华南理工大学建筑设计研究院 广东省 广州市 510641
摘要：在各地的建筑工程中，施工方案是指导工程作业的核心文件，施工方案的科学性、合理性很大程度上影响着工程的质量。基于此，本文以BIM技术在建筑设计过程中的应用优势作为切入点，对其直观性、可调性、模拟性等优势给予简述，再以此为基础，重点论述BIM技术在建筑方案设计过程中的应用过程，并结合实例对上述理论给予系统化说明，为后续具体工作提供必要参考。
关键词：BIM技术；建筑方案设计；数据收集；模拟性
前言：BIM技术是一种现代化的模拟技术，也被称为建筑信息技术、建筑信息模型，能够通过有效的数据收集实现目标对象的全方位、立体化模拟，为施工作业、方案拟定等提供帮助。现代建筑功能复杂多样，难以通过传统方式进行施工方案的设计，BIM技术也因此得到了重视和应用，该技术的优势需要借助有效管理、规范化的流程实现，针对相关内容进行探讨具有突出的现实意义。
1.BIM技术在建筑方案设计过程中的应用优势
1.1直观性
直观性是BIM技术的主要优势，在建筑方案设计过程中，很多环节需要进行反复评估，尤其是牵涉到力学框架、电气设备安装时，传统技术条件下，只能凭借工人经验进行简单的分析，效果有限。在BIM技术的支持下，完成数据收集后，可以直接将收集结果作为参数，代入计算机中，以计算机为媒介，完成建模工作，整个过程均是直观、可视的，技术人员可以直接了解设计的理念，建筑完成后的态势以及其他关键指标，作为方案评估的基础。
1.2可调性
可调性是指借助对参数的调整，完成对模型的优化，这种优化通过软件完成，快捷简单。如在建筑设计的过程中，发现原有方案未能做好转换层的设计，转换梁强度不足，传统模式下，需要对二维平面图进行重新处理，同时无法有效了解处理后的结果是否满足工作需要。在BIM技术条件下，可以应用开放性调整的方式，在调整的过程中了解转换梁的工作态势，确定一个合理的参数范围，或者直接精确到参数值，保证方案设计的合理性。
1.3模拟性
很多现代化工作软件均可以进行建筑模拟，BIM技术的优势在于，能够在实现简单模拟的基础上，进行综合模拟以及开放性模型，通过添加多项参数的方式使整体方案充分涵盖多项细节，确保模拟工作的覆盖范围。如某建筑拟应用太阳能收集系统，但由于缺乏建设经验，无法确定采集板最佳角度，在此背景下，传统模拟手段虽然能够完成实时模拟，但对长期工作的指导价值有限。BIM技术条件下，只要参数收集得当，可以完全模拟不同时间范围内采集板的工作态势，提升模拟工作的综合价值。
2.BIM技术在建筑方案设计过程中的应用过程
2.1数据收集
现代建筑方案设计的过程复杂，需要考虑的因素较多，应用BIM技术的情况下，首先要做好数据收集，为后续一系列的建模、模拟、调整工作提供支持。如建设对象为大型商场，一般要求设计较大范围的内部空间，这对力学支撑体系的要求较高，在进行数据收集的过程中，应了解商场整体建设要求、面积、承重结构分布、剪力墙厚度、延伸范围、材料强度、土质条件等信息，并将其代入到BIM软件中。为保证数据收集的效果，要求技术人员针对重点数据进行多次收集，求取不同结果的平均数，降低数据误差的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一些带有指标要求的数据，如钢筋强度、混凝土强度等，则需要提供精准的数据，将误差控制在0.2％以内。所有数据收集完成后，可以着手进行建模工作。
2.2建模与模拟
建模工作一般分为三个步骤，一是模型框架建设，该阶段工作不考虑力学条件、老化程度、沉降控制等参数，只以建设要求为准，出具三维模型。第二阶段为参数添加，将（2.1）阶段收集的各类数据代入到模型中，使三维模型具备更高的模型效果。第三阶段为微调，将第一阶段没有完成的模拟工作进行完善，添加更多的附加元素，如民用建筑楼顶的绿化设施、节水系统的管道等等。完成建模后，需要针对重点环节进行模拟，包括沉降、采光、承重、设备安装等等。如沉降控制模拟，一般收集夯实加固后的地基参数作为基础，以完善的模型作为对象，分三个阶段进行模拟，即建筑过程中、建筑完成后1个月、建筑完成后三个月。建筑建设过程中，模拟要求能够实现不均匀沉降控制，完成后1个月内沉降总量一般不得超过4-8mm，完成后三个月沉降总量一般不得超过8-12mm。模拟结果良好则进入下一阶段工作，反之需要进行调整[1]。
2.3调整与完善
BIM技术应用于建筑方案设计过程中，核心优势之一是结合模拟效果进行模型各项参数、方案设计的调整，使其不断完善。如上文所述的沉降问题，假定通过模拟发现建筑建设过程中可能出现不均匀沉降，要求立即着手进行分析，了解不均匀沉降的发生区域、原因，并在模拟过程中进行参数调整，直到不均匀沉降消失，再对调整方案进行分析，选取可行的方式应用于建筑方案设计中，实现模拟和方案的完善。2015年9月，江苏省南京市某地进行建筑工程建设，在模拟阶段发现了不均匀沉降问题，经进一步分析，发现不均匀沉降发生于建筑的边缘地带，原因则是对建筑基础处理过程中，未能做好夯实工作。施工单位结合模拟结果，利用灌浆加固和桩稳定结构对建筑边缘区域进行处理，并将处理后的相关参数再次代入计算机中进行模拟，使不均匀沉降问题得到解决[2]。
3.应用实例分析
3.1工程概况
2015年4月，辽宁省大连市某地进行商民两用建筑建设，建筑占地面积3458平方米，建筑总面积74785平方米，1到4层为商用层，5层为转换层，6到18层为普通商品房，另有地下两层，负一层为地下停车场，负二层为仓库。由于当地降水较多，且水网较为密布，存在软土基环境，为保证建筑质量，建设单位与施工单位进行了多次交流，施工单位提出应用BIM模拟技术进行建筑方案设计的思路，并将该思路应用于后续的具体设计工作中。
3.2应用过程与结果
总体来看，商民两用建筑的方案设计在国内已经十分普遍，并不存在典型困难，且本次施工的建筑也并无特殊要求，因此BIM模拟的重点主要放在不均匀沉降的应对方面。技术人员应用7天时间获取了各类参数资料，包括软土地基范围、土质情况、软土层厚度、地下水水位、建筑基本要求和材料资料，将上述参数进行汇总后，生成了分析模型。模拟发现建筑的东北角沉降量较大，拟应用桩稳定技术处理，但处理过后依然存在沉降量略大的问题，设计人员又应用了灌浆加固技术进行处理，并夯实了建筑周围部分土地（外延2.8m），不均匀沉降沉降得到控制。其他参数的模拟也未出现问题，建筑方案确定后，工程建设启动，并如期完成，结果上看，未出现任何质量问题。
总结：综上，BIM技术在建筑方案设计过程中的应用价值突出，对相关工作的帮助也十分明显。以BIM技术作为支持进行建筑方案设计，可保证设计过程直观可视，也便于进行调整和模拟。BIM技术具体应用步骤包括数据收集、建模与模拟、调整与完善三个阶段，实例分析证明了上述理论的价值。后续工作中，相关组织可以进一步重视BIM技术，发挥其优势，提升建筑方案设计水平。
参考文献：
[1]颜里,姚健,何祥伟等.BIM技术在五矿金融华南大厦建筑设计过程中的应用及创新[J].土木建筑工程信息技术,2017,9(06):7-15.
[2]黄亚鹏. 基于BIM技术的建筑方案阶段被动式节能设计研究[D].重庆大学,2014.
论文作者:南宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/5
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