BIM技术在体育场馆建设中的应用研究

徐丽丽

伴随着我国的改革开放和经济发展，在居民高品质生活的诉求下，城市体育场馆的建设也就变得越来越重要，如何为体育场馆建设提供一个准确、可靠、全方位的数据管理平台是提升体育场馆建筑建设质量的重要途径。在建筑建设领域发展出来的BIM 技术作为一种新兴科学技术，具备很多传统建筑技术不具备的优势，包括可视化的建筑建设模拟以及对于建筑所需材料用量的统计等，能够提升建筑施工和设计之间的协调性，在很大程度上提升了城市体育场馆建设的效率和科学性。本文通过分析BIM 技术的优势以及在体育场馆建设中主要的应用点，研究BIM 技术在体育场馆建设中的应用。

BIM 技术，也就是建筑系模型技术，是目前在建筑与结构领域中的一个备受关注的新兴技术。体育场馆的建设属于大型建筑工程，建筑工程中如何保证施工结构合理、建筑质量过关、建设成本合理、建筑管理科学，是高效建设体育场馆，把控体育场馆建设质量的关键，也是为居民提供便捷、舒适、安全的运动场地的基础，BIM 技术的发展和在建筑领域的运用可以说空前推动了体育场馆的设计建设。

一、BIM 技术的概念和应用特征

BIM 技术是一种在现代科技背景下应运而生的数字技术，在当前的学术界内并没有一个完全标准的概念定义，通常BIM 技术是通过BIM 软件来达成的，然而就BIM 技术本身来说，其所说的并不是某个软件，而是基于软件所构成的技术系统，依靠BIM 软件所进行的模拟，可以帮助建筑设计完成最终的决策，提高施工科学性和建设效率。BIM 是一个详细的工作程序，它的主要作用是建立一套数字化的建筑物理特征和功能特征表达模式，通过精准参数进行相关建筑结构、建设流程的模拟，从而对建筑整体进行分析，建设建筑资料的数字化信息库，并且这些相关的信息能够被修改和再计算，可以说，BIM 的工作涉及到了建筑项目的所有阶段。

BIM 技术在建筑上的运用有几个明显的特点。第一，可视化的特点。可视化是BIM 最基本的一个特征。所谓可视化就是人能够用眼睛的视觉进行直接观察获取信息的能力，在传统建筑领域，二维的抽象平面构能够借助BIM 模型转变成更加真实准确的三维图像，从而让我们能够更直接地看到建筑的形态结构。其次可视化还意味着利用BIM 技术能够让建筑预算的成本数据变成直观的可视图纸，便于业主了解建筑的预算、材料用量和维护运营成本等。第二，协调性好。BIM技术相比于传统技术的另一个优点就是BIM 技术能够很好地联系建筑设计中的各个部门，如建筑与结构、供水、供暖、供电之间可以整体设计，相互协调沟通， 而像CAD 这样的传统二维设计就很难做到部门间的联系协作，利用BIM 技术可以减少建筑内外部设计之间的冲突，让建筑更加科学，避免材料浪费和结构不合理。第三，全阶段模拟的特征。BIM 的另一个强大功能就是能够进行模拟，所谓模拟涵盖了建筑建设的三个阶段：设计阶段、招标施工阶段以及运营阶段。在设计阶段，BIM 技术可以模拟出该建筑的日照、视线、节能和绿色通道等；在招标施工阶段，可以依靠设计数据进行4D 模拟，从宏观上来讲是对施工计划的模拟，从微观上讲是建筑的建造性的模拟；运用阶段，BIM 可以利用WEB 进行运营建筑过程中的各种操作模拟，并且这种模拟具备一定的互动性。

二、BIM 技术在体育场馆建设中的具体运用

体育场馆建设是大型建筑建设的典型，对于城市发展而言，建设高质量的体育场馆对于提升地区体育事业建设有着重要的意义。目前来看，我国体育场馆的设计多种多样，资料也相对充足，但是体育场馆建设难度高、耗时长、耗资大，在实施建设的过程中常常出现各种问题，减少乃至避免因不科学的设计和建设而导致的人力、物力、财力的浪费，因此BIM 技术在施工中应用具有实质性的意义。

1.建构体育场馆建筑信息

BIM 的特点之一是能够通过数据来描述建设和设计过程中体育场馆建筑的各种信息。基于IFC 标准，可以描述建筑的基本承力结构信息。体育场馆的建筑信息主要包括物理信息、材料信息以及质量信息，从而更好进行技术交底工作。

（1）物理信息

IFC 可以利用其对工程量的评估管理体育场馆内部结构的物理量，其中包括了体育场馆各个承力结构的长度、面积、体积、数量以及质量，通过数据模拟，设计者可以直观地看到体育场馆在结构上的特征和缺点。通过改变物理量可以模拟出在该物理量下建筑的结构是否稳定，耗材是否合理以及结构耐久度等基本参数。如利用Prosteel 软件，可以生成建筑物的BIM 模型，并且可以通过简单的操作对建筑内部结构的零件加以绘制，得出不同情况下的建筑结构情况，在项目中对建筑零件运用数字化加工技术，极大地减少了建筑在设计过程中的问题和失误。

（2）材料信息

BIM 技术能够精确把握建筑的材料用量，这是BIM 的另一个优点，它能够通过分析建筑结构的物理量，结合材料实体得出建筑承力结构部件的材料属性，包括材料的力学属性和物理材质等，并能够将物理属性附加的结构部件上形成模拟材料情况，从而直观地看出何种材料适用于何种结构。其次运用BIM 还可以帮助设计师大致估计该体育场馆建筑内部结构建设所需要的材料数量以及所需工程量，从而更加精准地对施工计划进行评估。

（3）质量信息

得益于BIM 本身的数据化的优势，可以利用数据编辑模拟各种情况，实现材料特征、数量建筑成立结构零件施工过程，信息之间的相互联系。BIM 的质量控制主要是在施工监测中进行的，BIM 提高了施工过程中的信息化程度，以可视化的方式对各部门数据进行共享分析。给施工方提出合理的、科学的参考意见，让施工人员对建设过程中的技术要求等具有直观明确的认识；其次，BIM 也能对体育馆的建筑风险进行估算预测，针对可能存在的施工风险提出可靠有效的意见。

2.BIM 技术协调建筑设计

（1）可视化建模

可视化是BIM 技术的主要优势之一，对于体育场馆的建设来说，三维建模在建筑设计期间具有十分重要的意义。由于体育场馆往往是大型设施，在某种程度上城市体育场馆还要考虑到建筑美学的因素，因此在建筑设计的前期使用BIM 技术进行三维建模能够帮帮主设计者集中考虑建筑中的结构参数，精准控制建筑草图的设计，尤其是大型场馆对力学结构要求较高的情况下，在设计过程中进行三维可视化建模就可以通过输入钢铁结构材料信息等相关数据，建立一个系统的模型，更加直观和精确地把控设计的质量和设计者的意图。由于体育场馆提供的运动条件需要满足人们的需求，因此场馆内部的设计必须是人性化的，许多结构相比于一般的建筑更加错综复杂，这也就使得建筑在设计的过程中更加困难，借助BIM 技术进行三维可视化建模可以提前规划好各种设施结构的布局，减少之后施工过程中的误差，避免资源浪费。

（2）专业间协调

在可视化的基础上，BIM 技术对联系体育场馆建设各部门也有巨大的意义。由于BIM 技术能够摆脱平面设计图纸的局限性，既能够在宏观上展现体育场馆的建筑结构，还能在微观上直观表现场馆机构内部的设计。利用Revit 软件可以将建筑、结构、水暖、机电等专业模型整合，然后进一步按照每个部门的要求，将所需要的模型导入软件中进行碰撞检查，由此得到的结果可以十分明确地展现线路、管道以及其他各种设施之间是否发生了碰撞，从而便于各部门的设计者共同讨论各个结构之间的避让和调整方案，不断调整各结构的位置，在施工之前排除可能的问题，减少施工后的避让整改成本。

3.体育场馆建设全阶段模拟应用

在体育场馆建筑建设的设计阶段、招标施工阶段以及运营阶段三个阶段中，设计阶段利用BIM 技术的可视化建模，对体育场馆的设计进行可视化表达，从而确定设计的准确性，优化设计的结构，减少施工困难；招标施工阶段BIM 技术能够促进安全文明施工，增强施工管理体系建设。对于大型的体育场馆建设来说，由于施工时间长、施工材料多、施工人数大，科学合理的施工管理就十分必要，利用Revit 建立三维模型, 把现场防护、脚手架、机械设备及现场整个布局直观地展现出来, 让现场安全管理人员提前做好安排, 预防安全死角。而运营阶段BIM 技术的主要作用就是确保体育场馆能够正常运行，由于体育场馆本身的使用频率高，建筑损耗要高于其他建筑，因此在运营中必须通过BIM 技术及时做好修复处理，分析建筑可能出现的风险。

三、结语

随着科技进步和信息时代的到来，BIM 技术正逐渐在建筑领域崭露头角。对于体育场馆建筑建设而言，考虑到体育场馆的作用功能，应用BIM 技术能够让体育场馆建筑在建设的过程中更加科学也更加高效，从而更好促进我国现代建设行业的良好发展。