BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

曾圣

（上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院）

BIM技術(shù)是現(xiàn)階段較為常見(jiàn)的建筑行業(yè)“御用技術(shù)”，其是以三維模型為主要載體的數(shù)據(jù)庫(kù)，是建筑模型和信息的結(jié)合體。隨著人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)地鐵的需求更加強(qiáng)烈。然而，地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很多都處在傳統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)中，在一定程度上阻礙了人們的“現(xiàn)代化”需求和使用。

1 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 可視化優(yōu)勢(shì)

在地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)工作還要依靠于傳統(tǒng)的CAD軟件，通過(guò)平、立、剖等方式來(lái)展現(xiàn)設(shè)計(jì)成果。在現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，由于地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)的規(guī)模相對(duì)較大，緊急依靠基于二維圖紙的構(gòu)想和設(shè)計(jì)是很難完成的。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用則可以通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)方式來(lái)達(dá)到可視化效果，能夠讓設(shè)計(jì)師通過(guò)三維立體的思考方式完成建筑設(shè)計(jì)，同時(shí)也方便設(shè)計(jì)過(guò)程中的改動(dòng)和調(diào)整，可視化效果非常明顯[1]。

1.2 協(xié)調(diào)性優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖＰ偷男畔⑦M(jìn)行適當(dāng)?shù)奶砑踊騽h除或修改，使模型數(shù)據(jù)與實(shí)際情況更加符合，換言之，BIM技術(shù)建模能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)施更新，與實(shí)際情況具有一定協(xié)調(diào)性。此外，BIM技術(shù)還可以用于各項(xiàng)任務(wù)工作的檢查，保證建筑施工的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，保證施工的順利進(jìn)行。

1.3 模擬性優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)除了可以對(duì)建筑進(jìn)行三維模擬外，還可以對(duì)建筑的節(jié)能、照明以及緊急疏散通道進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，節(jié)約資源，提高建筑施工過(guò)程中的安全穩(wěn)定性。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)施工建筑的精細(xì)化模擬，讓施工更加貼合實(shí)際，符合科學(xué)，進(jìn)而節(jié)約施工時(shí)間、控制施工成本?？梢哉f(shuō)，BIM技術(shù)的模擬性對(duì)于地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)有著重要的作用。

2 BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)，主要是利用Revit Structure2012來(lái)展開(kāi)三維模型的建立，該軟件也是BIM技術(shù)的核心軟件，通過(guò)支座檢查、分析模型以及物理建模等來(lái)完善BIM模型。且在Robot Structure Analysis 2014軟件相互配合，大大提高了地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和整體效率。在節(jié)省時(shí)間的同時(shí)也降低了設(shè)計(jì)的成本。在實(shí)際情況中，BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站中的應(yīng)用有以下幾方面：

2.1 在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

在應(yīng)用BIM技術(shù)的過(guò)程中，由于Revit軟件并不具備完善的應(yīng)用構(gòu)件，并不能全面滿足地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)建模的需求，當(dāng)遇到特殊截面、梁柱或是墻體的時(shí)候，則更加無(wú)法滿足設(shè)計(jì)需求。因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中：①要?jiǎng)?chuàng)建合適的構(gòu)件族，在軟件上滿足設(shè)計(jì)的需求。②選擇適合我國(guó)地鐵車(chē)站發(fā)展模式的項(xiàng)目樣板文件來(lái)展開(kāi)設(shè)計(jì)，使用創(chuàng)建的族文件以及系統(tǒng)既定的族文件共同來(lái)創(chuàng)建三維模型，如圖1所示。③根據(jù)地鐵車(chē)站的地質(zhì)條件來(lái)設(shè)置邊界約束，滿足建筑的需要。

2.2 在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用

在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)分析中，可以對(duì)BIM模型進(jìn)行相應(yīng)的檢查使其逐漸完善，如：支座檢查、物理分析等。在檢查的過(guò)程中，需要對(duì)一些基本選項(xiàng)以及附加選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，如：材料、工況、模型轉(zhuǎn)換等。在此過(guò)程中需要有兩個(gè)軟件來(lái)進(jìn)行雙向?qū)?，包括Revitextensions以及Robot Structure Analysis Professional[2]，通過(guò)前者進(jìn)行的設(shè)置完全可以被后者識(shí)別和使用，不需要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)的設(shè)置，使用起來(lái)十分方便。

圖1

2.3 在地鐵車(chē)站施工明細(xì)表中的應(yīng)用

地鐵車(chē)站的建設(shè)是一項(xiàng)十分龐大的工程，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不能夠滿足其發(fā)展需求。地鐵施工中會(huì)產(chǎn)生較多的數(shù)據(jù)參數(shù)信息，而B(niǎo)IM技術(shù)的使用改變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式，通過(guò)信息建模來(lái)快速生成構(gòu)件明細(xì)表，為工程提供更加準(zhǔn)確的造價(jià)預(yù)估。比如：在對(duì)地鐵車(chē)站的墻體進(jìn)行明細(xì)統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)要事無(wú)巨細(xì)，在設(shè)置其參數(shù)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)要包括諸如體積、功能、型號(hào)、制造商、成本、防火等級(jí)以及用途等，以便能夠?qū)ο嚓P(guān)信息“一覽無(wú)余”[3]。

2.4 在資料維護(hù)中的應(yīng)用

地鐵車(chē)站在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多資料，所包含的系統(tǒng)也較多，如：信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)等，每項(xiàng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)資料，如人的神經(jīng)系統(tǒng)般錯(cuò)綜復(fù)雜，資料的日常維護(hù)非常困難，一旦出錯(cuò)則可能造成車(chē)站發(fā)生事故。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過(guò)建立資料模型庫(kù)來(lái)將所有的數(shù)據(jù)錄入到其中，直觀且清晰，全面且詳細(xì)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供更加精確的數(shù)據(jù)信息，降低了事故的發(fā)生概率。

2.5 在各項(xiàng)分功能中的應(yīng)用

①在防災(zāi)逃生中的應(yīng)用。在使用BIM技術(shù)對(duì)地鐵車(chē)站進(jìn)行建模的過(guò)程中，可以利用相關(guān)軟件對(duì)對(duì)正常工況以及火災(zāi)工況下的乘客行為進(jìn)行模擬，并以乘客的年齡作為基礎(chǔ)，對(duì)逃生行為進(jìn)行全面模擬，根據(jù)模擬的效果來(lái)判定哪些部位存在狀況，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改善，保證地鐵車(chē)站運(yùn)行的安全性。②對(duì)車(chē)站節(jié)能和乘客的舒適程度進(jìn)行分析。BIM模型是一種三維立體模型，在其中包括地鐵車(chē)站的各種構(gòu)件、結(jié)構(gòu)以及建筑材料的信息，設(shè)計(jì)師可以利用模型來(lái)對(duì)環(huán)境的舒適程度、車(chē)站節(jié)能進(jìn)行分析，通過(guò)分析來(lái)采取最優(yōu)的節(jié)能方案，并及時(shí)對(duì)環(huán)境的舒適程度進(jìn)行調(diào)整，以便能夠改善地鐵車(chē)站的環(huán)境[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)對(duì)于地鐵車(chē)站的建設(shè)有著十分重要的促進(jìn)作用。由于技術(shù)的先進(jìn)性和全面性，設(shè)計(jì)師可以全面利用BIM技術(shù)對(duì)地鐵車(chē)站進(jìn)行建模，并利用該技術(shù)對(duì)建筑中的各項(xiàng)功能進(jìn)行分析，準(zhǔn)確得出各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，為建筑設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)，以保證地鐵車(chē)站的安全穩(wěn)定性。

[1]劉華麗，徐鐵山.BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].資源信息與工程，2017，32（03）：177+181.

[2]扶曉康，李浩彬.BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2017，24（04）：66+68.

[3]楊洋.分析地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016（27）：105～106.

[4]李坤.BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2015，32（02）：103～108.