潘梓邦

【摘要】伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，建筑工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)已經(jīng)成為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，要想從根本上踐行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)機(jī)制和管理理念，就要對(duì)技術(shù)核心和設(shè)計(jì)要點(diǎn)予以分析并綜合應(yīng)用。本文結(jié)合案例，對(duì)BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡釋，分別從概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)以及施工圖設(shè)計(jì)四個(gè)層面展開(kāi)討論，以供參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用

所謂BIM技術(shù)，就是建筑信息化模型建構(gòu)技術(shù)，是在3D基礎(chǔ)上形成的創(chuàng)新化技術(shù)結(jié)構(gòu)，在建筑施工全過(guò)程周期體系中具有非常重要的價(jià)值。BIM技術(shù)能有效對(duì)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃予以分析，確保建模軟件發(fā)揮其實(shí)際價(jià)值，建構(gòu)立體化、動(dòng)態(tài)化以及實(shí)時(shí)性的建筑模型，從而滿足管理能力和管理需求。

1、案例分析

某施工部門(mén)承辦該地區(qū)科研綜合樓項(xiàng)目，綜合樓遵循最大化的資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)準(zhǔn)則，因此，要借助BIM技術(shù)予以精細(xì)化控制，不僅能提高施工效率，也能有效節(jié)約成本[1]。項(xiàng)目主要分為兩個(gè)子建筑，南側(cè)科研樓呈現(xiàn)“L”型，北側(cè)是將原有辦公樓拆除改建為停車場(chǎng)，并且保留兩棟樓之間的中心綠地。建筑工程項(xiàng)目總面積約為3.1萬(wàn)平方米，主體建筑樓地上10層、地下1層，整體建筑結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，高約45m，具體BIM設(shè)計(jì)效果為圖一：

2、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)用BIM技術(shù)，能從傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)跳脫出來(lái)，形成更加有效的設(shè)計(jì)體系，避免專業(yè)和設(shè)計(jì)階段之間的孤立性，實(shí)現(xiàn)信息的共享。在BIM技術(shù)中，由于利用了統(tǒng)一的數(shù)字化模型表達(dá)機(jī)制，能有效建構(gòu)相應(yīng)的建筑模型，確保BIM模型體系中能有效實(shí)現(xiàn)信息的系統(tǒng)化作用，維護(hù)各個(gè)專業(yè)以及各個(gè)設(shè)計(jì)階段的信息處理效果，從根本上落實(shí)共享信息體系。也就是說(shuō)，將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中，能維護(hù)建模和設(shè)計(jì)的基本效果，利用多專業(yè)協(xié)同化項(xiàng)目運(yùn)行機(jī)制，有效對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行可持續(xù)性分析，并且能在概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上落實(shí)施工詳圖，且能有效定制預(yù)制件，在可視化模擬態(tài)下完成建筑設(shè)計(jì)工作[2]。

2.1 BIM技術(shù)在建筑概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)于建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)體系而言，有效落實(shí)前期概念十分關(guān)鍵，因此，在前期設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員借助BIM 技術(shù)就能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際用地情況予以系統(tǒng)化分析，并且結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)元素建立健全完整的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

第一，設(shè)計(jì)人員能借助BIM技術(shù)對(duì)地形基礎(chǔ)性信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行全面讀取和分析，并且借助BIM技術(shù)建立場(chǎng)地的基礎(chǔ)性模型，有效發(fā)揮技術(shù)的可視化功能，使得建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目能和城市環(huán)境建立相應(yīng)的聯(lián)系，從全局角度分析設(shè)計(jì)工作的實(shí)際價(jià)值和實(shí)用性。在設(shè)計(jì)人員建構(gòu)直觀環(huán)境和規(guī)劃設(shè)計(jì)圖后，就能對(duì)建模的實(shí)際場(chǎng)地進(jìn)行系統(tǒng)化數(shù)據(jù)分析。一般而言，常規(guī)化的數(shù)據(jù)提取方式中，一種是在沒(méi)有繪制地圖時(shí)使用的，主要是借助 軟件等，能對(duì)地形相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析。第二種是在施工方已經(jīng)提供基礎(chǔ)性地形測(cè)繪圖后，要利用圖層理論對(duì)地圖上的具體信息進(jìn)行系統(tǒng)化分析處理[3]。

第二，設(shè)計(jì)人員在利用BIM技術(shù)的過(guò)程中，也能有效調(diào)取施工場(chǎng)地的環(huán)境數(shù)據(jù)，借助 軟件予以模擬操作，尤其是對(duì)場(chǎng)地的基礎(chǔ)性日照條件和風(fēng)環(huán)境（圖二）等參數(shù)予以判定，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員開(kāi)展更加有效的建筑設(shè)計(jì)工作。

第三，設(shè)計(jì)人員也能借助BIM進(jìn)行多種建筑形體的設(shè)計(jì)分析，選取更加適宜施工區(qū)域環(huán)境要求的設(shè)計(jì)體系，從而落實(shí)建筑設(shè)計(jì)方案。因此，借助BIM技術(shù)能在建筑設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)工作中有效落實(shí)體量模型的要求[4]。

2.2 BIM技術(shù)在建筑方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)能有效結(jié)合概念生成建筑形體，利用差異化比選操作就能對(duì)不同方案進(jìn)行比較分析，借助專業(yè)化分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享和交換處理，從而模擬出更加適宜建構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。需要注意的是，在BIM技術(shù)進(jìn)行方案甄選的過(guò)程中，會(huì)對(duì)通風(fēng)效果、耗能效果、風(fēng)速等因素進(jìn)行系統(tǒng)化對(duì)比。

第一，要借助 對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析，從而整合不同方案中立面風(fēng)壓差數(shù)據(jù)的差距，結(jié)合分析結(jié)果，確保自然通風(fēng)效果良好。

第二，借助 能有效分析不同方案的結(jié)構(gòu)熱量參數(shù)，并且評(píng)估方案的基礎(chǔ)性耗能結(jié)構(gòu)，有效落實(shí)相應(yīng)的建筑方案。

第三，主要是借助 對(duì)設(shè)計(jì)模型的室外通風(fēng)環(huán)境予以系統(tǒng)化對(duì)比分析，從而一定程度上對(duì)不同方案進(jìn)行綠色標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估，保證室外風(fēng)速的有效性。

綜上所述，對(duì)方案的分析模擬參數(shù)進(jìn)行權(quán)衡比較后，能有效判定符合施工條件、節(jié)能、施工效果最佳的形態(tài)，為優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)提供保障[5]。

2.3 BIM技術(shù)在建筑初步設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在初步選定設(shè)計(jì)體系后，要對(duì)方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，利用相關(guān)分析軟件就能對(duì)建筑設(shè)計(jì)的具體參數(shù)予以判定，有效發(fā)揮數(shù)據(jù)模型和BIM模型的優(yōu)勢(shì)，從采光、遮陽(yáng)、外圍結(jié)構(gòu)等節(jié)能項(xiàng)目中對(duì)具體情況進(jìn)行具體分析，從而完善節(jié)能措施，確保能為建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供更加系統(tǒng)化的量化指標(biāo)和數(shù)據(jù)，在具體的方案中完善BIM設(shè)計(jì)模型的具體信息，從而建立健全更加完整的設(shè)計(jì)體系[6]。

2.4 BIM技術(shù)在建筑施工圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

這是建筑施工設(shè)計(jì)的最后階段，利用相關(guān)技術(shù)軟件對(duì)建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目予以系統(tǒng)化處理，應(yīng)用協(xié)同工作體系，確保不同專業(yè)設(shè)計(jì)人員能在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展進(jìn)程中有效建立信息交互，搭建數(shù)據(jù)和信息的交流平臺(tái)，從而能針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解決和處理。最終完成BIM設(shè)計(jì)模型。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)人員在綜合所有信息后，就能成功建構(gòu)綜合模型，且能保證設(shè)備模型符合施工區(qū)域特征、節(jié)能要求、愿景設(shè)計(jì)等，從而得出最終的設(shè)計(jì)結(jié)論，真正借助BIM技術(shù)完成閉合的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程。

在整體設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，要對(duì)場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)和信息進(jìn)行獲取，并且分析環(huán)境數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，從而結(jié)合分析結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)體系予以整合，并且在滿足建筑美學(xué)的基礎(chǔ)上生成相應(yīng)的建筑形體，確保形體結(jié)構(gòu)能符合實(shí)際需求。另外，借助典型BIM技術(shù)對(duì)前期設(shè)計(jì)的建筑形體予以甄選分析，優(yōu)化比選結(jié)果的同時(shí)，驗(yàn)證結(jié)果的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際效果。對(duì)被選方案進(jìn)行系統(tǒng)化分析，有效判定相關(guān)措施的穩(wěn)定性和實(shí)用性價(jià)值，充分發(fā)揮可持續(xù)性發(fā)展的理念，結(jié)合分析指導(dǎo)設(shè)計(jì)要求，深化模型的管理效果，并且得出最終的建設(shè)方案，有效發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。需要注意的是，在對(duì)不同方案建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)體系對(duì)比的過(guò)程中，要從地塊模型、體量模型、分析模型、詳細(xì)模型到最終的成果模型，形成統(tǒng)一的設(shè)計(jì)體系，借助整理分析就能得出最終的施工圖和模擬項(xiàng)目，且能有效分析建筑結(jié)構(gòu)的能耗參數(shù)，落實(shí)綠色可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)[7]。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，具有非常重要的設(shè)計(jì)意義和價(jià)值，能在優(yōu)化技術(shù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)體系的同時(shí)，確保建筑工程項(xiàng)目順利完成，維護(hù)可持續(xù)發(fā)展的綠色節(jié)能要求，真正提高建筑設(shè)計(jì)的綜合質(zhì)量，具有一定的推廣價(jià)值，值得相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)參考借鑒。

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