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摘要:随着我国综合国力的不断提升,我国各项科学技术得到了极大的完善和创新,BIM技术亦是如此。科技的创新发展使得建筑业朝着技术化与现代化的方向发展。新的时代背景下,科技创新带来更多的技术创新成果,这些技术创新成果也有效地应用于各行各业,包括给建筑业带来运行效率和质量的整体性提升,也包括现代建筑结构设计的持续优化。BIM技术就是其中之一,既提升建筑结构设计质量,又带来建筑结构设计布局的规范化,更在与其他技术手段结合的情况下带来高质高效的结构设计。因此,BIM技术在现代建筑结构设计中的应用推广具有必要性。
关键词:BIM技术;住宅建筑;设计应用
引言
我国是基建大国,不管是建设规模上还是建筑工程技术上,我国都处于世界较为领先的地位,但在工程管理理论与管理软件开发应用方面,与西方发达国家相比还有较大进步空间。为推动建筑业转型升级、促进建筑业高质量发展,国家提出了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,指出了要大力发展装配式建筑、推进建筑业数字化转型、推广应用建筑机器人等指导意见。而BIM技术正是推进建筑业数字化转型的有效途径之一。随着国家建筑业主管部门及相关行业协会的推广,越来越多的建筑工程中开始应用BIM技术,取得了良好的成果。可以预见BIM技术在未来会得到更加广阔的应用。
1BIM技术的特点
第一,是可视化。传统二维的CAD图纸,表达的信息远不如BIM技术生成的三维立体图像形象和具体。从二维图纸到具体的施工实体,设计人员和现场施工人员还是需要在大脑中进行想象转换。特别是对于一些形态复杂的建筑实体,很难用二维图纸进行形象的展现。这种情况下使用BIM技术生成的三维模型或动画来展现,效果好得多。且传统基于CAD的设计一般各个专业各自为战,由于施工现场的复杂性,某一专业的设计人员极易由于对其他专业的不了解而使设计出的方案与其他专业产生冲突。而凭借BIM强大的可视化功能,把各个专业结合在一个可见的模拟实体上进行分析,更容易发现设计中的各种空间碰撞检查问题。第二,是模拟性。BIM技术的模拟性功能十分强大。在BIM3D模型基础上可以增加时间维度,称为4D,可以按照进度计划对建筑施工过程进行模拟,通过对照现场实物量形成情况与某个时间点的模型,直观地体现整体工程进度情况。在此基础上还可以增加造价信息,称为5D,可以方便地得出某个时间点的计划投资额度,这对于实时进行造价控制是十分得力的工具。第三信息完备性。BIM技术详细地记录了项目的所有关键信息,如材料的形状大小、价格、施工工期、所需机械设施数量与单价、所欲人工数量与单价等。这也是BIM区别于CAD等设计工具的主要原因。所以说BIM不仅是一种设计工具和表现工具,更是一种管理工具。
2BIM技术在住宅建筑设计中的应用
2.1设计制图方面
通常,一个项目的图纸按照专业有结构图、建筑图、消防、给排水、强弱电、暖通、燃气等专业图纸。虽然通过图纸会审可以降低各专业图纸之间存在的矛盾与碰撞,但由于二维的图纸不够直观,还需要想象才能在大脑中还原为立体的具体施工画面,所以一些图纸问题还是不容易被发现。特别是对于一些复杂形态的建筑项目来说,想象难度大,施工人员要完全理解设计图纸,需要较强的专业水平和空间想象能力。而基于BIM的协同设计,将整个项目视为一个整体,使各专业在一个统一的平台上进行设计,信息共享,降低了不一致性,使施工人员对项目设计的理解大大增强。且通过BIM的三维模拟,直观地发现并解决设计图纸中各专业的矛盾。通过碰撞检查,自动查找存在的碰撞问题,极大地降低了到了施工阶段才发现碰撞问题的可能性,节省了由此带来的时间和成本耗费。
利用BIM的剖切功能,设计人员可以快速出图,即使进行了设计变更,图纸也能自动更新。
2.2BIM技术在建筑结构参数设计中的应用
BIM技术具有功能直观展示与虚拟分析的优势,在建筑结构信息模型建构时,其对应的是含有建筑结构设计思想与信息的完善数据库,建筑结构设计调整主要是通过数据库中的信息进行调整。通过分析数据库中的各结构设计信息,立足建筑工程设计施工的实际情况,能从宏观大局上做好建筑结构设计把关,使得建筑结构设计实现美观性、牢固性与抗震性等的统一。在具体的应用中,设计人员通过分析数据库中的信息,进行参数分析与整理,规避传统参数设计中的不利因素,带来自动化数据整合与分析,减少人工操作的误差,也提升操作时效,带来建筑结构设计的高质高效。
2.3BIM在住宅建筑设计的统一协调性设计方面
在今后的设计工作中,便可以充分的发挥各种几何图形的优势,增强建筑的美感,使得该建筑更具美观性、艺术性、协调性。这不仅是许多的住户对房屋建筑的需求,也是未来的一种发展规划,需要设计工作者对此给予足够的重视度。在进行房屋建筑设计的过程中,首先需要从建筑的质量和其功能性的角度出发,并在此基础之上,结合一定的美学知识和美学形态,有效的提升房屋建筑的设计效果。但从另一方面来看,不管是哪种设计形态,都必须要保障整体的建筑具备一定的协调性特征。设计师在进行建筑设计的过程中,需要明确的指出房屋的主要部位在整个设计工作中的重要性。同时,充分的发挥美学知识和美学原则在设计中的重要性,在主要的部位突出美学特征。其次,在进行房屋的次要部位的设计过程中,需要从整体的角度出发,结合主体部分的设计理念和设计要求,达到整体和局部、主要和次要相协调的目的。在进行房屋建筑设计的过程中,需要充分的考虑到细部结构对整体的影响,达到主次分明的效果,充分的彰显出房屋建筑设计的美学特征。
2.4建筑模型设计
建筑模型设计包括房间布置、碰撞检查等分应用点。传统建筑设计一般采用CAD、SKETCHUP等模型设计软件进行设计。但由于各个软件的不兼容性,传统建筑设计模型设计一般需要在不同软件中重复建模才能完成设计工作。利用BIM技术的建筑模型设计则一般采用天正CAD设计平台对建筑图纸进行初步设计,接着以计算机系统所支持的特定格式文件通过Revit链接或者导入模块将初步设计图纸直接连接BIM for Revit。然后基于图纸进行初步建筑轴网翻模,最后通过已建轴网模型完成建筑设计。此外,还能采用的BIM for Revit套包,通过其自带土建建模板块能够自动进行房间识别及模型调整。相比于传统的建模技术,基于BIM技术的建筑模型设计不需要在不同软件重复建模,仅需要通过对项目三维模型雏形进行修改就能得到理想建筑模型,利用BIM技术构建三维模型能够更加直观的表达建筑物效果。同时还能对已建模型进行碰撞分析及修改,最大程度的降低成本,减少资源消耗。
结语
BIM技术是一种新型的设计工具和表现工具,更是一种项目管理工具。虽然现阶段受相关人才不足的制约,BIM技术还未在工程项目中普遍使用,但这项技术已经引起了国家建筑主管部门和社会各界的重视。相信随着国家相关部门的大量推广,各大教育培训机构的持续输出,BIM人才一定会逐渐满足社会需求,BIM技术必将在我国建筑行业得到越来越广泛的应用。
参考文献:
[1]王永胜,李永才,孙立环.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].工程技术研究,2020,5(5):217-218.
[2]崔玲.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2019(28):90.