BIM技术在城市设计中的应用初探

2018-02-17史波

建材与装饰 2018年43期

史波

（遵义医学院贵州省遵义市新浦镇 563006）

前言

在信息技术迅猛发展的背景下，建筑行业呈现出显著的信息化发展特征，建筑信息模型（BIM技术）在建筑行业中的应用越来越广泛，并逐渐扩展到城市建设中。基于BIM理念及BIM技术的优势，城市设计中BIM技术的应用，可以实现城市设计的个性化、信息化、科学化及合理化发展，能够丰富城市设计的方法与技术，提高城市设计方案的合理性，实现城市的可持续发展。因此，对于BIM技术在城市设计中的应用分析是很有必要的。

1 城市设计及BIM技术分析

1.1 城市设计分析

城市设计又被称作都市设计，主要是指将城市作为研究对象开展的设计工作。和注重数据、较为抽象的城市规划不同，城市设计更为注重图形，具有具体化及图形化的特征。城市设计的目标在于创造更为良好的生活环境，提升人们的生活质量。随着科学技术的发展，城市设计中应用了大量的先进技术，如GPS、GIS以及RS等，大大提升了城市设计的科学性及合理性。但是在城市居民需求不断增加的发展趋势下，城市设计中传统空间分析方法的不足逐渐凸显出来，设计人员需要应用提高分析及决策水平的空间分析工具，确保城市空间形态符合可持续发展的目标。BIM技术就是有效的工具，具备较强的计算能力及表现能力，可以实现城市设计的可视化，有助于城市设计的精细化发展。

BIM技术在城市设计中的应用可以实现城市设计的个性化、合理化、信息化及科学化发展。从个性化发展角度而言，BIM技术可以将设计图纸从二维转变三维，实现真正的空间设计，设计人员可以通过三维模型的构建，明确复杂曲面间的空间定位以及搭接问题；从合理化发展角度而言，设计人员可以通过BIM信息模型进行城市设计项目相关数据的计算，从而有针对性地进行设计方案的调整，确保城市设计方案的合理性；从信息化发展角度而言，BIM技术可以支持多样化的数据表达及信息传输，实现了城市设计项目相关信息的共享，有助于城市设计的信息化发展；从科学化发展角度而言，BIM技术可以与GIS系统、GPS系统等技术进行配合应用，采集城市气象数据以及城市GIS数据，为城市设计提供可靠的参考资料，可以提升城市设计方案的科学性。

1.2 BIM技术分析

BIM技术可以实现二维到三维及多维的发展，在设计规划及表现能力方面具有显著的优势。在Navisworks、Bezier以及B-Spline等功能的支持下，BIM技术可以构建传统设计方法难以呈现的异性建筑形态，有助于建筑及城市设计的个性化发展。与此同时，BIM技术在城市设计中具备一定的过程维度及价值维度，提升了城市设计水平。就过程维度而言，在各个行业注重全生命周期的背景下，BIM技术的信息交换功能，可以实现信息共享，有助于城市设计的可持续发展；就价值维度而言，BIM技术通过Auto desk Project Vasari等软件的应用，进行项目形体的有效创建，在提高城市设计项目数据分析准确性的基础上，对城市设计方案进行多项性能分析，构建最佳的城市设计方案。如通过太阳辐射的模拟，对诚实设计项目的能耗进行分析[1]。

2 BIM技术在城市设计中的应用

2.1 BIM技术在城市设计中的应用内容

在城市设计中，BIM技术主要通过城市建筑信息模型中的应用，实现城市设计规划、设计、管理与施工水平的提升。在实际应用过程中，BIM技术主要通过GIS系统及CAD技术的应用，构建相应的BIM模型，实现城市设计不同层次的管理。技术人员需要将BIM技术作为应用层，并在BIM模型中导入GIS系统采集的数据，将GIS系统的优势和BIM技术的优势融合在一起，从二维及三维两个角度开展城市设计。在城市设计的规划阶段，BIM技术可以应用于建筑整体界面的设计中，能够在施工招标之前就明确最佳的街区模型；在城市设计的设计阶段BIM技术可以用于施工方案的模拟及分析，选择最佳的施工方案；在城市设计的施工阶段，BIM技术可以实现施工全过程的可视化管理，及时找出施工中存在的不足，保障城市设计项目的有序进行。

与此同时，BIM技术还可以用于施工进度的模拟，在Navisworks的支持下，实现施工进度的3D、4D及5D模拟。其中，3D模拟可以动态地展现建筑的施工进度；4D模拟可以体现出不同施工进度对于施工现场周边街区产生的影响，包括交通影响、噪声影响等；5D模拟可以体现出不同施工进度的成本状况。由此可以看出，BIM技术在施工进度模拟中的应用，可以帮助规划管理部门有效控制城市设计项目的质量、社会效益及成本[2]。

2.2 BIM技术在城市设计中的应用实例

本文将城市设计中的某医院综合楼项目为例，分析BIM技术在城市设计中的具体应用。该综合楼项目的总面积为87043m2，由住院部、手术部、配液中心以及设备用房所组成。综合楼地下三层分别是供应中心（地下一层）、停车场（地下二层及三层）；地上一层是综合楼大厅、地上二层是ICU病房、地上三层是手术部及设备用房、地上四层是各个科室的病房。医院综合楼不仅涉及到建筑领域的知识，还包括医疗领域的知识，所以医院综合楼项目的建筑结构相对复杂，具有功能多样化特征，为了保障城市设计的科学合理性，规划人员在医院综合楼中应用了BIM技术，具体应用内容如下：

在城市设计项目规划阶段，规划人员通过Revit Architecture、Revit Structure、RevitMEP进行模型的构建，Revit可以保障模型信息数据的全面性，使建筑功能结构模型与项目实际保持一致；将构建的模型导入到Auto CAD Civil 3D中，根据GIS系统采集的公用设施点及房顶部分等地理信息，进行交通结构模型的构建，并在Google Earth中导入交通结构模型，分析医院综合楼项目对周边街区交通状况的影响；最后，在所有结构模型的基础上，利用Auto desk 3ds Max进行城市设计效果图的构建。

在城市设计项目设计阶段，设计人员将所有功能结构模型转换成DWF格式，并导入到Auto desk Navisworks中，对综合楼结构构件及建设应用设备进行分析，在保障综合楼项目质量及进度的基础上，降低综合楼施工的能耗。与此同时，设计人员在手术部及ICU病房的二次装修中应用了BIM技术，根据BIM模型的模拟结果，在ICU大厅中设计了十张开放式病床；在ICU病房区域设计了一间双人病房、负压病房、四人病房以及三间单人病房。

在城市设计项目施工阶段，ICU病房区建设了医护办公区和ICU卫生通过区。基于BIM技术下的Revit功能，施工人员可以获得准确的房间面积、标高等施工数据，可以提高综合楼施工项目的技术水平，通过三维模型的应用，有效避免了二维图纸表述不准确导致的返工问题，在保障医院综合楼项目质量的同时，节约了施工成本[3]。