浅谈BIM技术在展览馆项目设计阶段的应用
2019-10-14
(西南科技大学土木工程与建筑学院 四川 绵阳 621010)
引言
建筑信息模型(Building Information Modeling)将传统的CAD二维设计转变为三维信息集成设计及应用,BIM技术既是模型结果,也是建模过程,其服务于建设项目从设计、施工、运营维护到改建的全生命周期。[1]
在设计阶段开始使用BIM协同性设计、碰撞检测、净高分析、可视化技术交底等功能,可促进各专业设计间的沟通与协作,减少碰撞及设计变更,提高设计效率,加强和业主间信息交流的有效性,及时进行设计方案的优化。
一、BIM技术应用现状
目前很多设计单位的工作模式仍以二维为主,对设计中存在的错漏碰缺以及管线优化布置由施工企业在施工阶段对照二维设计图纸翻模后进行,属于被动的设计优化。而市场上绝大部分BIM公司独立于设计院而存在,为设计院的下游产业,在涉及专业设计调整、规范尺度把握方面存在不足,建立的模型可能偏离真实情况,对模型的利用分析能力受限,很难提供专业的优化意见,及施工指导资料[2]。可见整个行业各专业之间在设计阶段并未发挥三维模型协同技术的效果。
二、BIM技术在设计阶段的实现手段
BIM技术优势的发挥在于从公共工程设计阶段开始,以业主作为主导方,设计与施工方参与的方式在设计阶段应用BIM技术进行设计优化。图一为基于BIM的协同设计流程。
设计单位以业主的设计理念为主,利用BIM技术可视化、模拟化、协调性、可出图性等优势,以BIM技术为辅助手段,对关键施工工艺和技术方案运用三维立体设计进行可视化技术交底,搭建模型后导入到分析软件进行全面的错漏碰缺检测以及管线优化设置[3],做到在设计阶段优化设计和施工方案,减少施工过程中的设计变更及工程返工,提高设计质量和可施工性,从而降低工程成本、加快进度,实现全方位的建筑施工管理水平的提升。
图1 基于BIM的协同设计流程
三、基于BIM的管线优化在展览馆的应用实例
以某展览馆项目为例,业主方聘请专业的BIM咨询公司,当施工图设计完成后交由BIM咨询方进行全专业模型的建立,完成碰撞检查、净高分析、管线初步排设后出具碰撞检查报告及管线排布三维视图,三方(业主、设计、施工)召开协调会议解决存在的问题。
工程概况:
展览馆是以规划为主线的艺术性展览体验公益场馆,总建筑面积29885.98m,地上五层,地下一层。管线系统分为排水系统、机电系统、通风系统、消防喷淋系统等。该项目面临系统多,各专业施工存在互相影响等问题。
1.协同设计下创建三维信息化模型
BIM技术的出现,使得项目的各专业设计可基于BIM协同平台进行及时和有效的数据交流,解决设计信息不对称和延时问题[3]。BIM协同设计的运用必须创建三维模型,根据本项目的特点和市场现有BIM建模软件类型分析,利用BIM技术核心建模软件Revit创建本项目的三维信息化模型,同时为后续工作奠定基础。
利用Revit进行协同建模设计的方式主要有两种。第一种是采用中心文件的方式进行模型创建。第二种是模型链接方式,可实现多人同时分区域、分专业建模,最后通过链接方式将多个单体模型整合为一体。本项目由于专业项目复杂、工作地点发生过多次变化故采取第二种方式建模,实现各专业之间和各单体之间的协同。图2为创建完成的模型。
图2
2.碰撞检测
将建立好的BIM模型导入Navisworks对土建、设备、安装进行碰撞检查,发现本项目模型碰撞点836处,导出碰撞检查报告836份并提交设计方,在图纸会审前进行修改实现前期管线综合优化。模型中每个碰撞对象都对应一个ID号,工作人员可以通过对应ID号在Revit中快速精准定位各专业的相互碰撞点,针对相应的构件直接进行修改。图3为管道修改前后的三维模型效果图。
图3 管道修改前后的三维模型效果图
3.净高分析
在走廊、大厅等区域进行净高控制能提升使用者的视觉效果;在地下室使用净高控制能在相同净高的要求下,利用BIM管线综合,在项目中降低层高,可为土建节省可观的造价。
本项目中,将模型文件导入Fuzor,提前检查各区域的净空高度,结合Navisworks中碰撞分析报告,解决净高不足问题并满足安全洞口防护要求,进一步优化管线空间布局,并出具管线排布三维视图(图4)。图5为地下室管线净高分析。
图4 具管线排布三维视图
图5 地下室管线净高分析
4.可视化技术交底
本项目利用三维模型可视化交底功能,针对性地为现场一线工人进行讲解,使作业人员对关键工艺的施工流程和质量要求有更直观的理解,从而降低返工率,节约成本,保证工程质量。同时还运用三维模型的可视化特点及时和业主进行有效的信息交流,提高建筑性能和设计效率。
四、结语
通过BIM技术协同设计建模、碰撞检测、净高分析、可视化技术交底,实现在设计前期解决冲突及空间与构件间距离不足等问题,提前发现设计图纸中“错、漏、碰、缺”等问题,进行管线初步排设从而减少在建筑施工阶段可能存在的错误和返工,以最实际的方式体现降本增效、加快施工进度,为项目创造出实际的价值。