基于BIM技术的建筑节能与结构协同设计 朱江

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:朱江 李骥
[导读] 摘要:目前,科学技术不断发展,社会不断进步,就我国社会当前的实际发展状况看,建筑行业正处于一个蓬勃发展的态势中,为了更好地契合社会当前的发展需要,越来越多的数字科技也应用到了建筑行业当中,BIM技术正是依托于当前不断发展的数字科技而产生的。
        武汉华都建筑规划设计有限公司  湖北武汉  430000
        摘要:目前,科学技术不断发展,社会不断进步,就我国社会当前的实际发展状况看,建筑行业正处于一个蓬勃发展的态势中,为了更好地契合社会当前的发展需要,越来越多的数字科技也应用到了建筑行业当中,BIM技术正是依托于当前不断发展的数字科技而产生的。随着当前建筑行业整体发展水平的提升,BIM技术三维可视化优势得到了越来越多的重视,在建筑工程信息模型领域逐步的代替二维图纸的发展,三维的展现形式可以对建筑物自身的结构特点进行立体及信息化表达。对于建筑工程项目协同设计的效率来说也有了很大的提升,因此在未来的建筑行业发展过程当中需要加强对其重视,不断的进行建筑节能与结构协同设计探索。
        关键词:BIM技术;建筑节能;结构;协同设计
        引言
        近些年,全球气候变暖、能源供给危机持续爆发。建筑能耗在总能源消耗中占据的比例很大,从上个世纪的七十年代末开始,建筑能源使用量上升趋势变得十分明显.传统上基于气候变化的建筑节能结构进行协同设计,根据近几年世界常用的气候模拟方式对未来气候数据变化进行预测,分析气候变化对建筑能耗产生的影响,并将气候对建筑能耗产生的影响定量化,以此得到建筑能耗影响参数,再依照现有的各类参数完成建筑节能结构协同设计.传统方法中,建筑节能结构与实际节能的拟合程度较低,且不具备持续性。
        1BIM技术特点
        1)可分析的数据库:支持模型可视化BIM模型是以工程对象为基本元素的工程项目物理和功能特性的表达,包含施工对象的几何实体、位置信息、工程信息、材料信息、施工信息、材料信息等。人们能够从任意方向任一位置对模型进行观察,并且能够从整体模型中轻松地点选所需要的构件,不单单可以从模型中获取图元的材质、尺寸等参数属性,还能够方便地查看关注的图元的设备型号以及相关技术性指标等属性。2)信息智能关联:支持信息传递基于BIM的3D模型是参数化模型,对构件进行移动、删除和修改部分尺寸后,其引起的模型参数变化将使对应构件以及相关构建的参数产生相对应的联动变化,在任意视图下所产生的参数变更都能够传递到所有视图中,使所有的图形和非图形数据都能够轻松协调。3)集成模型:支持协同的工作模式,通过BIM软件平台可以把各专业模型集成到同一个可视化平台,将信息统一起来,不同专业工种通过BIM软件在BIM模型中提取和更新相关信息,并将修改后的信息赋予BIM模型,实现多方协作、信息共享。使建筑行业各工种在同一个平台进行沟通交流成为可能。
        2BIM技术的建筑节能与结构协同设计
        2.1结构协同设计中可视化设计中BIM技术的应用
        利用BIM技术来进行结构设计和普通的二维图纸的方式进行比较,最大的不同点在于BIM技术可以实现三维可视化的应用,借助于数字化的建筑构件可以表达真实条件下所存在的真实建筑物构件。就当前的实际发展情况来看,BIM技术的产生和应用彻底改变了传统的利用计算机辅助绘图软件来绘制二维几何图形的设计方式。在需要进行建筑节能设计的时,利用BIM技术平台的三维实体模型,可以对建筑工程结构的造型和荷载参数进行更加细致全面的分析。这样在进行节能与结构协同设计的时候,就可以实现建筑节能设计各个相关环节的综合性展现,对最终的设计结构产生积极作用。当前我国房地产业迅速发展,建筑工程量巨大。

对大量的建筑工程,我们更需要利用BIM技术平台下的可视化技术来对建筑结构模型进行相应地分析,还可以有效的控制建筑结构自身的适配性,基于此可以便于选择一个更佳的建筑结构设计方案。
        2.2基于BIM技术的参数化设计
        1)结合建筑工程项目的相关数据信息进行参数化建模:在设计的过程中常常会应用到较为烦琐和复杂的非标曲面,这是现代工程设计中常面对的复杂情况。而BIM技术的有效应用,能够对项目相关参数以及参数值之间的关系进行深入解读,对存在差异的参数进行相应的调整和完善,并结合项目的实际情况完善结构形体,确保建筑工程项目的施工进度和建筑质量。2)构建建筑工程结构的分析模型:BIM技术在施工设计方案中的有效应用,不仅能够对工程项目结构设计中涉及的物理等学科信息进行有效的处理,还能对结构数据信息进行有效的解读,分析其在不同结构中的关联作用。将BIM技术应用于建筑结构实体构件创建,能够在系统中自动生成相应的参数模型,并对建筑项目的节点信息以及施工技术等,进行完善的分析与解读,保障设计方案的合理性。3)建筑方案的结构设计优化:建筑工程项目在设计过程中,需要对建筑模型进行有效的处理,并同时设计出多个设计方案进行比选。因此,借助BIM技术平台,相关工作人员可以针对同一建筑工程项目,快速高效设计出不同形式的方案做比选,并利用BIM技术中的可视化技术进行分析,综合优选一个最为合理的最终方案。4)BIM技术自动出图的功能:工程建筑项目进行设计的过程中,基于BIM技术平台的图纸的展现更为方便和直观,能够向人们动态式地展示建筑的三维结构,可同时表达建筑图纸三种类型----平面图纸、立体图纸以及三维视图。
        2.3基于BIM的绿色建筑协同设计流程
        1)选择合适的BIM平台:基于BIM技术,包括很多设计软件,而在实际的运行过程中都必须要依据自身的实际情况来进行有效的选择,选择适合的BIM软件平台。而《BIM协同设计手册》是通过协调设计来进行编写的,其不仅包括了BIM运作的模板,而且还包括数据互用性的标准、命名的规则以及协调的标准等诸多内容。2)以绿色建筑的目标来制定BIM计划:一般情况下,建筑的目标决定了绿色建筑的性能,也决定了建筑设计的繁杂程度,因此在对项目进行设计之前,必须要对自身的情况进行仔细的考察,通过对BIM技术的相关执行项进行有效的选择,从而制定出更加适合自己的方案。3)明确各专业人员责任:执行项目在BIM技术方案确定以后,紧接着要责任到各专业相关人员,对相关的责任进行有效的明确,从而将其作为产值分配的有效依据。基于以上流程,设计人员严格依据方案模型来对相关数据进行优化和完善,高效协同,优选出绿色设计方案。
        结语
        建筑节能一直是可持续发展中的重点内容,针对当前相关方法中存在的问题,本文提出基于BIM技术的建筑节能结构协同设计.通过采集建筑形状修正系数等各方面信息数据,增强设计结果与实际节能的拟合性,同时使能源利用率尽可能得到提升,使建筑节能结构协同设计结果更加完善.利用具有IFC标准的BIM建筑信息数据交换体系实现建筑数据关联,初步提升建筑节能持续性,将持续性因子引入建筑节能结构协同设计中,实现节能的进一步提升.
        参考文献
        [1]涂劲松,李瑞霞.基于BIM技术的装配式剪力墙结构施工关键技术流程[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2018,18(3):91-95.
        [2]陈桂香,郝柄慧,赵一青.基于BIM的地下粮仓虚拟设计[J].河南工业大学学报(自然科学版),2014,35(3):84-87.
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