bim技术及其在建筑设计中的应用研究

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BIM技术及其在建筑设计中的应用研究广丙南宁瀚森建筑设计有限公司530000【摘要】BIM技术作为数字建筑技术中出现的新概念、新理念和新技术，不仅为建筑设计的进步提供强有力的技术支撑，而且为建筑设计提供了新方法。木文结合BIM技术的相关理论，主要阐述BIM技术在建筑设计中的实际应用。【关键词】BIM技术；建筑设计；应用.1八—刖目近年来，对建设行业的从业人员来说，BIM己经不再是一个陌生的名词和术语，北京奥运会部分场馆、上海世博会部分场馆的设计、以及一些规模较大且功能复杂的项目施工过程中都能在不同程度上看到BIM的身影。但是，对服务于建设项目不同阶段的不同参与方来说，如何能够把BIM和自己的专业职责结合起来，从而提高设计工作质量和效率；对于负责建设项目全生命周期的业主或开发商来说，如何能够通过集成和协调所有项目参与方的努力和贡献，使BIM能够帮助提升项目的总体质量和效率；目前还需要进一步的理论研究和工程实践去逐步解决，由此可以看出研究BIM技术的应用具有重要的现实意义。1BIM技术的理论基础1.1BIM技术概述BIM是一个三维的工程项目由几何、物理、性能、空间关系、专业规则等一系列信息的集成数据库，可以协助项目参与方从项目概念阶段开始就在BIM模型支持下进行项目的造型、分析、模拟工作，提高决策的科学性。首先，BIM模型必须在主要参与方（业主、设计、施工、供应商等）一起参与的情况下才能建立起来，而传统的项目实施模式是设计、施工等参与方的分阶段介入，因此很难实现这个目标，其结果就是设计阶段的BIM模型仅仅包括了设计方的知识和 经验，很多施工问题还得留到工地现场才能解决；其次，各个参与方对BIM模型的使用广度和深度必须有一个统一的规则才能避免错误使用和重复劳动等问题。BIM是对工程项0设施实体与功能特性的数字化表达，是一个完善的信息模型，能够连接建筑项B生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用，它的关键是信息，重点是协作,工具是软件，结果是模型。1.2BIM技术的特点(1)可视化设汁基于BIM设计成果的效果图、虚拟漫游、仿真模拟等多种项0展示手段，可以让各参与方对项0本身进行深度直观的了解。(2)参数化设汁参数化设计的意义在于将建筑构件和设备的各种真实属性通过参数的形式进行模拟，并进行相关的数据统计和模拟分析计算。通过参数调整，可驱动构件形体发生改变以及性能模拟比较，满足设计要求。(3)关联修改设计BIM模型的几何与参数联动特性，使得模型与模型之间、模型与视图之间、模型与统计数据之间保持实吋关联，从而实现一处修改处处更新，提高设计和修改效率。(4)任务划分与管理设计工作重心前置，重新优化各专业间的工作界面，同吋优化管理效率和管理流程，增强项目风险控制能力，实现精细化管理。(5)性能分析基于BIM设计成果的光照、能耗、风环境、消防疏散、可视度等建筑性能分析，为设计优化提供了依据，消除未来使用中可能存在的隐患。 (1)协同设计基于相同BIM设计平台的多专业多闭队协同设计工作模式，辅以实吋协同、阶段性协冋、三维校审的工作方法，及时解决各种错漏碰缺，提高设计质量。(2)三维设汁交付0前基于BIM模型生成的高质量二维施工图纸，以及全套BIM设计及浏览模型的三维设计交付模式，将成为未来全三维BIM交付模式的过渡阶段［1］。2BIM技术在建筑设计中的应用研究国内某建筑工程，建筑建设集团期望用信息化的方法来改善现行作业模式，以提升业务管理效能及统合项B的管理效能，从领导阶层开始由上而下积极地引入BIM技术，开创新型建模方法。因此，在本案营建发包契约中，加入了BIM技术服务的工作项0，期望以此次建筑新建工程引入BIM作为试金石，探索BIM在整个建设项0流程中设计优化应用的意义。2.1项0概述本项0BIM技术服务的委托吋间是在工程发包施工阶段，建造厂正在进行准备施工计划及施工套图作业，且工程吋间紧迫，B1层与1层将冋吋建造。BIM建模作业需在施工作业展开前完成逐项检查，需要在短短两个月内完成并展现成效，通过BIM模型改善建筑、结构及机电之间的冲突与不合理之处，提出改善建议方案，提升空间效益。将后续的配合施工作业修整为BIM竣工模型，作为完工运营管理的数据基础。图1为BIM建筑模型。图1项0BIM建筑模型2.2BIM建横(1)BIM模型档案架构BIM模型档案架构分为三个专业界面，即建筑、结构及机电，其中机电部分最为复杂，包含多项子系统：强电、弱电、暖通、给排水。三个大专业汇总的BIM 模型档案庞大，BIM技术团队采用Navisworks整合众多系统，进行可视化沟通及冲突检查等应用，如图2所示。图2BIM模型档案架构该技术团队依据专业及子系统分项执行项0，并成立网络工作平台，发布标准样板文件及组件模型库，所有建模都依据BIM技术闭队规划的BIM作、Ik标准来执行，确保项0成员制作模型的质量达到标准，档案能互相连接及同步，减少人为沟通及传递的错误。(1)基础模型建造基础模型包括建筑及结构模型。建造模型的0的是在进行机电冲突检查吋有基础数据可怍参考，使冲突检查发挥效益。在建筑模型中建立基础、筏基、挡土墙、混凝土柱梁、钢结构柱梁、楼板、剪力墙、隔间墙、帷幕墙、楼梯、门及窗等组件，再按照设计发包图建造BIM模型。依据楼层及专业类别配置档案，减少编辑作业造成的计算机效能无法负荷，提升作业时效。(2)机电模型建造本项0工期紧迫，B1层及1层施工在即，机电分包商需在短吋间内依据发包图制定CSD套图，再进行施工图的绘制。BIM技术闭队依据机电发包图创建了基础模型，但发包图的管线高程及位置大多还未确定，需随着CSD套图的发展调整模型，通过调整后的模型进行冲突检查及空间优化，才能展现实质的成效。机电模型分为：强电、弱电、暖通、给排水等项0,借由协同作业的方式分配给不同的BIM专业工程师同步建造模型，BIM专业工程师通过各项系统与建筑结构模型之间的参考链接方式进行模型问题检查。模型问题检查包含检查管线配置的合理性、管线与管线之间的冲突、管线与空间之间的冲突，将这些问题实吋标注及批注，在每周例行会议中提出讨论，确认问题后，提出BIM意见并反馈给业务单位，由业务单位确认问题并修正。为了能在BIM编辑软件或是检视软件中快速辨识各项系统类别［3］，本中心建立了MEP分项代码ColorCode, 有利于提升编辑模型及冲突检查的吋效性，2.3冲突检查流程基本模型建立完成之后是冲突检査阶段，本阶段包含配合修正CSD套图、冲突检查及空间优化等流程。(1)配合修正CSD套图在各楼层中以B1层及1层对于时效的要求最高，这两个楼层也是机电管线最复杂的空间，所以本项S优先进行B1层及1层的CSD套图检查，调整BIM模型中的管线设备，使其与空间中的实际位置一致，特别是对管线高程及穿梁套管的位置等，做总体统一的检査。(2)冲突检查首先是建筑与结构的冲突检查，建筑与结构是本项B的基础数据。在正确的基础数据前提下，进行下阶段的机电管线冲突检查，才能冇所依循，所以建筑与结构的冲突检查是附带的，也是本项0必经的过程。为了确认BIM资料的正确性，BIM技术团队制作了BIM模型释疑表，作为双向沟通的依据。建筑与结构是横跨两种不同专业类别的设计单位，结构师依据建筑师提供的建筑设计图规划结构方案，建筑师再依据结构师提供的结构设计图调整建筑设计;但这种方式常常出现信息不同步的情况,或是因人为疏失造成制图的错误。BIM技术闭队重新将建筑、结构图整合建立为BIM模型，发现了许多类似的情况，如：以楼梯浄高的检查为例，原建筑设计的高度符合建筑技术规则2200mm的限制，而结构师为加强结构强度，将原设计位置向左调整移动，且更换了较大尺寸的钢梁，但建筑师的设计方案未进行调整，楼梯净高降至1900mm,造成不符合规范的情形。其次是机电管线的冲突检查，机电模型配合传统的CSD套图检查调整后，仍有多处冲突，冲突又可分为管线硬碰撞、空间布置冲突及视觉冲突，如：本项0地下室顶棚设有两处降板区，前段及后段分别为15cm及30cm，但机电管线配置工程师并未了解建筑师规划的降板区，仍依照一般高层来配置电缆桥架及母线槽。在对BIM模型进行冲突检查吋，梁与管线处就检查出了上百处的冲突。 大部分的管线是等进场施工吋现场自行调整裁切的，遇到冲突由工人直接修改路径，但母线槽模铸式总线是工厂订制的，运至工地只能直接安装，若施工图未能事先精确地规划，遇到管线冲突时，则必须重新订制，徒增工期及费用。2.4效益分析BIM技术的引入在建筑建造业是新的尝试，将创造新的角色.也将会产生新的业务流程，BIM模型未来将成为整合全生命周期的重要手段。将平台、冲突检查报告及空间优化建议等，反馈给甲方、建筑师、结构师、施工方及机电承包商。在业务端安装能自行浏览模型的软件，由机电承包商自行发掘问题，提出更好的设计方案，技术闭队再依据修改的设计方案调整模型，施工闭队则可直接通过模型来确认冲突状况的排除及空间优化的成效。未来这种业务流程将逐步成形，施工团队在具备BIM的基本能力后，更可自行修改BIM模型，使其发挥更大的效益。结语总的来说，随着社会与经济的快速发展，给建筑行业既带来高速发展的机遇，也带来不断的挑战。项目日益复杂，业主要求越来越高，市场竞争激烈,这都要求建筑设计企业进行变革突破，从而提升核心竞争力，迎接挑战。BIM技术理念也被广泛认可为未来设计行业的发展趋势。它不仅为为企业集约经营、项目精益管理的管理理念的落地提供了手段，而II对产业链参建各方具冇非常多的价值，参考文献：[1】王慧琛.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[D].北京工业大学，2014.[2】曾旭东，赵昂.基于BIM技术的建筑节能设计应用研究[j】.重庆建筑大学学报.2013(02)[3】张德海，韩进宇，赵海南，姚云峰，尹莉.BIM环境下如何实现高效的建筑协同设计[」].土木建筑工程信息技术.2013(06)作者简介：张薇(1982.1—)，女，上海人，中级工程师，建筑学硕士学位，从事建筑设计工作。