以服務(wù)于不真實(shí)的事物。借助BIM技術(shù)，我們可以對(duì)住宅建設(shè)中需要建模的模塊進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，模擬施工組織的實(shí)際項(xiàng)目施工，根據(jù)施工項(xiàng)目合理推進(jìn)施工，并通過(guò)管理成本的5D模擬，在應(yīng)急控制階段模擬建筑物的運(yùn)行階段。

（4）優(yōu)化性

在項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。只有不斷優(yōu)化，才能保證建設(shè)項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。BIM技術(shù)可以利用準(zhǔn)確的信息來(lái)確定建筑物的改造狀態(tài)，并通過(guò)一些科技手段更好地保證最佳效果。BIM技術(shù)還可以用于優(yōu)化復(fù)雜項(xiàng)目，在完成施工計(jì)劃的設(shè)計(jì)和可視化后，業(yè)主可以與原建筑部設(shè)計(jì)辦公室協(xié)調(diào)各種建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和可視化。

二、BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）節(jié)能與能源利用

（1） 確保船體結(jié)構(gòu)的熱性能符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

在規(guī)劃不符合既定目標(biāo)的建筑時(shí)，應(yīng)將建筑的節(jié)能性能與保溫標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，采用經(jīng)濟(jì)成本和能耗的計(jì)算方法。折中評(píng)估法是先計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)的能耗，然后計(jì)算相同條件下施工所需的能耗，并對(duì)兩種計(jì)算方法進(jìn)行比較。第二次計(jì)算的結(jié)果低于上一次計(jì)算的結(jié)果，即第二次計(jì)算的結(jié)果低于上一次計(jì)算的結(jié)果。在第二天的計(jì)算后，由于第一次調(diào)查的結(jié)果高于前一次調(diào)查的結(jié)果，因此必須對(duì)建筑物本身進(jìn)行調(diào)整和計(jì)算，以滿足節(jié)能的需要。請(qǐng)注意，建筑的方向、形狀和尺寸與設(shè)計(jì)建筑的方向、形狀和尺寸進(jìn)行了比較，并在建筑性能參數(shù)規(guī)范中使用。制造商應(yīng)提供防護(hù)設(shè)備的總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和其他文件，以及防護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和熱性能。使用功能表驗(yàn)證建筑物的保護(hù)參數(shù)，與節(jié)能規(guī)范進(jìn)行比較，并評(píng)估建筑物在節(jié)能范圍內(nèi)的熱性能。BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以快速生成各種參數(shù)，不僅可以縮短人工統(tǒng)計(jì)所需的時(shí)間，而且可以保證仿真數(shù)據(jù)的可靠性。

（2） 建筑的總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足夏季通風(fēng)，冬季供暖。

為了促進(jìn)夏季自然通風(fēng)和冬季供暖，BIM技術(shù)還可以解決與建筑結(jié)構(gòu)和建筑定位相關(guān)的問(wèn)題。制造商必須提交布置圖、施工項(xiàng)目說(shuō)明和其他文件。第三方應(yīng)提前進(jìn)行風(fēng)影響優(yōu)化試驗(yàn)，以優(yōu)化自然通風(fēng)和日照。總體方案介紹了設(shè)計(jì)原則，試驗(yàn)報(bào)告包括計(jì)算模型、基線、參數(shù)和計(jì)算結(jié)果。在建立簡(jiǎn)單模型后，通過(guò)外部環(huán)境分析、試驗(yàn)?zāi)M、照明觀測(cè)和通風(fēng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化等形式將上述具體信息引入BIM軟件。

（二）材料的儲(chǔ)存和使用

在選擇建筑材料時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮回收材料，如果它們是安全和無(wú)污染的，它們占建筑材料總量的10%以上。在BIM模型中，使用功能列表提取可回收材料的類型，計(jì)算其重量，最后評(píng)估其是否符合節(jié)能要求，這與統(tǒng)計(jì)包絡(luò)線的熱特性類似[3]。

（三）設(shè)計(jì)階段細(xì)節(jié)的深化研究

在引入BIM技術(shù)之前，有幾項(xiàng)重要的計(jì)算機(jī)分析，建筑行業(yè)涉及多個(gè)學(xué)科。建筑物理學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科。傳統(tǒng)的分析方法將流體力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和熱力學(xué)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)單獨(dú)的剖面和模型來(lái)分析整個(gè)房屋。這不僅需要時(shí)間，還需要許多不可靠的結(jié)構(gòu)，不適合結(jié)構(gòu)傳輸。通過(guò)不同的接口，BIM模型可以將各種適合信息輸入的施工參數(shù)轉(zhuǎn)換成不同的分析程序。為了實(shí)現(xiàn)BIM軟件的高度專業(yè)化，需要在BIM軟件中添加一些建筑構(gòu)件，但一般來(lái)說(shuō)，使用BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型有很多優(yōu)點(diǎn)，可以在短時(shí)間內(nèi)分析和調(diào)整施工特點(diǎn)。

（四）開(kāi)放式的3D節(jié)點(diǎn)視圖

在施工之初，許多設(shè)計(jì)師機(jī)械地改造和復(fù)制了以前的模型，聽(tīng)取了優(yōu)秀設(shè)計(jì)師的建議和意見(jiàn)，并進(jìn)行了相應(yīng)的改造和創(chuàng)造。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，建筑師不能真正理解相關(guān)建筑的構(gòu)成，理解其復(fù)雜性，控制建筑設(shè)計(jì)的需求和意義，這不利于提高設(shè)計(jì)師的整體水平。用于重新訪問(wèn)軟件的圖形設(shè)計(jì)與以前的設(shè)計(jì)方法不同。將二維節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為三維節(jié)點(diǎn)，以最小化圖形的復(fù)雜性。它的結(jié)構(gòu)不僅有利于理解，而且可以直接反映和提高學(xué)習(xí)應(yīng)用效率。

三、BIM技術(shù)在住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前景

目前，BIM技術(shù)在我國(guó)住宅建設(shè)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，沒(méi)有良好的應(yīng)用環(huán)境，制約了BIM技術(shù)的發(fā)展。作為一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，它具有廣闊的應(yīng)用前景，國(guó)有企業(yè)應(yīng)重視推廣。

在國(guó)家層面，BIM技術(shù)的實(shí)施應(yīng)成為實(shí)施戰(zhàn)略的一部分，主管部門應(yīng)為BIM的實(shí)施制定適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。要盡快完善各種模式，制定相應(yīng)的法律法規(guī)和合同規(guī)則。此外，政府必須為BIM技術(shù)的應(yīng)用提供所相應(yīng)的財(cái)政、人力和物質(zhì)支持[4]。鼓勵(lì)研究人員的積極性，傳播初步研究成果。就公司而言，其管理層必須明確認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)的重要性，并積極參與其發(fā)展。在實(shí)踐中，企業(yè)應(yīng)樹(shù)立產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的理念，充分發(fā)揮高校和科研機(jī)構(gòu)的作用，為企業(yè)應(yīng)用BIM奠定理論基礎(chǔ)。同時(shí)，公司應(yīng)高度重視員工的專業(yè)培訓(xùn)和培訓(xùn)，熟悉BIM技術(shù)，靈活實(shí)施設(shè)計(jì)、管理和管理項(xiàng)目。

結(jié)論

BIM技術(shù)的發(fā)展給中國(guó)建筑業(yè)帶來(lái)了重大變化，這對(duì)于解決中國(guó)建筑業(yè)存在的問(wèn)題，為中國(guó)人居環(huán)境的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，繼續(xù)進(jìn)行人才科學(xué)研究和創(chuàng)新，具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]郭紅兵，趙亞蘭. BIM技術(shù)的國(guó)際研究概況與我國(guó)市政BIM應(yīng)用分析[J]. 人民長(zhǎng)江，2021，52（04）：164-170.

[2]張雪，齊永正，曾文杰，陳三波. 新工科視角下BIM工程實(shí)踐能力培養(yǎng)框架及實(shí)證[J]. 高等工程教育研究，2021（04）：47-53.

[3]王敏. BIM技術(shù)在建筑工程全過(guò)程造價(jià)管理中的應(yīng)用研究[D].華東交通大學(xué)，2021.

[4]李可意. 基于BIM的A公司建設(shè)工程設(shè)計(jì)質(zhì)量管理優(yōu)化研究[D].重慶工商大學(xué)，2021.