BIM技术在建筑设计阶段的正向设计应用探索

发表时间:2020/7/23   来源:《工程管理前沿》2020年4月第10期   作者: 尹亚光
[导读] BIM(建筑信息模型)是建筑领域的一新型技术,
        摘要:BIM(建筑信息模型)是建筑领域的一新型技术,其在建设的整个过程都具有重要的作用。BIM最大的价值在于信息,如果在建筑设计阶段就将信息集成于BIM中,那么其能为后续的建筑工作奠定坚实的基础。因此,在建筑设计阶段,设计者探索BIM的正向设计应用,有其必要性,可全面认识其优势,针对性策划实施方案。本文基于此,先概述BIM技术概念和特点,然后分析BIM技术在建筑设计阶段的正向设计应用,给相关工作者以参考。
        关键词:BIM技术;建筑设计;正向设计
        引言
        随着科技的发展,计算机技术开始广泛应用于各个领域,也包括建筑行业。随着BIM技术在建设行业的应用深入,其可视化、参数化、仿真性等特点,让工程建设推进变得更加轻松顺畅,许多原本复杂的问题也变得简单。正向设计基于系统工程理论、方法与过程模型,并不单单以模仿当作手段,也重视逆向设计思路借鉴,融合现有设计成果,在该思路下,BIM技术优势能得到充分发挥。由此,本文着重探索BIM技术在建筑设计阶段的正向设计应用。
        1BIM技术特点
        BIM技术(建筑信息模型)的发展已经历经了三个阶段,分别是萌芽阶段、产生阶段与发展阶段,其是建筑行业的一创新技术,是建筑项目的信息化和智能化的表现,对推进建筑设计更好发展有重要作用。该技术能应用于建筑设计、建造和管理中,以三维数字技术整合建筑数字化、信息化模型,完成施工中信息的传递和分享,从而奠定协同工作基础,提高建筑工作效率,节约成本,降低风险。
        BIM技术的特点主要有可视化、协调性、模拟性、优化性等。可视化对于设计信息的展示,图纸的呈现,有着重要作用。而协调性则是参建各方之间的配合及协调工作,如解决建筑结构与管道相互冲突,改善房间冷热不均匀,或者需预留的洞口尺寸错误等情况,BIM协调性就能发挥作用。模拟性这一特点在于,其不是单单只模拟建筑模型,还可联系建筑本身特点,借软件作用,模拟出现实无法完成的操作,像是人力紧急疏散,热岛性能传递等,均能依靠模拟化的可视化特点来表现。优化性就是BIM和配套的所有优化工具提供了项目优化的可能。为实现整体施工水平的提升,在建筑设计阶段BIM技术正向设计应用中要把握以上BIM特点和其他优势,发挥最大作用。
        2建筑方案设计
        建筑方案设计,是建筑师基于对设计任务书的理解、信息收集、设计条件分析,进行的创造性构思,对项目进行功能布局及外形轮廓的不断调整,直至满足项目文化、周边环境、功能要求、经济指标、技术可行等要求。建筑方案设计的过程是一个动态的图示思维表达的过程,建筑师在此过程中常常需要根据实践中出现的问题不断地进行设计方案的比选、调整与优化,以寻求更好的解决方案,直至拿出最终的设计成果。BIM技术能够将建筑方案通过数字化信息模型直接呈现在设计师面前,方案特点一目了然,无论是方案间比选,抑或是方案的调整与优化,BIM技术都具有无与伦比的优势。除此之外,BIM技术能够进行造型、体量及空间分析,以及能耗和建造成本分析等,使得初期方案决策更具有科学性。
        3多专业协同与优化设计
        一个建筑工程设计需要多专业协同配合,首先是建筑专业对建筑的功能布局、外形及轮廓、装修做法等进行设计,再由结构、设备(包括给水排水、暖通空调及气专业)以及幕墙专业分别进行设计。整个设计过程涉及专业多、问题多、技术问题细致而复杂,专业间协同工作是二维设计的一大难题,往往由于各专业设计师之间沟通不到位,出现设计冲突,如暖通管线布置与梁碰撞、结构柱过大影响建筑使用、梁高过高影响建筑净高等问题。这些冲突只有在后期进行图纸校审过程,甚至施工阶段才能发现,造成重复设计、耽误工期等现象。


        4BIM技术在建筑设计阶段的正向设计应用
        4.1三维化
        产品越过二维图纸这一阶段,直接开展三维化设计,在三维化设计完后,就表明三维视图能表现立体性,剖面图选取可直接剖切模型。优点在于产品各方面剖面和投影都能依靠软件来迅速生成,从而免于产品二三维转换出现错误。三维产品的表面积与体积是工程提量判断的基本属性,设计者只用程序来查询这两数据,便能提升设计精度和效率。
        4.2参数化
        参数化是针对构成产品组织材料、大小、形状进行具体参数标注控制。各个项目的产品和构件尺寸数据有所差异,对构成产品构建参数化控制,能缩短建模时间,降低工作量,提升设计效率。例如,把圆形支座修改成方形支座,提高模型建立效率。且同类型的材料也能依照项目内产品使用位置、工艺的差异来变换,对材料属性统计和工程量预测有助益。
        4.3住宅建筑设计流程
        将BIM技术应用于住宅建筑设计阶段正向设计中,可将二维设计成果和BIM技术的工具、手段进行结合,优化原本的设计方法。设计流程主要为以下环节:
        其一,建筑方案,创作建筑方案,使用AutoCAD平台,应用由域元生成的图元,按照方案设计流程来设计。也就是建筑平面交通核调用对应图元库内的图元来设计方案,奠定面的BIM设计基础。其二,Revit导入。基于Revit平台,将建筑方案设计交付的AutoCAD格式二维文件导入。以图元识别功能,于域元库内自动搜寻对应模块RVT文件,然后在项目平视图中布置这一模块组成构件。其三,交通核模型生成。建筑平面图交通核图元属性生成,将文件从域元库提取出,自动生成交通核信息模型。在对住宅建筑方案进行三维设计的时候,不光可以依靠模块识别功能来创建三维模型,还能使用模块单元布置功能,从域元库内挑选需要的模块形式。设置布置参数,依照设计要求,于项目平面视图内布置好模块单元。其四,其他域元调用。将导入的建筑方案二维设计图作为基底,从域元库中调用相近域元,插入对应位置。编辑域元,保证其能和基底图吻合,然后对域元构件位置重新定位,保证功能区模型建立。其五,模型辅助完善。通过Revit来应用各种专业软件,以完成模型。住宅建筑方案三维设计进行时,建筑结构专业协同时,会有构件重叠的状况,为此,需要针对水平重叠构件进行处理,消除重叠。其六,布置构件。建筑方案三维设计模型建设,可依靠构件布置这一功能来自行布置,调整实体构件,实现建筑方案的三维设计。其七,施工图生成。建筑信息模型完成后,使用软件来生成施工图。将当下的项目文件RVT导出成CAD块文件DWG,名字、保存位置都和当前项目文件名字、保存位置一致。
        结束语
        总而言之,BIM技术的优势显著,在建筑设计阶段的正向应用时凸显出精准性和科学性。在住宅类建筑设计的时候,其效率比传统的二维住宅设计更高,且设计质量显著提升,其是可以取代二维住宅设计的一种实用技术。BIM技术正向设计是未来发展的趋势,需要不断的设计实践,建立各种建筑域元库,完善技术,使其能得到更加广泛和普遍的应用,推动建筑设计企业可持续发展。
        参考文献
        [1]曾旭东,周鑫,张磊.BIM技术在建筑设计阶段的正向设计应用探索[J].西部人居环境学刊,2019,34(6):119-126.
        [2]徐鸿.公路工程BIM正向设计探讨[J].低碳世界,2019,9(11):219-221.
        [3]徐欣,王伟.推进基于BIM技术的正向设计的难点分析[J].建筑设计管理,2019,36(11):64-67.
        [4]徐伟程.论BIM正向设计的价值[J].建材与装饰,2019,(30):95-96.
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