BIM虚拟建筑技术在设计与施工领域的运用

2018-02-10王君山东东汇工程检测鉴定有限公司山东济南250022

中国房地产业 2018年14期

文/王君山东东汇工程检测鉴定有限公司山东济南 250022

1、BIM技术的主要特征

BIM技术的特征主要表现为：①协调性特征。建筑工程建设过程中由于各专业工程师之间的沟通不到位，而出现各专业之间的碰撞问题，在2D设计模式下，这是很难避免的。如果在设计过程中利用BIM模型的协调性，完全可以提前避免这些问题的发生。②可视化特征。BIM的可视化设计可以将三维的立体实物图形展示在人们的面前。它不仅可以用效果图来表现设计意图，更重要的是，它使得项目设计、建造、运营各个过程在一种可以随时修正的可视化的过程中，各方都形成了高度的互动。③模拟性特征。BIM不只是模拟可视的建筑模型，还能够模拟在真实世界不可见的一个过程或者一个属性等。设计阶段，可通过BIM对特定环节进行模拟实验，如建筑物的节能、日照、疏散。在招投标和施工阶段，BIM可通过模拟实际施工来确定合理的施工方案。

2、BIM技术应用的现状问题分析

BIM技术的现状问题主要表现为：①BIM应用中的参数种类繁多。BIM在建筑工程设计施工管理中的应用，其存在的问题主要就是BIM中的参数不仅种类繁多，而且数量极为庞大。正是这种参数繁多的现象使得BIM必须对这些参数进行分级分类管理，也在一定程度上增加了参数的修改难度。②BIM应用的工作模式复杂。BIM在建筑协同设计中，有着两种不同的工作模式，分别是链接模式和工作集模式。但这两种模式在使用中都存在着一定的问题，比如采用链接模式开展工作时，在管道综合期间，链接模式会使管道的调整工作变得极为复杂；而采用工作集进行工作时，会在一定程度上影响权限释放与获得工作的顺利进行。

3、建筑设计中BIM技术的应用

3.1 概念设计

现阶段，土地资源日益紧张，高层建筑和复杂性建筑数量不断增加。对于此类建筑，在设计的过程中，借助具备量化功能的技术，来进行建筑位置与型体设计，能够保障设计的质量。利用BIM技术，进行建筑场地对比分析，结合项目的具体要求，来选择建设位置，设计建筑型体。应用流程如下：①使用数据模型，构建虚拟场地环境，借助设计软件，进行风环境测试。按照测试结果，开明确建筑通风情况，进行设计调整，能够实现风资源最大化利用。②构建场地模型，进行太阳辐射分析。通过分析，能够掌握建筑位置辐射量特征。③分析日照遮挡情况，获得相关数据，为建筑具体规划设计，提供可参考的数据信息。综合分析风环境、日照情况、太阳辐射等情况，分析场地环境的优劣，按照相关要求，设计建筑形体。

3.2 方案设计

在进行方案设计时，按照建筑设计要求，构建建筑和设计环境关系，并且提出空间构建设想，为后续工作的开展，提供指导方案。以某工程为例，建筑设计要求为绿色建筑和低碳建筑标准，即实现资源节约和环境保护。基于此，采取BIM技术，辅助设计，优化设计方案。其应用于方案设计中，具体体现如下：①本工程为办公大楼，要合理分配建筑空间，保持部门紧密相连。利用BIM模型功能，计算建筑平面分配数据，借助BIM技术，进行数据和模型的调整。②按照建筑绿色节能要求，在方案设计时，依托BIM技术，使用IES分析软件，进行体块方案能源消耗分析，明确优缺点，提出方案优化策略。按照计算结果，来设计各类风格的方案。③按照环保性能要求，进行方案对比分析，选择最佳的方案，结合其他方案的优点，优化最佳方案。

3.3 初步设计

应用BIM技术，在3D环境下，开展建筑协同设计，能够提高设计效率以及质量。具体优势体现如下：①应用BIM技术，开展细节设计，比如楼梯间下部设计，通过反复解剖分析，使得空间设计更加的精细化，提高了空间利用率。②协同设计。利用BIM技术，能够实现专业协同设计。在3D环境下，前移管线综合设计，发挥BIM软件的碰撞分析功能，能够及时发现管线设计不合理问题，实现了前期质量的把控，减少了成本的浪费。③初步设计阶段BIM模型分析包括整体分析、计算自然通风数据、指导优化策略。使用此模型分屋顶太阳辐射量，确定太阳能集热器方案，集热器族排布方式。根据室内增加的墙上通风口，增加自然通风。

4、BIM技术在项目施工中的应用

4.1 虚拟建造

虚拟建造技术的运用，能够促进建筑设计理念的实现，同时可以实现研究建筑物不同方面的数据的目的。在虚拟建造技术帮助下建成的建筑模型，必须要满足建筑物不同方面的特征，例如：物理原型的特征、空间特征等等，从而满足用户观测建筑模型的要求，同时也更好的掌握模型，这些需求实现的前提条件是，使用BIM技术。利用BIM技术，建立建筑虚拟模型，促进“先试后建”目的的达成。

4.2 三维碰撞检查

目前，BIM技术被普遍的使用到三维碰撞检查中。在BIM技术可视化功能的帮助下，确保三维碰撞检查功能的充分发挥。在建筑项目正式开始建设之前，设计人员使用BIM技术，完成有关的综合性碰撞检查工作，例如：土建等等，从而防止发生软硬碰撞的情况，为建筑工程设计工作的质量提供保障，同时为净空和管线排布方案的可行性奠定基础。

4.3 算量技术

在BIM技术的具体使用过程中，它的构件信息是可计算信息中的一种，所以在构件信息的帮助下，能够保证计算机认识不一样构件的自动化，同时在研究模型内部不同信息的基础上，例如：几何信息等等，将构件数量的计算工作落实到位。传统的设计图纸在建筑工程施工过程中使用，会不利于施工的进行，而BIM技术模型替换以往的设计图纸，可以直观的表达出建筑工程建设需要的材料、数量等等数据。如果设计方案出现修改，BIM技术模型的数据信息也会出现相应的变化。