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基于BIM技术的建筑工程设计研究
王东伟

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参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

王东伟,. 基于BIM技术的建筑工程设计研究[J]. 设计研究,2025.1. DOI:10.12721/ccn.2025.157001.
摘要: 由于国民经济的快速发展,人们的物质水平得到了全面的提高。在此背景下,人们对衣食住行提出了更高的要求,尤其是对居住环境提出了更高的要求。在可持续发展的背景下,建筑设计也应符合节能环保的要求。但传统的二维计算机辅助设计技术在后期的专业配合和绘图集成中往往存在管路碰撞的问题,且后期无法修改,导致整个过程的复杂性较高。BIM技术依托三维数字技术,将各种工程数据信息集成建筑模型,其具有诸多优势,如协调性、可视性以及优化性等。BIM技术在建筑设计中应用不仅可将工程项目中的各类信息直观、详细地展现出来,同时还可以帮助设计人员及时发现不合理问题,优化建筑设计方案,进而保证建筑设计的合理性与科学性。
关键词: 建筑工程;BIM技术;设计
DOI:10.12721/ccn.2025.157001
基金资助:

随着城市化进程的不断加快,建筑的规模和复杂程度呈现出明显的增长趋势。在此背景下,传统的建筑设计方法逐渐暴露出其局限性,不能满足建筑系统高效运行的需要。BIM技术以其全过程信息化管理的特点,为建筑领域提供了更加全面和智能化的设计手段。通过引入BIM技术,建筑专业人员可以在设计初期即对工程进行全面模拟和分析,快速定位潜在问题,优化设计方案,提高设计效率。

1.基于BIM技术的建筑工程设计

1.1在图纸设计中的应用

BIM技术可以实现建筑的三维建模。在装配式建筑的图纸设计中,设计师可以使用BIM软件通过预设的模型库或自己的设计模型对建筑进行建模和生成三维模型,可以更直观地展示建筑的设计方案,更好地实现各专业之间的协作。BIM技术可以实现建筑构件的参数化设计。在装配式建筑的图纸设计中,设计师可以在BIM软件中设置建筑构件的参数,如构件的材质、尺寸、安装方式等。通过该方式,可以快速、精准地生成构件图纸,避免了手工绘图的繁琐和出错风险。BIM技术还可以实现装配式建筑的构件库管理,在BIM软件中可以建立装配式建筑构件的库存信息,包括库存数量、库存位置、材料规格等,助于设计人员更好地管理建筑构件,实现构件的重复利用和快速拼装。BIM技术还可以实现装配式建筑的自动化布局,在BIM软件中可以设置构件的排列方式、拼装顺序等参数,通过算法自动计算最优的构件布局方式,从而能够提高建筑的装配效率,减少工期和人力成本[1]。

1.2基于BIM技术的装配式建筑管理系统功能

系统功能模块主要包括前期管理模块、成本管理模块、进度管理模块、质量管理模块、安全管理模块和售后服务管理模块。前期管理模块主要负责项目的前期规划和分析,包括选址、方案制定、施工图设计等。成本管理模块主要负责整个项目的成本核算,包括材料采购、人工成本计算和其他相关成本估算,可以通过时间轴、成本分摊方法和BIM技术创建有效的成本管理模型;进度管理模块则是为了更好地掌握项目的时间节点,及时调整计划并保证项目按时完成,并可利用BIM技术实现进度监控与预警的功能;质量管理模块主要用于工程的质量控制,包括原材料的选择、施工过程的质量监督;安全性管理模块则主要用于保障工程建设过程中的人身安全;售后服务管理模块则用于更好地维护客户关系,提供优质的售后服务支持。

1.3建设过程模拟

在施工过程仿真中,首先使用MicrosoftProject软件制定施工进度计划,生产完成后导入BIM信息模型,并将资源维度和时间维度引入到3D BIM模型中,形成5DBIM模型。利用5DBIM模型模拟各种资源的配置和施工全过程,直观地呈现各阶段资金投入情况、施工技术和进度情况。根据模拟结果对比计划进度与实际进度,对工序安排的正确性、施工安排的合理性以及施工控制方法的合理性进行多次考量并优化,从而避免由于考虑不周全而造成的施工成本增加以及施工进度被延迟等。采用5DBIM模型技术进行施工模拟,能帮助施工单位的工作人员形成对施工全过程以及整个装配式建筑的构成形成全面的认识,对施工过程中可能出现的意外情况,做好预防措施与处理措施,提高实际操作的效率;管理人员也能动态管理成本与施工进度计划,为项目如期进行提供保证[2]。

1.4建筑电气专业的BIM设计创新

BIM技术是一种数字化施工技术,国内研发团队将建筑电气设计与数字化技术相结合,其创新主要集中在以下几个方面:(1)多个施工专业领域的融合:BIM技术可以整合建筑设计、结构设计、机电设计等领域的专业知识,实现全过程协同设计,大大提高建筑设计的效率和准确性。(2)增强数据可视化能力:BIM技术可以将建筑设计过程中产生的各种数据可视化呈现,如3D模型、可视化效果图、数据图表等,使设计师和相关人员更直观地了解建筑的设计情况和问题,方便沟通和决策。(3)建立建筑物全生命周期管理系统:BIM技术可以将建筑物的整个生命周期管理包括建造、运营、维护、拆除等环节都整合到一个系统中进行管理,使建筑物的管理更加高效和可持续。(4)结合新技术:BIM技术也在不断结合新技术进行创新,如与人工智能、物联网、虚拟现实、增强现实等技术结合,可以实现更智能、更高效的建筑设计和管理。

1.5运维管理流程

运维作为EPC项目的最后一个阶段,需要处理大量的时间和数据,需要对前期和后期的基础数据进行重新整理和利用,具体如下:在工程运行维护阶段,要根据主体结构和设备设施的使用寿命制定合理有效的维护计划,合理记录自然灾害、改扩建等不同性质的维护需求。通过运维期间的技术与空间管理相结合,模拟EPC项目完成后的BIM模型,有效利用空间数据实现调度与态势分析。将设计阶段及施工阶段的资料信息通过模型数据的迭代、合模功能建立标准统一的信息共享平台,对不协调问题进行及时处理,最终汇总至运维阶段,通过数据资源管理,完成项目数据资产管理,减低二次管理的资源浪费。运维阶段还应该进行后期应急措施的管理,采用BIM技术进行事故分析建模,对事故发生前进行预防分析,对事故发生后进行救援预案演习,分析事故原因及制定事故清理方案,保证人身安全及财产安全的损耗降到最低[3]。

2.建筑行业数字化转型方向

2.1企业管理数字化

企业管理数字化是指利用建筑信息模型(BIM)、企业资源规划(ERP)等信息技术手段,将企业管理流程、决策和资源数字化,以提高管理效率和决策质量的一种管理模式。随着市场竞争的加剧,建筑业从增量建设转向库存改善,企业单纯以生产技术或业务导向来提高规模化效率的发展模式已难以适应,需要建筑企业明确本企业数字化转型的方向与目标,制定转型的总体框架和基本路径,重点面向提升战略绩效管控能力、建设全面预算管理能力、加强一体化建造能力、提供特色业务服务等方面发力。

2.2项目建造智能化

项目建设智能化是指借助BIM技术对项目生产和管理进行数字化控制。在项目建设过程中,数字化技术广泛应用于各个环节,全面推进数字化技术在项目设计、施工、验收、运行维护等方面的深度融合,实现建筑全生命周期的自动化、高效、安全管理。

结束语

建筑企业应与时俱进,积极推行数字化技术管理方式,充分响应和响应数字化浪潮下市场和客户的需求,提高施工质量,对工程设计实施更加科学的管理,促进企业稳步发展。因此,在建筑工程设计中应加强BIM技术的应用,并在不断的实践中推动BIM技术的发展,促进其不断优化和完善,从而提升建筑设计效果,促进建筑业的稳定和可持续发展。

参考文献:

[1] 杨元锐,杨天宇. BIM 技术在装配式住宅项目中的应用[J]. 施工技术,2018,47( 5) :137-140.

[2] 靳鸣,方长建,李春蝶. BIM 技术在装配式建筑深化设计中的应用研究[J]. 施工技术,2017,46( 16) :53-57.

[3] 齐宝库,李长福. 基于 BIM 的装配式建筑全生命周期管理问题研究[J]. 施工技术,2014,43( 15) :25-29.

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