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BIM技术在建筑工程设计中的应用研究

赵冶

广西大学土木建筑工程学院

摘要: 当前我国科学技术不断发展,并在各个领域实现广泛深入的应用。具体在建筑行业,BIM技术的应用极大程度提高了建筑工程设计的质量与效果。本文结合笔者多年的研究与实践,探讨BIM技术在建筑工程设计中的实践应用,以供参考。
关键词: BIM技术;建筑工程设计;实践应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157044
基金资助:
文章地址:https://ccnpub.com/index.php/wenzhangd-2-10431

在我国科技快速发展的背景下,信息技术已渗透在各个领域及行业,推动整个社会层面的发展。其中建筑工程就是一门古老的学科,在人们生活水平不断提高,对建筑功能及安全性、美观性需求越来越大的背景下也对其设计提出了更高的要求。BIM作为一种新兴技术,将其应用在建筑工程的设计工作中,很大程度弥补了传统技术的不足,为工作人员提高了设计的精确度,带来更大的经济效益,也满足人们日益增长的需要。

1.BIM技术及其特征分析

1.1BIM技术简述

当前在我国建筑工程的设计实践中,BIM已成为一种常用技术,得到了广泛认可。该技术针对建筑结构模型进行设计,通常情况下应用BIM技术能够以三维的方式将建筑设计的整个过程呈现出来[1]。进行建模时,可帮助设计人员更好地了解设计过程的关键点,从而配合有效的管理工作,还能记录施工过程的质量信息,以审批数据、基线数据、施工质量信息等分类方式控制数据的质量,总之为建筑工程的设计工作带来巨大的便捷性与精准性。

1.2BIM技术的特征

BIM技术有其显著的特征:(1)信息集成。这是BIM技术应用最主要的功能,该技术在组织分析建筑设计的数据信息中,包含如结构尺寸、材料等方面的内容,这些功能会有以下的表现,一是设计中需要应用的数据组织,二是设计过程需要进行数据分析。过去传统的建筑设计时设计师要对每一个数据展开分析,而应用BIM技术后就能够改善工作量的问题,减少设计师花费的时间,还提高了数据的准确和建模过程的效率。应用BIM技术还保留了不少传统设计功能,协助3D模型的应用,一旦过程中发现缺陷,就能快速对模型进行修改,保障设计效果的同时使其更好地为后续施工工作服务[2]。(2)相互协调合作性。BIM在我国建筑行业的应用还处于初步探究的阶段,设计师需要结合建筑的实际情况及用户的意见,参考各项资料进行设计,创建三维模型对实际条件展开分析。而应用BIM技术的主要目的在于通过三维模型展示建筑工程的施工过程,呈现良好的视觉效果,用以帮助工作人员解决问题,确保设计效率的提升,还能由此来协调各方的合作,预防因忽略问题而影响后续的进度。(3)可传递性。将BIM技术应用在实际的建筑工程设计工作中,就要通过建模的方式集成数据信息,确保数据信息顺利传输,整个系统实现自动化管理与操作的目的。对比传统技术,BIM技术提高了数据信息的准确性,且无需人工处理,地图数据显示也能直观可见,准确度对比人工测量明显提高,工作人员的工作量也将大大减少。

2.BIM技术在建筑工程设计工作中的应用优势

2.1借助BIM技术创建信息数据库及三维模型

如上所述,应用BIM技术可为设计师在参考建筑实际情况的基础上获取相关的重要的参数,比如结构元素之外的详细信息,整合形成完善的数据库,最终呈现的图像就能反映建筑工程的实际情况。结合模型的不同,设计师还能直接从中发现工程的优缺点,进而修改模型,确保满足工程规划与施工的需求。应用BIM技术还能让工作人员通过区分不同的颜色及组合来观察模型中不同位置的关系,这一功能为设计师等带来很好的体验感。不再需要想象平面图来思考问题,强大的BIM模拟功能可灵活应用,比如模拟在地震或火灾中疏散救援的行动路径,这有助于及时修改设计方案,使其呈现最优化的效果。

2.2贯穿于整个建筑生命周期

施工生命周期中,包含有初始阶段、平面布置阶段、结构选型阶段、建模选才阶段等等,均能详细地展示施工场地的选择而应用情况,还能表现范围、特点、使用方法、人力物力分配甚至成本预算等信息。比如BIM就能很大程度提高场地利用效率,让工作人员更好地设计建筑。通过模拟三维模型避开各种安全隐患和危险因素,确保建筑保持稳定。另外还能补充信息数据库的内容,确保数据真实完整,同时削减不同阶段复杂传输与通信的时间,保障了建筑生命周期不同阶段数据都得以传输共享。

2.3有效控制全生命周期成本

BIM技术应用在建筑设计及建模中,可充分发挥其功能性与便捷性的优势,此外还能通过二维仿真的功能对整个过程建筑使用资金的情况加以管控。在做完建筑3D模型后,

2.4确保施工工作有序开展

过去传统的建筑工程设计软件应用,尽管也能够展现建筑物的最终效果,但很多细节都会存在问题,而这些细节问题对建筑整体或许影响不大,却会直接关乎施工阶段的相关参数与决策。进入施工阶段后,施工人员可能会发现问题,若较为严重则可能重新进行布局,要求设计师修改图纸,重新规划,严重影响建筑工程的施工进度及最终的经济效益[3]。应用BIM技术后,就能将很多被忽略的细节放大,设计人员及施工人员及时沟通,加以修正,保证施工工作更顺利开展。

2.5复杂建筑设计

传统设计软件应用下很多建筑工程的结构相似,整体较为简单,也缺乏创新,不再满足当前人们对建筑工程的设计需求。BIM技术则能设计出更优秀且复杂的建筑作品,将更多的建筑信息存储于模型当中,经3D效果展示设计成果,这样就能很好地表现建筑丰富的形式。

2.6低碳环保设计

当前社会提倡各领域都积极应用低碳环保的理念,在建筑行业也不例外,应用BIM技术后可展示不同材料应用在工程中的效果,还能辅助设计师结合准确的成本预算更好地进行设计,使其趋向低碳环保的要求。比如模拟建筑物实际采光通风条件时,能够明确门窗/遮阳最佳的结构配置,遮阳就很好地避开了可能存在的采光不足、通风效果不佳等问题,由此降低后续过多应用照明系统和空调的情况,利于构建低碳环保的环境。另外借助BIM技术还能对特定情况建筑能耗的效果进行模拟,将数据存储在数据库中,与相关的参数进行比对,辅助设计师调整结构设计[4]。

3.BIM技术在建筑工程设计中的实践应用

3.1科学制定BIM建模标准为建筑工程设计奠定基础

在建筑领域应用BIM技术以前,需要确保该行业中有科学完善的BIM建模应用标准,其内容包括模型文件、项目文件、绘图标准以及模型拆分需求等等,结合建筑工程的图纸及设计的方案,提高建模方案的标准性,再通过BIM技术功能的发挥深化布局,用以加强施工图的设计深度,形成更科学的标准模型,结合模型绘制成建筑工程图纸,最终在工程建设过程中发挥指导性的作用。在建立模型与对设计要素不断深化和转化的过程中,要确保信息的完整性,预防出现泄露等问题,还要加强设计方案及相关参数信息的传递与共享,使其在模型初步设计及后续建筑工程图纸的设计中发挥作用。相关人员不但要注意分析计算工程量清单,还要构建经济成本模型并进行分析,用以实现投资估算、概算与完善预算计划的目标,结合实际情况和需求适当增减模型的内容,并将其与成本信息联系起来,有助于整个设计活动的开展和工程经济效益的实现。

3.2强化全专业模型的构建

设计效果应在立体化的模型中体现出来,因此需要应用立体模型覆盖建筑的设备、景观和整个结构,那么创建的BIM模型就要结合企业标准进行,结合标准化的可视化程度,排序构筑物、建筑物和其他设备,再将这些基本信息添加在模型中,构建更为完善的模型。应用BIM技术时还会使用如Navis Works、Revit、showcase等软件,这就需要进一步研究模型的细节需求,将平面设计的内容展开,转化为完善的施工面,呈现轮廓与剖面图,将其再输出至3Dmax中对后续的呈现效果进行补充,就能为设计人员和后续的施工工作提供更多直观的参考信息。

3.3提高碰撞检查改进设计的合理性

完成模型后,设计人员要应用Navis Works软件作碰撞检查的工作,这时可出具精准的碰撞报告,记录碰撞情况,再对文档与图像进行分配。获取这些信息后,设计师之间要进行探讨与研究,计算出碰撞检测效率,将原有的模型加以完善。这个过程还能很好地协调各方关系,避免后续建筑再设计的情况发生,于是达到节约成本,提高效益的目标。

3.4专业管理施工图

改进模型后,设计师要结合行业相关标准要求应用Revit绘制行业建筑表面,创建平面、立面、剖面以及细部等,使其更为专业化,还要从结构方面着手,制作模板图与预留孔图。针对水、暖、电等专业内容,可与详细的图纸结合,明确施工位置,最大程度减少误差。

3.5加强BIM技术优势的应用

如上所述,BIM技术在建筑设计协调性、可视化、分析方针方面都有巨大的优势,若建筑工程外观较为复杂且多样,或是结构不规则等,那么就可以应用自定义设计构建子族的方法,详细填写各项参数信息,绘制平面复合族,确保不同材质的应用都能在效果图上展示不同点,再结合具体的尺寸信息,创建子族,标准数量与参数,最终仿真的精度也大大提升。

3.6BIM参与建筑的空间规划设计

空间规划对建筑工程设计非常重要,所以应用BIM技术要注重其在空间规划方面的优势发挥,这需要研究各项因素之间的关系,确保提供设计过程更多的空间感。BIM的视觉性效果让设计人员更准确计算空间规划的数据,那么项目实施和空间规划就有了合理性与精准度。

3.7BIM技术完善建筑的参数设计

在建筑设计中涉及大量的参数,比如下水道的尺寸、客厅的设计等等,这将与后续施工的进度和效率息息相关,所以利用BIM技术就能改善参数涉及问题,在智能化技术的支持下,建筑设计数据库中调用和改进涉及参数,定期更新,设计人员就能获取最精准的参数数据,用以满足建筑工程的设计需求[5]。

4.结束语

综上所述,在建筑工程的设计工作中积极应用BIM技术,最大程度发挥其功能与优势,不但可确保建筑工程的质量提高,还能确保该行业在市场竞争中可持续发展。借助BIM技术协同性、模拟性、三维图像等功能,现实施工中很多工程内部不透明的问题将表现出来。这就要求相关人员要认真学习和把握对BIM技术的应用,使其在建筑设计中发挥功能价值,全面保障工程的质量。

【参考文献】

[1]魏天云.采用BIM技术进行建筑给水排水优化设计[J].黑龙江工业学院学报,2018,2(7):72-75.

[2]郭士刚.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].艺术设计,2017,2(2):224-225.

[3]易颖.建筑设计BIM技术的应用探讨[J].科技传播,2018,11(12):69-70.

[4]张东林.浅析BIM技术在建筑工程设计和施工中的应用[J].河北建筑工程学院学报,2018,1(1):97-100.

[5]刘思源.装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用实践[J].水利建设,2018,1(2):196-197.