BIM技术在建筑设计中的应用探讨

2018-05-14 11:10孙露
中国房地产业·下旬 2018年9期
关键词:协同设计BIM技术

【摘要】现如今,建筑工程使用功能多元化,人们对于建筑结构设计越来越关注,通过应用BIM技术进行建筑设计,能够有效落实各项细节。本文首先对BIM技术进行介绍,然后对BIM技术在建筑设计中的应用进行分析,并结合工程实例,对BIM技术的应用要点进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴。

【关键词】BIM技术;结构模型;协同设计

1、引言

随着经济的发展,工程项目的规模愈加庞大、工艺愈加复杂,一旦设计方案修改,即使很小的变动都会产生连锁反应,同时还会造成各个专业之间协调配合难度增加。BIM技术是一项以数据为依托,充分融合现代化信息技术与建筑结构设计专业知识的综合性技术,借助三维仿真模拟实现建筑模型展示,能够为设计人员创建虚拟建筑场景,提升设计水平。因此,对BIM技术在建筑设计中的应用进行详细探究迫在眉睫。

2、BIM技术及其应用特征

BIM技术以信息化手段与技术为支撑,首先将建筑设计相关参数与数据存储到数据库中,实现建筑数据的信息化存储、关联与共享,再以建筑构件作为基本组件,基于数据库中的建筑相关参数实现基本组件的立体组合,在建筑信息以及BIM建模技术的支撑下实现建筑三维仿真建模与可视化表达,改变了传统建筑软件以二维成图为主,以三维建模为辅、三维仅仅用于展示与可视化的应用现状,其以逼真的立体建筑构件,营造出真实的三维建模场景。

3、BIM技术在建筑设计中的应用

3.1在初级阶段的运用

将BIM技术运用到建筑工程设计的初级阶段,BIM技术存储诸多信息和技术,可以建立完整的极为丰富的的建筑模型,是各种信息的主要承载体。运用了此技术以后,各种设计从此具有了实际运用性,不仅能够做到将建筑的整体外观很好的呈现,并且会将建筑内在的各个部分充分的展现。因此,BIM技术的运用,对于建筑工程设计上的作用非常重要,改变了传统设计方式。

3.2在设计过程中的应用

通过三维模型进行全方位的设计,掌握整体结构的设计,能够对建筑工程设计方案进行深度的分析和改进。对于深化建筑设计而言,BIM技术运用碰撞检查的方式,使其有检查优势。BIM技术为建筑工程的总体设计提供更为便捷的协作体系,能够有效缩短信息传递的周期,提高建筑工程设计工作的效率和质量。

3.3模拟建筑结构模型

现在中国的建筑设计,一般还是使用传统的图纸,对于建筑设计方案,通过图纸来展现。然而BIM技术的运用,实现了将整个建筑视作为统一的一个整体,可以模拟建筑结构的真实情况。在建筑施工时,人员获取所需要的信息均可以在BIM技术构建的模型中得到,设计人员把原来的施工图纸、设计方案等信息均集中在了BIM系统中,在建筑工程的施工人员施工时,能够及时收到已修改图纸的信息,以此达到工程资源的共享。

3.4协同设计

BIM技术在建筑结构设计中,能通过数字化创建的唯一的模拟信息化模型实现水暖、机电、结构、建筑等系统的交换,跨越了多种专业,集成化的设计模型能够集中各类三维模型信息,然后分享给所需的其他专业团队,这种共享性能保证建筑设計多方参与者均能掌握好所需信息,并进一步运用这些信息投入到工作中,无论是施工企业、制造商、业主,还是结构工程师、设备工程师或者建筑设计师都改变了以往的工作方式,以相同的参数作为基础建筑模型,有效展开协同工作。例如,若建筑设计师选择增加构件进行建筑设计,则结构工程师会将墙、柱、梁等材质结构的完整信息融入到BIM模型中,设备工程师则根据新增构件所处的位置、数量和方式等,配备相应设备于建筑内,并在测试各种设备数据信息的基础上,如果产生异常进行调试,能确保建筑良好的整体设计效果。在各种专业协调设计中有效应用BIM技术,所有信息都能被各个专业工作人员所共享,有利于协同工作的开展,促进建筑结构设计和施工顺利进行,进而实现良好的建筑质量。

4、BIM技术在建筑设计中的应用实例

4.1工程概况

某工程项目由9栋建筑组成,总建筑面积为82555.07m2,其中计容面积为72379.82m2,地下建筑面积10175.25m2。本次设计范围为完成一期建设的二标段建筑单体包括建筑、结构、给水排水、建筑电气、采暖通风与空气调节的BIM设计内容。

4.2建立模型

通过对建筑方案的复杂程度以及对模型深度的要求分析,本项目最终选取Revit作为核心建模软件。首先由建筑设计师创建工作集,并在自己的工作集内将初步方案图纸以DWG的文件格式导入至Revit建筑模块中,根据图纸进行建筑模型的创建。这些建筑构件都有自己的参数,可以使用参数来精确调整和控制构件的形状、大小、材质、构造层等,只需要编辑一个数字即可,这是Revit和其他三维建模软件的根本区别。然后,由结构工程师进入工作集,通过建筑师搭建的BIM平台,用Revit的结构模块进行梁、柱、板、屋面及楼梯等相关结构构件的布置和完善。最后,在此基础之上,由设备工程师将完成的建筑和结构BIM采用链接的形式引入RevitMEP模块中,根据设备的型号、外观及各种参数,提供出完整的给排水、消防、电气信息模型,管道平立剖面图、材料统计表。

4.3交叉碰撞检测

本项目设计过程中,9栋建筑共计检测出2000余处碰撞,通过梳理可以发现问题多集中在管线于管线间、管线与梁柱之间,究其原因是传统二维管线综合将各专业平面叠加,结合局部剖面图来检测的方式存在表达上的不足,在管线较多、空间较为复杂的情况下,难以进行准确的检测,另外在二维图纸中,管线是以线性的方式来表述的,极难把控因管线翻高而造成的避让空间预留问题。利用BIM技术可以通过计算机实时检测管线碰撞,精确度也高。机电专业人员用REVITMEP自带的碰撞检测功能自行查错并实时调整,保证专业内部无碰撞。各专业初步建模完成后,再利用Navisoworks软件进行专业间的碰撞检测,依据生成的报告进行优化设计,并通过反复的调整检测来确保所有硬碰撞问题的解决。

4.4室内净高优化

本项目应用BIM技术进行2.9m的净高控制要求。首先,通过建立一个标高检查过滤器,依据要求设置好相应管线的最低标高要求,设置过滤器所显示的颜色,应用过滤器后低于设置标高的管线即会通过相应的颜色显示出来。然后,建立一个天花板平面,按要求设置好天花板标高,通过碰撞检测功能检测天花板跟相关机电管线之间的碰撞结果,即可查找到不满足净高要求的位置。另外,对于一些较难抉择修改的地方,组织各专业负责人共同商定解决方案。通过这些环节,大量的节省了人工排查的时间,提高了综合排布的效率。

4.5虚拟漫游

在最终的成果展示阶段,本项目尝试着将BIM技术与VR(虚拟现实)技术相结合,关于虚拟漫游,除了Revit自身的漫游功能外,还可以使用与之相兼容的Navisoworks或是Fuzor等相关软件。由于本项目的展示重点在于漫游的视觉效果,因此最终选择了Fuzor作为漫游展示平台,此外还配套使用了虚拟现实的头盔以及手柄,给予了体验者身历其境的沉浸式漫游浏览。无论是在展示阶段,还是在各专业的沟通和协同工作中,其三维空间的直观性以及属性信息的可查询都显示出了BIM技术的优势。

结语:

综上所述,本文主要对BIM技术的概念及其在建筑设计中的应用方式进行了详细探究。BIM技术在当前建筑设计中有着广泛运用,可以有效降低建筑设计的难度,提高建筑设计的水平,对建筑设计发展有着极大推动作用。因此,加强对建筑设计中BIM技术运用的研究至关重要。

参考文献:

[1]杨庆峰,林大岵,路军.BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略[J].建筑技术,2016,47(8):733-735.

[2]张立华.BIM技术在建筑设计阶段的模型构建研究[J].现代电子技术,2016,v.39;No.456(1):113-117.

[3]杨震卿,张莉莉,张晓玲,等.BIM技术在超高层建筑工程深化设计中的应用[J].建筑技术,2014,45(2):115-118.

作者简介:

孙露(1980-),男,工程师,主要从事建筑设计工作。

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