BIM技術在城市規(guī)劃中的應用

田曼麗

摘要：本文主要介紹BIM技術的概念和主要應用有優(yōu)點，同時闡述了BIM技術在城市規(guī)劃中的應用，并表達了BIM技術在國內(nèi)工程建設行業(yè)的應用前景。

關鍵詞：BIM技術，城市規(guī)劃，應用

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

1.引言

BIM全稱Building Information Modeling，即建筑信息模型，是利用數(shù)字模型對項目進行設計、施工、運營的過程，包括工程項目所有的幾何、物理、功能和性能信息[1]。BIM是一個廣義的概念，模型是基礎，里面的信息才是精華 。1975年，“BIM之父”——喬治亞理工大學的Charles Eastman教授提出了BIM理念，BIM技術的研究經(jīng)歷了萌芽階段、產(chǎn)生階段和發(fā)展階段。

BIM技術是以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑運營單位在內(nèi)的各方建設主體提供協(xié)同工作的基礎，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

2.BIM技術的主要優(yōu)點

（1）可視化

可視化即“所見所得”的形式，BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前。BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視。可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，而且項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進行。

（2）協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)性是建筑業(yè)中的重點內(nèi)容，不管是施工單位還是業(yè)主及設計單位，需要協(xié)調(diào)及相配合。項目在實施過程中遇到問題，需要相關責任人協(xié)調(diào)，找出問題發(fā)生的原因，及解決辦法，然后出變更，做相應補救措施使問題得以解決。

（3）模擬性

模擬性不僅模擬設計出的建筑物模型，還可以模擬不能夠（很難）在真實世界中進行操作的事物：如設計階段，BIM軟件進行節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等;在招投標和施工階段可以進行4D模擬（三維模型加項目的發(fā)展時間），也就是根據(jù)施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工。

（4）優(yōu)化性

整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優(yōu)化的過程，在BIM的基礎上可以做有效的優(yōu)化。沒有準確的信息做不出合理的優(yōu)化結果，BIM模型提供了建筑物實際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息，還提供了建筑物變化以后的實際存在。參與人員本身的能力無法掌握所有的信息，必須借助一定的科學技術和設備的幫助?，F(xiàn)代建筑物的復雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對復雜項目進行優(yōu)化的可能?；贐IM的優(yōu)化可以做下面的工作：

（1）項目方案優(yōu)化：把項目設計和投資回報分析結合起來，設計變化對投資回報的影響可以實時計算出來;業(yè)主對設計方案的選擇就不會主要停留在對形狀的評價上，通過不同方案對比，業(yè)主知道哪種項目設計方案更有利于自身的需求。

（2）特殊項目的設計優(yōu)化：通常是施工難度比較大和施工問題比較多的地方，對這些內(nèi)容的設計施工方案進行優(yōu)化，可以帶來顯著的工期和造價改進。

（5）可出圖性

BIM并不僅為建筑設計院所出圖，還可以對建筑物進行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，幫助業(yè)主出如下圖紙：

（l）綜合管線圖;

（2）綜合結構留洞圖;

（3）碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案。

3.在城市規(guī)劃中的應用

（1）建筑單體日照分析與采光權模擬

建筑物日照間距不僅是城市規(guī)劃管理部門審核建設工程項目的重要指標之一。它不僅直接關系到城鎮(zhèn)居民的生活環(huán)境質(zhì)量，也是控制建筑密度的有效途徑之一。

隨著城市舊城改造的逐步深入，低矮、破舊的老房子逐漸被形態(tài)各異的高層建筑群所代替，與此同時，不斷增多的高層和超高層建筑所導致的居民住宅日照不足的問題也越發(fā)突出。解決日照問題除宏觀上調(diào)整規(guī)劃來解決問題外，改進日照分析方法也是重要措施之一。

（2）建筑群空氣流動分析

建筑外環(huán)境對建筑內(nèi)部居者的生活有著重要的影響，建筑小區(qū)二次風、小區(qū)熱環(huán)境等問題日益受到人們的關注。

采用CFD可以方便地對建筑外環(huán)境進行模擬分析，從而設計出合理的建筑風環(huán)境。通過BIM技術與CFD技術的結合運用，可以方便、快捷地對建筑內(nèi)、外環(huán)境的氣流流場進行模擬仿真，可以形象直觀地對建筑內(nèi)外環(huán)境的氣流流動形成的流體環(huán)境做出分析和評價并及時地調(diào)整方案。

（3）區(qū)域景觀可視度分析

通過BIM軟件模擬在區(qū)域內(nèi)對建筑的可視度分析，在模擬中可以清晰的看到城市道路上對建筑的可視度分布。通過圖例展示景觀建筑被可視面積的大小，還可以在道路上網(wǎng)格的顏色區(qū)域變化則顯示了能看到景觀建筑的區(qū)域變化。

（4）方案調(diào)整

用戶可對方案模型根據(jù)高度、層數(shù)進行垂直方向的調(diào)整，根據(jù)方案模型基底形狀進行水平方向的調(diào)整，或直接對建筑模型進行等比縮放、位置移動，以及根據(jù)特定要求對建筑模型進行調(diào)整。系統(tǒng)提供多方案多屏對比分析的功能，用戶可以從不同角度、不同方位來同時觀察各個設計方案，比較不同方案對城市景觀，對周圍建筑的影響。

3.應用前景

國內(nèi)外建設工程界已經(jīng)意識到BIM 技術將對建設領域帶來的變革性作用。BIM 技術作為實現(xiàn)建設工程項目生命周期管理的核心技術，正引發(fā)建筑行業(yè)一次史無前例的徹底變革。BIM 技術通過利用數(shù)字模型將貫穿于建筑全生命周期的各種建筑信息組織成一個整體，對項目的設計、建造和運營進行管理。BIM技術將改變建筑業(yè)的傳統(tǒng)思維模式及作業(yè)方式，建立設計、建造和運營過程的新組織方式和行業(yè)規(guī)則，從根本上解決工程項目規(guī)劃、設計、施工、運營各階段的信息丟失問題，實現(xiàn)工程信息在生命周期的有效利用與管理，顯著提高工程質(zhì)量和作業(yè)效率，為建筑業(yè)帶來巨大的效益。

參考文獻

[1] 何關培.BIM總論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.