浅谈BIM技术在建筑设计中的应用 王珍

发表时间:2019/12/16   来源:《建筑细部》2019年第14期   作者:王珍
[导读] 从技术的角度,BIM 技术的主要特点表现在参数化、流程化、非冗余性与协调性上。
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  摘要:在建筑设计领域当中应用BIM 技术,实际也就是通过虚拟化的信息模型,直观地将不同结构的功能特征呈现在人们的眼前,为日后标准化建筑工程施工,有效控制能源消耗以及我国建筑工程行业的可持续发展奠定坚实的基础。本文就对BIM技术在建筑设计中的应用相关方面进行分析和探讨。
  关键词:BIM技术;建筑设计;应用
  
  
  1BIM 技术的特点
  从技术的角度,BIM 技术的主要特点表现在参数化、流程化、非冗余性与协调性上。它强调参数化建模,通过设置参数化规则实现对建筑构件及其活动的控制。流程化来自BIM 技术概念的界定,它不仅是一种模型化的技术还包括与之对应的流程。非冗余性则体现在BIM 技术创建的数字化结果上,模型数据除了可以相互关联还要轻量化。协调性主要体现在模型数据的多专业协同属性,模型数据不仅包含几何信息还包括物理信息、功能信息等。
  从应用的角度,BIM 技术作为一项颠覆性创新技术,不仅能够改造建筑设计企业内部的具体工作,而且其应用具有跨组织性。BIM 技术及其成果涉及业主、设计单位、施工单位(包括可能存在的分包商)和运维单位等不同的组织,并在不同组织间进行信息的交互。从项目全生命周期的视角,在整个环节中应由业主主导,设计单位则作为BIM 技术的主要使用者与成果的主要创建者,施工单位和运维单位则是BIM 技术成果创建的重要参与者与使用者。
  2 BIM技术在建筑设计应用中的优势和缺陷
  2.1 BIM 技术在建筑设计应用中的优势
  从实际项目出发,通过对比、深入分析传统建筑设计以及BIM 建筑设计技术,发现BIM 技术在建筑设计中的应用其具有较多的优势,主要集中在:(1)将建筑方案的设计从二维平面转换为三维模型。通过模型模拟整个项目的施工过程,方便设计人员,尤其项目负责人对整个项目的预期效果、施工周期、关键节点和最终完成度的把控;(2)以BIM 技术为主的建筑设计,具有独立性。该模型呈现分布式结构,需要多种类型的BIM 软件协同完成。因而在项目设计周期中,各部门人员可独立设计模型,并在统一的模型数据库中显示所有专业的设计成果。通过核查、碰撞检测等软件功能,检查整个项目中各类管线的交叉重合情况、梁柱与墙体分布、管道井的上下贯通等传统设计方式中不易发现的问题。在图纸设计阶段提前发现和解决上述问题,避免施工过程中的临时调整和返工,节约成本缩减施工周期;(3)BIM 技术应用于建筑设计中,有诸多技术手段,如数据传递、协同工作。模型分级等,可满足多元化建筑工程的设计需求。
  2.2 BIM 技术在建筑设计应用中的缺陷
  虽然BIM 技术在建筑设计中的应用具有较多的优势,可以有效地改善传统设计方法的缺点,但是由于各种各样的限制因素,在实际项目实施的过程中,BIM 技术的应用仍然存在一些弊端。主要体现在:(1)BIM 技术作为一种新型的建筑设计技术,其优势在建筑造型复杂、结构形式多变、多专业共同配合等复杂工程的应用中得到充分的体现。但是在一些形体规整、管线梁柱分布清晰简单的工程项目中被视为大材小用,甚至是多此一举。大部分工程项目中BIM 的应用,完全依靠政府的相关鼓励政策;(2)BIM 技术的应用需要相关专业技术人员进行设计、维护。在项目实施过程中,从设计、项目管理到施工、后期运营,每个阶段都需要BIM 专业技术人员的参与,这需要在各个部门设置专业技术水平较高且综合素质较强的专业技术人才,增加成本。因此,BIM 技术虽然应用广泛、优势明显,得到全球范围业界的认可,是建筑设计未来的发展趋势,但是与现阶段建筑行业的设计、施工及管理的方式方法有所出入,且在应用过程中所需要的维护费用较高,影响了BIM 技术优势的发挥,阻碍了BIM 技术在建筑行业应用推广的步伐。
  3 BIM 技术在建筑设计中的具体应用
  以某工程项目实际情况阐述BIM 技术在建筑设计领域中的具体应用,某办公楼工程,业主要求设计单位在最短时间之内给出优秀的设计方案,并且还要求将成本控制在一定范围内,并在建筑设计方案当中展现出绿色环保以及节约能源等节能减排设计理念。在这些要求的限制之下,设计单位通过BIM 技术开展设计工作,就可以促使设计效率得到大幅度提升,并将建筑设计成本控制在一定范围内,办公楼的建筑面积是40000m2,主体结构是地上10 层,地下3 层,整体高度是58m,建筑结构使用到的是框架剪力墙结构。
  3.1 BIM 技术在概念设计阶段中得到的应用
  在概念设计阶段当中,设计人员在充分考虑用地面积紧缺以及设计标高等问题的背景下,通过BIM 技术完成可行性研究工作,通过BIM 技术构建场地环境模拟模型,通过这一模型化开展日照分析工作,通过BIM 模型提供的各项模拟参数,将建筑物整体形状确定下来。
  3.2 BIM 技术在建筑初步设计阶段中得到的应用
  在建筑初步设计阶段当中,以BIM 技术为基础将施工环节中的设计工作放置在初步设计阶段当中。为了能够让施工环节当中的工作量得到有效的控制,通过BIM软件对空气、光照以及隔声等因素进行分析。并且通过BIM 软件最大限度的利用建筑物内部空间,协调调度各个专业工作。建筑物内部空间利用情况如图1所示。
  
  图1  建筑内部空间三维设计图
  3.3 BIM 技术在施工图设计阶段中的具体应用
  在施工图设计阶段当中,可以凭借BIM 软件解决施工环节中的施工安装、材料配比以及工程预算等问题。因为在初步设计阶段当中已经大致上完成了施工图设计环节中的各项工作,所以施工图设计阶段中的工作量得到了有效的控制。通过BIM 软件去对各个专业的信息数据进行协调调度,即便是施工设计图纸当中一个细节性数据的改动,都应当立即对整体成图效果进行更改,并立即生成三维设计图纸以及剖面图等设计图,促使工作效率得到大幅度提升,并且可以更为直观地观察到各项数据的更改带来的建筑整体变化,从而可以对建筑设计图纸的科学合理性做出保证,最终在我国建筑设计行业发展进程向前推进的过程中,起到一定的促进性作用。
  4BIM在建筑工程设计中的应用措施
  4.1加强设计图纸的可施工性
  在设计当中应用BIM 技术,可以更直观的了解各种建筑部件之间的位置关系,避免设计当中部件之间产生冲突,对建筑物的顺利施工提供进一步保障,同时在很大程度上提升了建筑设计的效率。在建筑物施工的过程当中,BIM技术的应用恰好加强了各个部门之间的联系,增强了设计图纸的可施工性。
  4.2建筑复杂型体的设计和建造
  通过应用BIM 技术,可以借鉴更多成功建筑物的经验和相关数据,同时设计师可以将自己所想象的建筑物表现出来,这样不但提高了设计的效率,同时还增加了建筑物造型的多样性。图纸上的建筑设计可以通过BIM 技术更加直观立体的表现出来,让设计人员充分了解自己设计的作品,能够对自己的创意和构思进行可行性分析,促使建筑行业的创新性发展。
  4.3各专业的协同设计
  建筑物的设计需要考虑诸多因素,既要对建筑物的整体进行科学规划,还要充分考虑建筑物的结构,同时电气、暖通也是设计时应该重点考虑的问题。传统设计中,我们通常会应用CAD 技术进行设计,但是这有一定的局限性,会忽视很多重点内容。在设计中应用BIM 技术,可以加强对各个内容之间联系的分析,充分发挥立体可视化的功能,进一步保证各种内容信息的之间的联系性,避免出现考虑不周和重复设计的现象出现,对提高设计效率和设计质量来说都非常重要。
  结语
  综上所述,在建筑设计中,应用BIM 技术具有很多方面的优势,可以提高设计效率和质量,目前尽管我国BIM 技术处于初期发展阶段,但是具有非常广阔的前景,要充分利用该项技术和创新,适应时代的发展要求,为我国建筑行业发展做出应有的贡献。
  参考文献:
  [1]刘志强,黄立鹏.BIM技术在建筑工程设计中的应用[J].工程技术研究,2017(04):209-210.
  [2]张璐薇,关瑞明.BIM技术发展及其建筑设计应用[J].华中建筑,2016,34(11):52-57.
  [3]浮鹏.浅谈BIM技术在建筑设计和项目施工及管理中的应用[J].科技创新导报,2015,12(33):180-181.
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