探讨BIM技术在建筑设计中的应用分析论文_刘广方

探讨BIM技术在建筑设计中的应用分析论文_刘广方

中国华西工程设计建设有限公司中山分公司

摘要:随着我国建筑业的不断发展,建筑设计公司越来越多。建筑信息模型(BIM)技术在建筑设计公司的应用也越来越广泛。它同传统建筑工程的设计不同,这种方法能保证设计信息的交流流畅,协同设计,施工中能相互协调,实现设计一体化,提高建筑设计的整体性和设计品质。本文介绍了BIM技术的内涵特点,分析了BIM技术在建筑设计中的应用意义,并就BIM技术在建筑设计中的主要应用进行了探究。

关键词:BIM 技术;建筑设计;应用

1.BIM概念及内涵

BIM的概念最早起源于美国,是Autodesk公司和美国Benetly公司于2001年首次提出的,国内常称为建筑信息模型技术,它利用数字模型对项目进行设计、施工、运营、维护的管理过程,实现信息化和数字化在建筑行业中的灵活运用。在建筑工程领域,如果将Aut CAD技术的开发应用看做是建筑设计由手绘到计算机绘图的第一次革命,那么,BIM技术的使用,这种把建筑绘图由多专业分别分步绘图转换为多专业共同绘图的计算机信息技术,将创造建筑设计工程行业的第二次革命。简而言之,BIM技术是工程项目管理过程中使用的一种全新的信息化管理技术。

2.BIM技术应用及实践优势

在建筑设计过程中,建筑设计师、结构工程师、设备工程师以及电气工程师共同参与建筑模型的建造过程,完成包括建筑功能布局、材料信息、构造信息在内的所有建筑图纸内容,建成的计算机模型系统因此成为建筑各专业信息汇集的综合性电子数据库。有了这样真实的智能的建筑模型系统,我们可以随意提取任何建设项目相关信息,包括建设方案的平面图、立面图、剖面图以及建设项目构造的各部分节点详图,还可以输出建筑材料预算、施工进度安排、后期物业管理以及建筑信息维护等内容。BIM的信息汇总能力是传统设计方法所无法比拟的,当然,其优势也远不止如此。它使建筑设计过程摆脱了建筑专业领头,其他专业跟进,遇到问题再回归建筑专业重新改动修正的重复繁琐模式。在模型建立过程中,各专业需共同参与,所有问题会在同一模型中及时反映并修改调整,在建模型过程中得以解决,这样也就有效避免了出图后由于沟通不利造成设备管道与结构设计间相互埋怨的尴尬情况。此外,完成交付时,也不会再像以往提供一卷卷实体蓝图,所有信息均可通过模型完整体现,项目施工方案的可预见性大大增强,施工方发现设计问题的速度相应缩短,解决问题速度也将得以快速提升。同时,在施工过程的任意阶段,还可以通过与BIM模型的关联来维持造价计算结果,保证施工进程安排准确,为设计方、施工方、管理方创造了统一沟通平台,减少数据重复修改,保证信息精确,进一步提高施工效率,加快施工进度。

3.BIM在建筑设计中的应用

3.1 场地分析

在建筑设计初始阶段,场地的一些信息往往是影响设计的决策性因素,通常需要通过对场地的分析来对环境现状、建后交通流量、景观规划等各种因素进行评定与分析,也通过对场地的分析来确定建筑物的空间位置,建立建筑物与周围环境的联系的过程。可是传统的场地分析有着许多的弊端,例如主观因素过重,大量数据处理迟缓,定量分析不足等,但是BIM的引入给了场地分析新的可能,通过与BIM结合的地理信息系统(GeographicInformationSyatem,简称GIS),可以对场地和在场地上拟建的建筑物的数据进行处理,通过BIM技术虚拟成型,可迅速得出数据以支持设计,可以帮助新建项目做出最理想的建筑布局、场地规划等。

3.2 方案辅助设计

BIM作为建筑信息模型,模型本身不光带有信息,而且可以对信息的改变做出相应的反馈,所以带来了一种新的设计方式———参数化设计,通过在方案设计中BIM的应用,得到了许多有益的经验,对比传统的建筑方案设计模式,BIM的介入可以让设计更加的多元化,逻辑性也更强,对于复杂的建筑形体以及表皮,有着很好的指导作用,通过参数的改变可以对建筑的形态进行参数化改变,列出不同形态的方案进行性能分析以及设计对比,选择最优的方案进行深化,可以更好地完成建筑方案设计,而程序将会帮我们处理一些复杂、重复的任务,解放了设计师的时间与劳力,把更多的时间用在选择方案及深化方案上,从而提高设计质量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在复杂建筑的设计过程中,经常使用参数化建模软件进行方案推敲,通过参数控制形体进行方案比对成为了一种趋势。在参数化设计大师扎哈•哈迪德的设计中,非线性建筑占了绝大多数,通过参数修改建筑形态是她惯有的设计手段。扎哈•哈迪德设计的Verbania新剧院,通过编程生成了参数化影响建筑形态的程序,生成极为多样的结果(图1),设计人员通过对结果的比对,修改相应的参数生成需要数目的建筑形态,使最终的建筑形态足够合理。

3.3 建筑性能分析

通过BIM技术,可以对设计方案的照明、安全、布局合理性、声学、色彩、能耗等进行评估,得出的这些数据可以为投资方用来对设计方案进行评定,是否符合可持续设计的理念。在建筑全生命周期里,方案的重要性不言而喻,通过BIM对方案的评定,对于之后建筑全生命周期的使用、对环境及资源的影响都进行大幅度优化。通过BIM技术在方案设计初期阶段就可以对设计进行建筑性能分析,对建筑形体进行比较,在各个方案中比对选择建筑性能最优的方案,在设计初期就对建筑全生命周期能耗进行大体的把握。

3.4可视化设计

可视化设计是BIM在建筑设计中的另一个重要应用,其体现在两个方面:①过程中时时观察,以发现设计中的不足之处,及时修改。②设计展示阶段为投资方做更全面、更生动、更加有互动性的展示,相对于静态效果图更有说服力。在建筑方案设计阶段,通过BIM技术,在整个设计阶段都在建筑效果可视化下进行的设计,对于建筑外形以及空间效果方面都可以进行时时观察,对于方案设计中的缺陷都可以及时的发现。

3.5协同设计

目前我们所说的协同设计,很大程度上是指基于网络的一种设计沟通交流手段,以及设计流程的组织管理形式。包括:通过CAD文件之间的外部参照,使得工种之间的数据得到可视化共享;通过网络消息、视频会议等手段,使设计团队成员之间可以跨越部门、地域甚至国界进行成果交流、开展方案评审或讨论设计变更;通过建立网络资源库,使设计者能够获得统一的设计标准;通过网络管理软件的辅助,使项目组成员以特定角色登录,可以保证成果的实时性及唯一性,并实现正确的设计流程管理;针对设计行业的特殊性,甚至开发出了基于CAD平台的协同工作软件等等。通过网络进行协同设计的不同维度的两种应用,一种是局域网的内部协作模式,另一种则是有许多不同地方的设计参与方能使用的广域网协作模式,在不同情况下选择不同的模式。通过网络建立服务器,通过工作集功能可以达到协同设计的目的。中心模型类似于项目数据库。它存储对项目所做的所有修改,并存储所有当前工作集和图元所有权信息。在创建中心模型后,建议在中心模型的本地副本中执行所有工作。所有用户都需要在本地网络或硬盘驱动器上保存中心模型的一个副本。所有修改都可以发布到中心模型中,所有用户都3.6 工程量分析

在传统的设计流程里,需要人工对图纸进行测量和统计,或者使用专门的造价计算软件对CAD文件进行重新建模后进行计算统计,前者会消耗大量的人力物力,而手工计算也会带来误差导致最后的结果不精确。而后者也需要对图纸进行重新建模,较为麻烦,而其同样的问题在于,如果图纸的信息进行了改变,不能及时地对其做出修改或反映,数据则失去了原有的作用。造成这些弊端的主要原因则是二维设计的制约性,CAD的图形不含有任何建筑属性或信息,对于信息的反映也比较迟缓。而BIM的介入则可以解决这些问题,最主要的原因就是BIM模型里含有大量的信息,信息的修改直接可以对模型进行修改,与之关联的工程量数据也随之更新。BIM真实地提供了造价管理所需要的工程量信息,减少了人工操作的潜在错误,极为容易实现工程量信息与方案的一致。

结束语:

综上所述,BIM 技术作为一项前言的建筑设计方法,在建筑工程设计中的应用非常广泛,并且也取得了很大的效果。它能解决传统建筑图纸设计中存在的问题,协调设计各阶段出现的问题和冲突。通过 BIM 模型的参数变化来对设计变更进行处理,增加了建筑设计各专业之间的沟通,并能对建筑系统进行优化,提高建筑工程的管理和建筑施工的质量。

参考文献:

[1]潘平---BIM 技术在建筑结构设计中的应用与研究---华中科技大学---2015

[2]黄亚斌---BIM 技术在设计中的应用实现 ---建筑工程信息技术---2016

论文作者:刘广方

论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期

论文发表时间:2017/9/7

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