BIM技術在輔助工民建設計中的應用分析
來源:用戶上傳
作者:
摘要：當今時代，隨著科技、信息化的發展及應用，人類的數字化時代已到來.數字化時代的到來，同樣為工民建的設計管理工作創造了條件.現今，基于信息建模的BIM技術在工民建設計中取得了良好的發展，建筑信息模型在告別傳統工民建設計管理模式及結構的同時，更加豐富了設計人員的管理工作形式.本文對BIM技術在輔助工民建設計中的應用進行分析，以期促進工民建企業積極進行轉型升級，提高自身發展.
關鍵詞：BIM技術;工民建;設計;應用分析
中圖分類號：TU201.4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2019）05-0112-03
BIM技術有利于工民建的設計管理工作打破原有的信息壁壘，解除工民建設計中的孤島限制，從而實現建筑各領域、各行業的有效溝通與協調發展.在BIM技術下，通過建立關于工民建中的虛擬立體模型，將工民建整個過程的建筑物設計、工程施工、建筑物運行，甚至建筑物的全壽命周期等集中整合在BIM的三維數據庫中，可有效實現建筑信息的集成化.同樣的，工程設計方、施工方、基礎運營單位、業主方可以在BIM的平臺下，互相配合，協同合作.在提高工作效率、促進管理規范化、節約資源及降低成本上具有重要意義[1].
1 BIM技術的發展概述
1.1 BIM技術概述
BIM技術即建筑信息模型，簡單地說，是關于建筑的一種計算機模型.在傳統的建筑工程領域，如工民建等的設計上，往往采用計算機輔助進行建筑設計.隨著電子計算機及互聯網的飛速發展，傳統的計算機輔助設計已無法滿足當今信息化發展需求及人們對于建筑設計中特殊屬性的需求，在這樣的矛盾之下，BIM應運而生.目前，BIM技術已經在美國、歐洲、日本、新加坡等發達國家得到了廣泛應用.[2]利用BIM技術可以根據建筑物的實際情況設計出具體的模型，而在這一模型基礎上，我們可以更好地“走進”建筑物內部，通過其內部的模塊操作實現建筑物運行過程等的一系列模擬，為建筑設計師提供有效的參考[3].因為模擬，可有效得到各種實測數據，其突出的優點在于仿真模擬所得到的數據，人們可以進行自我修改，自我完善，最終達到滿意的質量及安全設計需求.
1.2 BIM技術的特點
良好的設計需要完善的體制設立.在工民建的計算機輔助BIM技術設計中，尤其是在建筑物的安全性評估等方面，可以利用BIM技術為建筑設計提供可靠依據.BIM技術具有諸多優點，第一，具有良好的可視化優點，即將一個整體的建筑模型通過計算機呈現在人們面前，這種可視化使得建筑設計更加直觀，通過直觀性的了解，可以幫助設計人員明確設計方案中的優缺點，從而進行合理改進.第二，具有良好的模擬性特點，人們甚至可以“進入其中”，身臨其境地進行建筑物內部漫游.第三，具有完善的管理體制，這主要是指利用BIM技術進行的建筑設計可以實現良好的協調性、優化性，借助于專用的打印工具實現建筑設計的出圖.以上這些特點可以使得設計人員在工民建的設計中更加方便、快捷[4].
2 BIM技術在輔助工民建設計中的應用
2.1 BIM技術在建筑工程中的整體應用
BIM技術在輔助工民建設計中的應用是多種多樣的.其在工民建節能設計、結構設計、電氣設計中都具有廣闊的應用，利用其良好的物理性能、設計分析軟件及程序可以實現對于建筑設計的全面控制.在現代化建筑設計中，BIM技術的發展無疑是設計史上的一大突破.其在未來建筑設計領域具有廣闊的發展前景，其所具有的優勢也更值得關注.BIM技術所具有的最大優勢就在于其良好的仿真性，這主要是針對傳統的計算機輔助設計而言.在傳統的計算機輔助設計之下，雖然也可以借助于電子計算機中各類設計軟件進行設計，但這種設計往往過多依賴于設計者的主觀意識，而由個人主觀意識得出的設計結果往往無法客觀、真實地反映出設計作品的真實情況.利用BIM技術就能很好地解決這一問題，其本身所具有的仿真性可以對建筑設計進行仿真模擬，利用這些仿真模擬所形成的數據可以為設計方案提供因地制宜的規劃.
2.2 BIM技術在工民建設計施工管理中的應用
2.2.1 實行現場布置、施工方案及工藝模擬.BIM技術所具有的良好模擬性特點，可以更好地服務于整個建筑工程設計的現場平面布置.利用BIM技術，在工民建建筑物的模型及相關建筑布置建立后，可利用BIM技術生成立體效果圖進行實際設計的模擬，通過對設計方案進行可視化模擬，可最終找出最合理的方案組織.例如針對工民建設計施工管理中的土建工程，基礎施工中的土方開挖、鋼筋工程、鋼結構施工工程等，BIM技術都可以對施工方案及施工工藝做出最優展示，以最大程度減少因設計主觀因素上的錯誤判斷，最終以最符合的設計施工條件對現場施工進行技術交底，提高施工效率的同時，又有利于實現施工管理過程的優化.
2.2.2 實現施工設計中質量、進度、成本的管理.通過BIM技術設計，可以連接移動終端設備做好對于工程設計中的質量控制.通過方便、快捷的數字化模型，在對數字化模型瀏覽的同時可以進行終端設備數據的輸入，使施工過程中的質量控制充分、及時、有效的展示出來.在網絡信息含量豐富的云端儲備技術支持下，日常管理工作中每一名工作者都能夠及時利用個人終端數據進行相關信息的查詢及跟蹤，監理單位、建設單位同樣可以對于現場實際情況進行調查取證，及時跟蹤現場的實際施工進度.施工管理者更是能夠借助于BIM技術的跟蹤，合理控制施工成本，實現施工過程中的效益管理.
2.3 BIM技術在工民建設計節能中的應用
2.3.1 輔助工民建建筑物朝向.工民建在建設前需要考慮到建筑物的朝向問題，這主要是針對建筑物本身的通風及采光條件而言.我國北方大部分地區冬季盛行西北風，夏季則盛行東南風，冬季日照時間較短，夏季日照時間則較長.在通風及采光上，更需要針對這一特點進行建筑物的朝向設計.但在實際的設計中，影響建筑物采光及通風的因素遠遠不只如此，設計中稍有疏忽就會導致建筑物建設完成后無法進行整改.而利用BIM技術可有效解決這一難點.在工民建建筑節能設計中，可以充分發揮BIM技術中的能耗分析技術，通過選擇不同方案，對比建筑物在不同朝向下的資源利用率及能量消耗，最終找到節能降耗效益最大化的方案.BIM技術中所獨有的自動模型分析功能，能夠將建筑設計模塊轉換為能量消耗模塊，在能量消耗模塊的基礎上，設計工作者可以更好進行能量消耗分析. 2.3.2 輔助工民建建筑物的形體選擇.通常，人們形成對于建筑物的第一印象就在于建筑物的形體.在建筑學中，建筑物的形體設計對于建筑節能同樣具有重要意義，形體設計對于實現建筑物本身的實用性、經濟性也具有深遠影響.很多設計工作者通過塑造良好的建筑物體型以達到建筑節能降耗的目的.在日常的設計工作中，鑒于各地區的地形、氣候條件等方面的差異，往往需要根據實際情況選擇不同的建筑形體，以此來滿足當地地形、氣候條件等的需求.例如在山區的工民建筑中，可依據BIM技術，通過對建筑物的布局位置、布局方式，采用合理的山地地形建筑物選擇，可以有效實現建筑節能.又比如針對南方的濕熱天氣，可以通過BIM技術的實施，在形體上擴大建筑物的開口面積、積極架構建筑物底層，確保建筑物的內部的通風散熱，保持建筑物內部的干燥性.又比如在某些干旱甚至沙漠地區，通過BIM技術的應用實施，可有效利用建筑物的形體設計，如通過改變進深及層高實現對陽光輻射的有效遮擋[5].
2.4 BIM技術在工民建結構設計中的應用
2.4.1 可建立有效的項目樣板.利用BIM技術，可以建立有效的工民建項目樣板.通常在建筑設計中，都需要針對工程建設實際需要建立一定的基礎樣板，這些樣板需包含一些看似復雜但基礎性明確的信息.例如，針對工民建項目中的一些基本線型表示、節點符號表示、字號等，在利用這些基礎樣板的基礎上，可以針對工民建設計實際情況加以采用，大大提高設計效率.這些基礎項目樣板，同樣為圖紙設計提供了一定的參考標準，使得結構設計的各個環節能夠針對設計因素，具體因素具體分析，做好各環節的有效監控.
2.4.2 進行結構構件的設計.工民建筑設計更加強調結構設計的穩定性及質量安全性.一般來說，工民建設計都是為滿足既定的生產及生活要求，一旦發生設計缺陷，將給工程質量及工程安全帶來不可估量的后果.因此，BIM技術的出現可有效防止人為主觀判斷缺失導致的工程質量.在建筑物的實際結構中，建筑物的梁板、受力筋、構造柱等都是建筑結構設計的重中之重，在傳統方式下，許多結構構件的設計都需要遵循一定的應力計算及經驗判斷，因此設計存在復雜的計算[6].BIM技術很好地解決了這一難點，針對受力承重構件、現澆結構構件可以從實際需要出發，嚴格進行設計方法、方案的選擇，對于不同構件的功能、澆筑方式的選擇都可以嚴格進行分析，最大限度地保證結構構件應力的發揮，有效減少不同力學因素的沖突.
2.4.3 實現建筑結構標注的多樣性.傳統的施工圖設計中，針對于建筑結構的標注往往采用平法標注，這在鋼筋標注中應用廣泛，由此而形成的鋼筋等平法標注需要結合三視圖的形式，施工方需要將施工工藝轉換成抽象的三維形象，因而對于施工方的抽象思維、分析能力要求較強[7].而以BIM技術形成的建筑設計模型化，可以實現標注樣式多角度、全方位的展示.在工民建設計施工繪圖中，通過三維空間展示，可以更加方便、快捷地提取相應的關鍵性數據及重要信息.需要指出的是，BIM本質上屬于一種物理模型，其中的數據更加強調完全數據性.因此，只有實現數據間的連接及吻合，采用標準的設計規范，才能實現數據彼此間的正確轉換.
2.5 BIM技術在工民建電氣設計中的應用
2.5.1 優化設計步驟，實現專業建模.通過將電氣CAD施工圖紙導入BIM中的REVIT軟件中，可以根據設計圖例、建立自身的電氣組庫，最終使其成為三維的圖例模型.一般在項目建模上，BIM技術軟件同CAD具有一定的關聯性，其都是可以通過指令的輸入及輸出來完成全部的建模過程[7].設計人員可以根據項目的實際設計特點，在軟件中制定一些基本的繪圖模板，包括項目的基本設置，如線型、比例等的設置.針對不同標識創建不同的線型表示.而在建模中，通過遵循既定的設計標準，工民建行業的設計規范，最終形成標準的建模圖紙[9].
2.5.2 可通過專業間協調，實行碰撞試驗.傳統的CAD二維設計中，線條的表示更加趨向于平面性.很多針對現場實際的內容往往無法做到有效表達，特別是在復雜的地形條件限制下，設計中的工作難度隨之加大.例如在山地地形下的電纜敷設，比較費時費力的往往在于躲避實際地形中的障礙物，如其他工藝管道等[10].而通過BIM技術，利用其本身三維模型所具有的可視化特點，可進行碰撞分析，以此解決同一專業不同電纜線、不同專業間管道的交叉沖突限制，為密集性建筑內部配置也可以提供可靠施工方案.
2.5.3 實現設計優化，完成最終電氣施工圖.針對工民建的電氣專業出圖應該包含動力系統、電氣照明系統以及智能化的電氣系統應用.此外還應包含關于電氣機房、變電室及配電室的具體圖紙.利用BIM技術可具體分析實現電氣系統工程的整體優化，有效確保電氣系統的整體協調性及密切配合性，實現最終出圖[11].
3 結語
結合BIM的技術特點可以了解到，BIM技術相對于傳統設計擁有諸多優點，在輔助工民建設計中的作用不容小覷.通過正確及合理應用，輔助于建筑結構、建筑電氣、建筑節能設計中，能夠有效實現建筑設計的高效、穩定發展.同時，在未來的建筑設計領域，其在引領設計變革，促進建筑行業的高質量、高安全性上，也必將提供強大的助力.
參考文獻：
〔1〕舒暢，劉堯遙.基于BIM的協同畢業設計改革探索——以吉林建筑大學城建學院為例[J].低碳世界，2018（12）：31.
〔2〕王琛，趙敬杰，張嘉琳.基于BIM技術的工程造價發展分析[J].河北科技師范學院學報，2018（04）：48-52.
〔3〕李燕.BIM技術在建筑工程施工中的應用策略[J].科學技術創新，2018（35）：105-106.
〔4〕程雄林.BIM技術在輔助工民建設計中的應用初探[J/OL].河南建材，2018（06）：72-73.
〔5〕沈雯.基于BIM技術的施工階段成本控制管理[J].居舍，2018（35）：124.
〔6〕林煒.BIM技術在現代建筑工程項目管理中的應用[J/OL].河南建材，2018（06）：46-47.
〔7〕孫亦珊.BIM技術在EPC總承包項目設計階段的應用研究[J].價值工程，2019，38（03）：182-184.
〔8〕楊傳光.基于BIM技術的綠色建筑設計施工一體化應用[J].自動化與儀器儀表，2018（12）：226-228.
〔9〕劉茂華.論BIM技術在建筑設備系統工程中的應用[J].綠色環保建材，2018（12）：220.
〔10〕馬超.探究建筑電氣設計中BIM技術的研究[J].綠色環保建材，2018（12）：63-64.
〔11〕汪烈.BIM技術在裝配式建筑設計中的應用探索[J].綠色環保建材，2018（12）：70-71.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14854618.htm
