浅谈BIM技术在中小学建筑设计过程中的应用

刘梦晓

浅谈BIM技术在中小学建筑设计过程中的应用

刘梦晓

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430000）

在我国进行基础教育设施大力建设的背景之下，为了解决在发展过程中出现的上学难问题，更好的为农村人员随迁子女提供义务教育，在我国各地对于中小学的建筑工程工作正如火如荼的展开。但是对于基础教育设施的建筑设计相关要求较高，这就造成了成本难以控制的状况，导致建筑施工工期相对来说较为紧张，而本篇文章组主要从BIM技术的相关特点以及在建筑设计方面存在的优势作为一个简单介绍，以及BIM技术在中小学建筑设计阶段中的相关应用。例如可以进行可视化的设计，交流以及相关的设计分析对于结构的分析以及节能的分析与安全，疏散分析和碰撞检查等各个问题。比较研究得出该技术对于中小学设计过程中的最佳使用方法，以此来更好地对建造过程中所出现的各种问题提出更好的解决方案，促进中小学建筑设计的更好发展。

BIM技术；设计阶段；中小学建筑；施工工期

0 概述

在近几年我国的教育事业不断的发展背景之下，我国对于教育事业也越来越重视，相应的我国的一些基础教育设施也不断的完善。在我国的基础教育设施建设过程当中，对于中小学建筑的建造工作显得尤为重要，在对中小学建筑的建造过程之中，通常会面临着一些相关问题，例如：建造的成本难以控制、对于中小学建筑设计的设计要求较高以及面临着工期的进度超出预期时间等相关问题。BIM建筑信息模型技术则能够更好的来解决这些问题。BIM属于一种多维度模型的信息集成技术，它主要建立在CAD平台的技术基础之上来进行发展与完善，能够更好的对于建筑工程项目施工的实体以及相关的功能特性信息以数字化的方式来进行更好的表达。

BIM技术可以应用在建筑工程中的项目规划阶段，设计阶段，勘察阶段以及相关的施工阶段与运营维护等阶段，从而能够更好的使企业全生命周期各参与方在对于同一个建筑信息的模型基础之上更便捷的进行数据共享。从而来更好地对施工的环境质量以及安全性等各个方面作出进一步的研究分析，系统的进行模拟于检查，能够为项目提供一个更好的优化方案以及更加科学合理的措施。针对BIM模型中所提到的一些问题以及相关的数据参考，在进行中小学建筑设计的过程当中合理的运用BIM技术能够在一定的程度上来对建筑设计的成本控制与进度管理之中遇到的一些问题来进行深入探究与解决。

1 中小学建筑设计阶段中的BIM技术的应用

对于建筑项目的整个阶段来说，项目的设计阶段可以作为最重要的一个部分，项目设计阶段能够为项目的建设成本以及相关的运营维护等成本起到一定的影响作用，并且对于整个施工过程的相关质量以及施工进度与项目投资，与在项目后期建设完成之后的相关使用效果以及各方面的经济效益都有一定的相关联系。对于中小学的教育建筑设计过程之中，要根据中小学教育的特点以及相关的实践教学需求来更有针对性的进行学校建筑设计的相关工作完成。以此来更好的促进中小学建筑更具有科学性，合理性以及安全性。

1.1 可视化的设计交流

为了能够给中小学的学生提供一个更加安静，舒适的学习场地，要求在进行中小学建筑设计的过程当中要对建筑设计的科学性进行合理的规划设计，将学校选址的周边环境以及相关的设计方案之间相互参考使之更好地结合，在对中小学建筑设计时将周边环境与学校的环境设计进行良好的融合达到最佳的状态，以此来使中小学建筑的校园设计风格与周边的环境相适应，从而能够达到更好的教学环境效果。

对于建设可视化的设计来说，它所具备着较大的渲染以及动画技术能够更好的来建一个建筑模型。从三维设计作为出发点，从而能够使建筑的几何特征更精确的被表达，同时也能够更好的将一些非几何的信息汇集到三维的构建之中。能够在一定程度上对于建筑的构建包含更多的智能化信息，能够把一个单一的三维模型升级到一个集成化的信息平台，除此之外，对于可视化SU模型的相关应用软件也能利用动画漫游的展示以及相关制作，来更好地把设计者所要表达出的设计意图更加真实的展现出来。使中小学建筑设计时能够把较为专业性的二维建筑表达得更加直观化、通俗化，让一些非专业的人员也能了解建筑设计项目。在对于中小学到建筑设计当中，能够让一些校领导以及参加该项目的相关人员更好地来对该项目的功能性判断更加的高效明确，从而能够在一定程度上来提高设计方案的可行性[1]。

1.2 设计分析

对于建筑设计的要求来说，能够更好的为学生提供一个安全舒适的学习环境是其基本要求。采用BIM的技术能够更好的来进行设计分析功能的应用，在设计分析当中对于相关的安全疏散分析，能耗分析以及结构分析各方面进行合理的把握。能够使这些设计相关分析更好的提高中小学建筑项目的设计的安全性、节能性以及可实施性[2]。

1.2.1结构分析

在最初利用计算机来对建筑设计进行内部结构状况进行分析的时候，其过程主要包括前处理，内在分析及后处理这三个相关步骤。在此当中对于内地分析及后处理来说都属于结构分析软件，能够实现自动化执行，它们能够在一定的程度上来避免人为的进行干扰。而对于前处理过程大多数都采用人机交互式输入项目的一些相关信息，主要包括其建筑的结构简图以及建筑材料的相关参数，在整个项目的过程当中前处理可以说是最为关键的一步，也是建筑设计使用时间最长的阶段。由于近几年BIM技术的不断发展，为建筑设计提供了一个更好的参考模型，对于BIM的相关软件来说，能够更好的对于模型当中的一些构建属性实现信息的自动化转化，从而来实现在前处理阶段的分析实现软件自动化的处理，以此来规避一些由于信息错误所产生的建筑设计问题，从而更好的来提高结构分析的准确度以及速度。

1.2.2节能分析

在对中小学建筑设计的过程当中，由于受到一些建筑项目中的风环境，声环境以及热环境等相关指标的影响，要求要在中小学建筑设计项目的前期确定这些外部因素的影响指标，但是由于缺少一定的技术手段，在对中小学建筑项目的指标分析模拟时会占用较多的费用以及时间。在这种情况下，采用绿建软件技术则体现出其优势，能够更加便捷化的来对于建筑性能进行分析，能够根据其对于建筑性能化中的一些影响因素来进行模拟式分析，例如，室外风环境模拟，室内自然通风环境模拟，建筑环境噪声模拟以及自然采光模拟与校区热环境模拟来进行相关分析，从而更好的对各项建筑性能分析来提高中小学建筑的采光，通风效果以及保温隔热与节能环保的效果[3]。

1.2.3安全疏散分析

室内人员的安全疏散时间的设置是防火墙设计的一项重要参考指标，在对于中小学建筑的设计过程之中，因为对于中小学生的人员来说，在使用建筑时，相关人员他们的年龄结构较为特殊以及其相关的人员分布密度较大，对于传统的计算方法来说，在一定程度上没有办法更好地来对安全要求进行满足。在BIM技术模型当中为这些安全性提供了数字化的真实空间环境，利用其模型来模拟人的行为，以此来模拟人员疏散过程中可能发生的状况，对疏散时间进行数据统计，以此来更好的为中小学建筑设计安全性保驾护航[4]。

1.3 碰撞检查

在近几年教育改革的背景之下，对于我国素质教育的不断重视，因此中小学的相关教师的功能也更加复杂化，在设立正常的班级上课的教教室之外，也要进行舞蹈教室，音乐教室以及计算机教室，科学实验室等多功能教室的合理配置，而对于这些多功能教室来说，其中的设计方案中所需要更加复杂化的管线排布，这也在一定程度上来提高了中小学建筑设计难度。在传统的设计之中，通常使用二维的图纸，在这种情况之下，不能够对于空间更好的表达，所以在图纸当中往往会有一些无法预测的碰撞盲区。而且由于在进行设计时，各个方面都进行分工，使得一些设计方式呈现段格式的设计，在设计过程当中还要进行人工协调项目内容，从而使设计之中存在一些专业之间的问题碰撞，使得在施工过程中出现的各项问题导致对于施工时间产生了一些影响[5]。

在BIM技术的应用之中，能够将不同的专业模型汇集成一个模型，如果相关的专业软件来对空间冲突进行检查，以此来更加科学合理地寻找出两个专业构件之间所存在的一些空间冲突的问题，能够更好的对操作者付出警报，以此再由人工来进行检查确认。在检查冲突时其基本流程一般多为从初步设计的后期来进行，在对于建筑设计的过程之中要进行反复的检查，冲突以及确认，修改与及时更新模型的整个流程。来更好的对于冲突点检查到位，并写能够根据这些问题来进行及时的修正。在进行碰撞检查之后，能够根据系统的提示来进行改正以此更好的来避免在设计过程当中存在的一些碰撞性问题，能够使工期延误的状况得到一定的避免，使之更加有效地来对中小学建筑建造过程之中工期较为紧张的问题进行适当的解决[6]。

1.4 造价控制

对于在进行中小学建筑设计的过程当中，往往会出现成本过高的状况，针对于成本的控制，是在进行中小学建筑建造过程中的重要难题之一。在造价控制的过程之中，设计阶段是最为主要的一个阶段。在对施工方案进行设计的时候，设计的成果以及设计过程对于成本控制来说是非常重要的。通常来说，在对建筑项目的设计阶段进行有效的控制成本，有利于方案设计阶段对工程进行简单的估算以及初步计算来进行成本控制，但是因为在方案实施的过程当中会出现一些计算量较大以及变更较为频繁的突发状况，因此在施工过程当中，往往会对于工程中的概算以及估算缺乏一定的重视，从而造成了成本难以控制，错过了初期最佳控制成本的时机。

在BIM为基础之上对中小学建筑进行合理设计，能够在一定程度上来对造价成本进行控制，使建筑设计的阶段有较强的可实施性。在BIM的模型当中主要包括了建筑，空间以及构件等相关几何信息，与此同时还对于构建的材料属性相关信息，更加准确的来将这些专业的数据提供给工程量统计的相关软件之中，能够在一定程度上来规避统计工程量进行的建模工作所产生的相关误差，对工程造价水平进行设计成果进行反映，为限额设计以为价值工程提供了一个更加优化的设计，为造价的控制提供了更加准确可行的方案，以此来促进中小学的建筑工程建设。

2 结束语

对于中小学建筑的设计以及后期的建造工作可以说是一项重要的建筑工程。在一定程度上，这项工程关系到教育民生的问题，并且对于建筑的更好设计来说，其社会性意义重大。在当今，BIM技术更广泛的使用在建筑设计的过程当中，因此也可以同样的采用在中小学建筑设计之中，采用BIM技术能够更加高效的来对建筑施工前期过程中所出现的一些问题进行及时的解决纠正。例如，对于中小学建筑设计的相关要求较高以及成本难以控制与施工工期较为紧张等问题进行更好的解决。在建筑行业不断发展的背景之下，BIM技术也随之不断的进行完善与优化，使中小学建筑设计方案的更加科学合理。

[1]涂文博. 基于BIM及GIS技术的铁路选线课程设计改革研究[J]. 教育教学论坛,2020,(07):126-127.

[2]田国锋,郭慧娟,高园,李玲芝,李春晓. 基于BIM技术的城市地下综合管廊可视化设计研究[J]. 智库时代,2019,(06):265-266.

[3]丁瑞锋,王绥庆. 纬地BIM技术在太凤高速复杂路段视距优化设计应用[J]. 中国新技术新产品,2021,(03):86-88.

[4]聂春龙,汪萍萍,刘雪洋,廖光亮. 基于BIM技术的工程精细化管理实例研究[J]. 项目管理技术,2019,17(02):81-85.

[5]亓培鑫,高鹏. BIM技术在现场施工管理中的应用[J]. 山西建筑,2019,45(05):249-251.

[6]贺天奇. BIM技术在公路工程建设领域的发展前景[J]. 四川建材,2020,45(02):155-156+158.

刘梦晓（1994.10- ），女，汉，籍贯：河南省三门峡市，职称：助理工程师，学历：硕士，单位：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，研究方向：建筑设计。

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1007-6344（2021）04-0199-02