BIM技术在建筑设计中的应用

发表时间:2020/7/30   来源:《建筑实践》2020年39卷第7期   作者:聂寅
[导读] 近年来,随着我国的科学技术快速发展,
        摘要:近年来,随着我国的科学技术快速发展,建筑行业也得到了突破性的进步。在现代建筑工程当中,项目设计工作越来越难,经常面临着设计周期短、工作紧张的问题,导致传统设计的开展难以产生良好的效果。将BIM技术应用到建筑工程设计中,能有效解决类似的问题,BIM技术可以在不同专业和部门之间实现数据共享等功能,应用在建筑工程领域,实现建筑结构模拟与分析等工作,能够有效提高建筑工程结构设计质量,确保建筑施工安全。本文就BIM技术在建筑设计中的应用进行探讨。
        关键词:BIM技术;建筑设计;应用
       
        1BIM技术概述
        建筑信息模型(BIM)是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。是近些年在建筑设计行业中新兴的一种依托计算机辅助设备的工程数字化的设计方式,通过对整体虚拟建筑信息模型建立的方式实现全方位、全方面的土建设计及相关检测、管网控制等配套工作。BIM的涉及领域日益广泛,目前在设计、建造、管理等数字化管理工作中BIM技术逐渐被大量应用。由于BIM技术本身有着十分强大的功能性,能够给于建筑设计的图纸修改、信息处理以及协调设计等环节较大的技术支持与帮助,从而能够使得建筑工程项目设计的精确性和有效性得到大幅度的提高。建筑工程设计人员如果能够熟练、有效的掌握BIM技术,可以大大降低自身的工作难度,提高操作的便捷性,运用模型来呈现建筑工程信息资料,值得进行推广和发展。
        2BIM技术在建筑设计中的应用
        2.1应用于建筑空间规划
        空间规划是建筑设计的第一步,在选定建筑地点后可以对当地的空间进行地形分析,尤其是在地形比较复杂的建筑基地上地形分析必不可少。通过BIM技术对建筑基地进行空间分析,例如具体的坡高、斜率、以及坡向等分析,对于建在地形复杂地区的建筑物可以利用BIM技术进行初步探索,为设计工作提供有力的支持,开阔思路。在坡度分析是可以利用GIS建模,并对其中的各项参数进行模拟,设计人员能够对根据需要从不同角度进行探索,并生成一系列基础数据,供后期设计参考。地形探索完毕后即可进行与建筑物的空间规划。对建筑物的空间规划一般利用BIM技术的可视化分析技能,将建筑通过3D技术立体呈现出来,并进行室内的视野分析、规划可视度分析、道路可视分析等,在进行各项分析前首先建立相应的模型,并利用BIM技术进行调试,结合各因素综合参考,得出最佳的空间规划模型。
        2.2BIM技术在结构设计中的应用
        计算机最大的特点是能快速、准确地进行复杂的运算,并将计算结果以多种形式表示出来。应对建筑的诸多要求,BIM技术可以利用计算机技术将计算结果以数学模型的形式展现出来,并且建筑的设计人员可以根据BIM技术的这一功能,将建筑的内部结构数据,用模型展现出来。不仅缩短了设计人员在设计时要不断测试、不断计算的时间,而且数字模型的整体性和完整性也为设计人员提供了更直观、更准确的设计结果。同时,可以通过模型对建筑的结构进行分析和总结,快速找出结构设计中的不足之处。另外,通过计算机庞大的数据库,BIM技术能根据设计人员的要求,对已经存在的结构进行分析和改进,在满足设计人员要求的前提下,自动修改设计图、自动出图并修改文档。因此,利用BIM技术对建筑的结构进行设计,能有效地防止因为设计人员考虑不周导致建筑结构存在问题,并提高设计人员的工作效率。


        2.3协同设计
        项目在设计中,需要通过多个环节,包括具体规划、结构设计、建筑、电气、给排水、暖通设计等,它们之间都是相互联系的,过去在设计中如果出现问题就要变更图纸来改变,在过程中也会容易出现一些遗留问题,使得设计受到影响。而使用该技术,则可以利用三维可视化的特点,实现各设计项目的信息共享,进而发挥出协同作用,一起进行设计工作,任何一项设计出现改变,其他项目也会同步进行更新,可以明确掌握具体的变动。各设计都可以从信息模型中获得所需要的设计参数以及有关数据,可以不用重复录入信息,有效提高工作效率以及数据冗余和错误问题。该技术还可以将设计中的独立设计部分利用三位协同设计实现统一和结合,可以让各合计环节进行有效沟通,减小设计误差,有效提高设计的效率及质量。
        2.4运营与管理分析
        BIM技术的核心是参数化的三维可视化模型,这是各个相关专业信息的结合,可以把建筑物涉及到的不同专业中的各种参数加以可视化,并可以与整个建设过程中的信息保持一致,同时能实时提供相关的各种项目的资料。提供的这些数据具有极高的完整性而且可靠性,并能进行实时协作、长时间持续提供经营管理现阶段绿色建筑对工程信息的要求。例如项目运行一段时间后需要清洗空调通风系统,此时就要熟悉和掌握所有的空调系统规模、空调管道的位置、以及围绕该系统的其他功能管线位置都要熟知,之后才能决定投入的相应的人力物力和必要的工具。通过BIM模型就可以实现它并且能够高品质地满足这些要求。BIM技术可以通过建立的模型快速准确的了解出现问题的灯具的具体位置并且了解相关灯具的功率、高度以及接线等情况。
        3BIM技术在建筑设计中的应用实例
        某综合楼建筑工程总建筑面积为25983.19m2,其中地上21189.58m2,地下4793.61m2。项目为1栋综合楼建筑,由东西塔及裙楼组成其中下部裙楼为3层商业建筑,西塔为17层商住楼,东塔为9层旅馆,地下1层为停车场。本工程结构体系采用框架剪力墙结构,设计使用年限为50年,耐火等级为一级,抗震设防烈度为7度(0.1g)地震分组为第一组,基本风压0.65,体型系数1.3,场地类别为3类;框架、剪力墙抗震等级为二级。基础设计等级为乙级,选用ф400、ф500PHC钢筋混凝土高强预应力静压管桩。
        在本次设计中,设计人员给出的施工初步设计图中,3#楼梯侧的结构剪力墙与楼梯防火门洞之间发生了矛盾,通过BIM技术的应用,对剪力墙结构进行重新设计,消除了设计中的不足。在本设计中,通过BIM技术,将各个专业图纸、视图、明细表呈现在一个数据库中。在对建筑工程项目进行处理时,利用BIM技术中的AutodeskRevitStructure平台,将工程设计中的各项参数变化,如平面、立面、剖面、模型视图等,及时反馈到工程总体视图中,对参数的变化进行全面管理,从而实现了设计、文档的一致性。同时在本次建筑工程设计中,BIM技术的应用,改变了以往各专业设计之间的沟通方式,减少了各专业图之间的提资工作的重复进行,降低了人为因素引起的设计误差,提高了设计的深度。在BIM技术下,建筑工程设计绘图的时间得到极大缩短,有效地提高建筑工程设计效率。
        4结语
        综上所述,建筑设计不仅影响着建筑质量和功能,更影响着周边环境和建筑能耗,传统设计方式下,难以反映建筑能耗。BIM技术具有其独特的优势,BIM技术在建筑设计中的应用实现了建筑设计行业的创新发展,利用BIM技术能够建立更加科学和高效的建筑数字模型能够有效提高建筑工程结构设计质量,确保建筑施工安全和提高施工效率。因此,实际应用过程中,应不断总结经验,推动BIM技术在建筑设计中的应用与发展,创造更大的经济与社会效益。
        参考文献
        [1]BIM技术在当前绿色建筑设计过程中的应用实践[J].柳治交.四川水泥.2019(11)
        [2]基于BIM技术的绿色建筑设计应用研究与案例分析[J].苏欣.四川水泥.2020(01)
       
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