BIM技术在智能建筑结构设计中的合理应用

赵变青

(太原市建筑设计研究院 太原 030002)

建筑结构设计方案，直接关系到建筑工程质量、使用安全、舒适程度、造价成本、生态效益等。通过在建筑结构设计中应用BIM技术，可以全面提升设计方案的智能化程度，最终形成一套最佳设计方案，最大限度呈现设计意图，满足现代化建筑工程的建设需要。这就需要从合理化角度出发，针对如何通过BIM技术实现智能化建筑结构设计进行探索与研究，充分体现出BIM的技术优势，为工程建设质量和整体效益提供可靠保障。

1 BIM技术在智能建筑结构设计中的作用

1.1 工程计量更加精准

应用BIM技术，可以快速提取工程量，并且对其进行精细化管理与设计。这是传统建设工程设计所不具备的，可以有效解决粗放式工程计量模式下的各种弊端。另外，运用BIM技术构建起来的信息模型，项目部可以针对项目实施过程中各阶段实时物料信息进行提取，并且针对工程计量进行精准估测，从而快速、全面获取工程数据信息。并且依据这些信息对项目建设方案进行规划设计，包括施工技术、人员安排、机械设备选用等，还有施工材料需求量的精准计算。通过引进BIM技术，可以使仓储、领料、材料使用等环节得到有效管控，从而大幅减少资源浪费现象，促进工程效益的整体提升[1]。

1.2 可视化模拟分析

在工程项目设计阶段运用BIM技术，可以结合设计参数针对建筑外观、设计细节、施工过程进行模拟实验。这样一来，项目组人员可以非常直观的了解设计人员的设计意图，全面掌握施工过程中存在的关键环节与注意事项。例如节能设计、紧急疏散通道、日照和热能传导设计等等。在项目招投标和施工阶段，都可以借助BIM的可视化模拟功能，确保工程建设任务的顺利实施。另外，通过对施工过程进行模型分析，可以全面预见施工中可能存在的紧急情况或者风险因素。从而有针对性的制定应急预案，并组织施工人员进行安全知识培养和应急演练，全面提升施工过程中的安全可靠性[2]。

2 BIM技术在智能建筑结构设计中的合理应用

2.1 构建工程实体模型

借助Revit、Bentley等BIM主流软件，结合工程设计方案及设计参数，建立一个包含土建、结构、机电、管线在内的BIM模型。基于此模型，开展空间布局设计。不仅可以最大限度提高设计方案的合理性，还可以针对设计效果进行动态化、可视化呈现。由于此模型所见即所得，项目人员可以全面了解建筑结构的空间几何信息，检查设计方案当中是否存在结构计算、设备安装、节能设计、施工障碍、安全风险等问题。针对所发现的问题开展优化设计，为设备及管线安装预留出合理的操作空间，最大限度减少施工过程中的返工、浪费等现象[3]。

2.2 建筑结构性能分析

首先，采光效果模拟。设计人员可以通过调整建筑结构布局、饰面材料、围护结构等途径，确保一个最佳可见光透射比，最大限度改善室内自然采光效果。在此基础上进一步优化室内空间布局；其次，风环境模拟。通过BIM技术针对建筑布局、景观绿化进行设计，对住区流场分布情况进行优化设计。避免住区环境在大风情况下，受到狭管效应影响引发安全事故。同时，为居住区域及周边区域营造一个适宜的通风环境；再者，自然通风模拟。建筑结构设计人员可以借助BIM技术对通风口位置、尺寸规格、建筑布局等方面修改，并且结合多项数据针对室内通风设计进行精准化与细化分析，使室内流场分布得到明显改善，从而实现高效通风换气，为人们营造出一个舒适的居住空间；最后，环境噪声模拟。借助BIM技术进行声音环境模拟分析的优势在于，当建立起模型之后。可以通过材质或者房间内部装修的变化，针对建筑物的声学质量进行精准预测，从而帮助设计人员针对建筑声学方案进行优化。通过上述各项设计调整，实现了更加深入全面的分析与计算，呈现出最合理化、智能化设计效果，为建筑工程的实用性、舒适性和节能环保效益提供全方位保障[4]。

2.3 实现装配化安装

在建筑施工中，装配化安装可以显著提升施工效率，缩减施工周期。而基于BIM技术，可以将这项施工工艺引进到施工建设当中。例如在房间墙体规划设计当中，运用BIM软件绘制出墙体平面布置图和立面图，之后将图纸提交给墙体预制工厂，工厂按照图纸进行墙体批量生产。生产完毕后，以预制墙体送达施工现场，由安装人员进行现场安装。这种施工方式具有周期短、质量好、成本低等特点，但需要做好施工安排，避免出现交叉施工现象。

2.4 开展精细化设计

利用BIM综合模型，可以针对设计图纸当中的细节之处进行优化设计。在施工图上，明确末端开关、插座、线管位置、预埋点位置、孔洞位置以及预留精度进行明确标注。避免在施工过程中出现现场开孔、开槽工序等情况。通过运用BIM技术，使装配式防火墙体取代了混凝土实心砖、混凝土砌块等传统墙体砌筑施工工艺，使墙体工程质量、施工效率和成本效益均获得显著提升。

3 BIM技术合理应用于智能建筑结构设计的保障措施

3.1 做好设计前期准备工作

在运用BIM开展建筑结构设计之前，设计人员要获取全面完善、真实可靠的工程数据信息，还要针对项目样本给予足够的重视。只有这样，方可确保设计工作的顺利开展，避免设计方案在设计过程中出现大幅度修改，使工程设计人员能够集中精力做好宏观、微观和所有细化设计，确保设计方案的科学合理性。

3.2 重视结构部件的合理设计

通过各个部件的合理组合，方可使建筑结构的设计意图得以有效实现。因此，工程设计人员在运用BIM技术开展建筑结构设计时，要结合各部件的功能需求做好规划与设计，还要严格按照建筑行业相关标准等开展规范化设计，充分保障各个部件的设计质量与合理性。确保该部件在日后长期使用过程中，充分发挥出实用价值。对此，需要设计人员针对所有结构构件的设计参数进行反复审核，力争确定一个最终方案。

4 结语

在建筑结构设计中引进BIM技术，能够提高设计方案的科学合理性、节能性与实用性。但是，由于BIM在我国应用时间相对较晚，与之相关的设计经验还不够丰富。对此，需要全体建筑结构设计人员针对其应用策略进行持续性探究，不断拓展设计思路，丰富设计手段，力争更大限度发挥出BIM技术的优势。