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摘要：结合地铁工程专业多、接口多、界面管理复杂等特点，BIM技术作为一种新兴的设计方式在地铁建设项目中得到了广泛的应用。本文结合笔者的工作实践，就BIM在地铁设计中的优势及应用现状进行了分析，供工程参考。
关键词：BIM；地铁车站；建筑设计；应用
引言
近年来，伴随着城市规模的不断扩大，城市人口数量的不断增加，以及城市居民出行距离延长、出行次数增多，地铁作为大运量、高速度、高频次的城市轨道交通形式得以迅猛发展。地铁工程设计涉及专业种类繁多、专业接口多、界面管理复杂，各专业设计图纸往往存在管线碰撞、接口不一致、空间布置不合理等问题。BIM技术三维信息模型的可视化设计、各专业的协同设计可以大大提高地铁设计的集成化程度，提高设计效率，合理规划工期，减少管线碰撞，提高施工效率，使得工期紧、任务重的地铁工程质量得以保证[1]。
1 BIM技术概述
目前，建筑信息模型（Building information Modeling，简称为BIM），作为一种新兴的工程数字化设计方式，广泛应用于地铁工程中，它主要是通过对建筑信息模型进行虚拟，从而实现地铁工程设计、检测、管网控制等目标。近几年来，BIM技术所覆盖的领域逐步增多，并主要运用在地铁工程建造、维护管理等方面，为地铁工程的集成管理提供了良好的平台，通过BIM技术的应用，不但降低了工程设计中存在的风险，提高工程设计质量，而且还提高了地铁工程的建造水平和维护管理水平，从而进一步地推动了地铁的可持续发展[2]。
2 BIM技术的优势
2.1可视化优势
在地铁车站建筑设计过程中，很多设计工作还要依靠于传统的CAD软件，通过平、立、剖等方式来展现设计成果，设计效率比较低。BIM技术通过数字化的设计方式来达到可视化效果，能够让设计师通过三维立体的思考方式完成建筑设计，同时项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行，大大提高设计效率。
2.2协调性优势
BIM技术能够对建筑模型的信息进行添加、删除或修改，使模型数据与实际情况更加符合。换言之，BIM技术建模能够实现数据的实时更新，便于各专业间协同工作。此外，BIM技术还可以用于各专业间差错漏碰的检测，帮助工作人员及时发现建筑设计中存在的问题，降低设计风险，同时合理协调确定施工工序，保证施工的稳定性和协调性，提高施工效率。
2.3模拟性优势
BIM技术除了可以对建筑进行三维建模以外，还可以对建筑的紧急疏散、节能、照明以及热传导进行模拟设计，合理确定设计方案。BIM技术能够根据施工组织设计模拟实际施工流程，让施工组织更加科学，贴合实际，进而节约施工时间、控制施工成本、提高施工效率、保证施工质量。因此，BIM技术的模拟性对地铁车站建筑设计有着重要的作用。
3 BIM在地铁车站建筑设计中的应用
3.1三维化、可视化设计
传统地铁车站设计采用平面设计，设计成果交付也采用二维图纸。这种设计方法相对简单、操作方便、出图速度较快，但对于较为复杂的三维形体，很难通过大脑的想象完整的表达出来或者在施工时还原出来。BIM技术的运用，使这一问题迎刃而解。在车站设计过程中，设计元素不再是二维设计中的线和面，而变成了一个个三维对象。如二维图纸中的墙线变成了墙体，梁线变成了三维梁体，楼层面变成了三维楼板等等。BIM的三维化设计方法，不仅有利于复杂形体的表达，而且可以有效地进行空间碰撞检查。空间碰撞分为硬碰撞和软碰撞。硬碰撞是指实体与实体之间交叉碰撞；软碰撞是指虽然实体间并没有碰撞，但间距和空间无法满足相关施工要求。通过建立BIM模型可以直观地对空间关系进行检查，避免此类问题的发生[3]。不仅如此，BIM系列软件还有强大的渲染和动画技术，可以直接对赋予材料参数、物理特征的模型进行渲染，出具高度仿真的效果图，通过设置漫游路径生成漫游动画，结合VR技术还可以实现对模型的“虚拟”参观。这样就可以使设计者的设计意图更加直观的展现出来，更易于设计成果的表达，方便与业主的沟通。
3.2在协同设计方面的应用
地铁工程涉及二十多个专业，接口众多繁杂，常规设计方式难以实现协同高效设计。建筑专业是地铁工程中的龙头专业，实现各个专业的功能需求，协调工作量巨大，若能够采用协同设计工作模式，将大大提高建筑设计效率。BIM技术的出现，为协同设计提供了实施平台。BIM技术中的协同设计，主要是指不同专业在同一平台下同时进行工作，包括建筑、结构、设备等，并实现项目中心文件的共享。不同专业的工作人员可以通过BIM核心建模软件进行建模工作，与中心文件进行链接，当两者达到同步以后，再将新创建或修改的信息添加至中心文件，这个中心文件也就是上面所说的建筑信息模型，各个专业可以在模型中查看其他专业构件的布置情况及相关信息，从而实现了信息共享。
3.3 材料明细表自动生成
基于建模时赋予尺寸参数、材料参数的BIM模型，BIM软件可以在模型建成之后自动生成材料明细表。如门窗明细表、房间明细表、建筑面积明细表、防火分区明细表、结构柱明细表、系统设备明细表等等。在模型修改后，材料明细表会自动更新，相比于传统设计方法中人工核算，无疑节省了大量的时间。
表1 门明细表
3.4自动碰撞检测
在地铁工程中，涉及专业众多、管线错综复杂，为保证地铁功能的实现，管线综合排布成为设计人员的重要工作，但在二维图纸上很难发现管线碰撞问题。通过BIM技术的，利用BIM中自动碰撞检测功能，可以及时检查错漏碰撞情况，为工程师提供设计上更为直观的参考，进而对车站内部管线排布进行统一优化调整。同时可以避免二维设计中不同专业信息传递的缺失，实现了建筑工程、结构工程、设备工程三者之间的协调统一，提高了工程质量[4]。
结语
鉴于BIM技术具有的三维可视化设计、协同设计、模拟优化设计等区别于传统平面设计方法的优势，BIM技术在地铁建筑设计中的应用，能够减少设计过程中存在的错、漏、碰、缺，显著提升设计效率，保证设计成果的质量。但是由于BIM设计系统工程庞大，各专业均需要配备相应的专业人才，构建中心协同设计平台需要较高的投入，导致BIM技术目前多数应用于施工、运营模型的建立，在设计过程中BIM技术的推广和应用还有很长的路要走。
参考文献
[1]刘华丽，徐铁山.BIM技术在地铁车站结构设计中的应用[J].资源信息与工程，2016，32（03）：177+181.
[2]扶晓康，李浩彬.BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究[J].技术与市场，2016，24（04）：66+68.
[3]杨洋.分析地铁车站结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰，2016（27）：105~106.
[4]李坤.BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究[J].铁道工程学报，2015，32（02）：103~108.
作者简介：姜娜（1982—），女，河南周口人，2009年毕业于河南城建学院建筑学专业，学士，工程师，现从事地铁建筑设计研究工作。
论文作者:姜娜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/6
标签：地铁论文; 技术论文; 明细表论文; 模型论文; 工程论文; 建筑设计论文; 车站论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;