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摘要：针对建筑信息模型技术在建筑工程设计中的应用进行研究,介绍了建筑信息模型技术概念,同时还分析了建筑工程设计中建筑信息模型技术分类,有全维建模、计算机仿真、优化技术等。最后总结了建筑信息模型在建筑工程设计中应用策略,包括:建筑规划中的应用,场地分析,方案论证等。
关键词：建筑信息模型；建筑工程设计；全维建模
将建筑信息模型技术应用到建筑设计活动当中,实际上就是借助虚拟化的信息模型,生动演绎出不同结构的功能特征,进一步为日后更为标准和专业化的建筑施工活动组织,能耗的合理程度缩减,以及我国房地产经济多快好省地发展等,提供保障。至于建筑信息模型技术的原理,以及其在建筑设计中的可靠性应用推广策略等内容,将会在后续加以延展。
1BIM概述
建筑信息模型是指创建并利用数字化模型对建设工程项目的设计、建造和运营全过程进行管理和优化的过程、方法和技术。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点,被建筑行业称为继计算机辅助设计之后的“二次革命”,不仅改变了设计成果的表现形式,而且促成了建筑产品整体工作流程和管理模式向协同合作方向发展的巨大转变。
我国2015年6月16日发布的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中明确了到2020年末,建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用,国有资金投资为主的大中型建筑、申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区等新立项项目勘察设计、施工、运营维护中,集成应用BIM的项目比率要达到90%。
2BIM技术在建筑工程设计中的应用
建筑工程设计中BIM技术的应用涵盖了设计过程的各阶段、各专业、各项设计任务,主要包括BIM应用策划、方案设计、初步设计和施工图设计等。BIM设计模型按阶段分为方案设计模型、初步设计模型、施工图模型等,按专业分为总平面、建筑、结构、电气、给排水、暖通设计等,按应用类型分为设计模型、模拟计算分析模型、算量和成本分析模型、成果表现模型等。
2.1制定建筑工程设计项目BIM建模标准
在每个建筑工程设计项目开始之前必须规范项目团队的建模标准。建模标准包括对Revit样板文件及项目族文件和出图标准的定制,以及针对模型拆分原则、变更提资、团队协同文件标准化管理、模型文件标准化存储及应用、文件命名、项目构件命名等做标准化培训,根据设计院所提供方案图纸进行方案图标准化建模及基于BIM进行方案深化,通过方案深化达到初步设计程度再进一步达到施工图深度,最终使项目团队完成整个项目的标准化模型搭建,依据施工图模型进行出图,完成BIM辅助设计及各设计阶段专项BIM技术熟练应用。
设计模型及元素信息在深化、细化、转换和传递过程中,应保证完整性,不应发生信息丢失或失真。方案设计模型和信息应能传递到初步设计阶段,初步设计模型和信息应能传递到施工图设计阶段,施工图设计模型和信息应能传递到施工阶段中的设计深化、预制加工和施工模拟等BIM应用中,算量和成本分析模型应能在相应阶段的设计模型基础上,根据算量和成本计算要求,增加模型构件元素并关联工程量和成本信息,辅助完成投资估算、概算、预算等文件编制。模型元素(或称构件)应具有统一的分类、编码和命名标准,应用单位应建立标准化的BIM构件库和设计信息数据库。模型元素信息要包括几何信息和非几何信息。在满足BIM应用需求的前提下,采用较低的模型细度,在满足模型细度要求的前提下,可使用文档、图形、图像、视频等扩展模型信息。
2.2建筑工程设计BIM应用流程
在建筑工程设计阶段,BIM应用的流程可归纳为:企业标准样板定制、方案阶段至施工图阶段流程梳理、方案阶段标准化模型搭建、方案模型可视化展示及审查(Lumion效果展现、Fuzor设计审查)、全专业施工图标准化模型搭建及优化、设计校审及差错(管线综合、碰撞检查、管综优化、空间净高检测)、全专业施工图出图、工程量清单算量、精装修专项深化运用(精装修模型搭建、室内装修图、精装构件明细表统计、产品信息关联)。以下从全专业模型搭建、碰撞检查优化设计、全专业施工图出图、国标工程量清单算量、精装修深化BIM应用及可视化辅助设计6个方面进行简要介绍。
2.2.1全专业模型搭建
BIM建模工程师根据设计院提供的方案设计或初步设计的二维图纸将该项目涉及的建筑、结构、设备、精装修、园林景观、市政等专业搭建成三维模型。所搭建的BIM模型按照企业标准搭建,使其可视化程度能直观表现建筑、结构、精装、设备之间的关系,并将基本信息添加到模型上,搭建整体模型,为项目重点难点的解决提供模型依据。
BIM建模应用主要通过Revit系列软件和Navisworks,showcase等软件的结合应用来实现。通过Revit模型持续深化可以完成从建筑的方案设计到全套施工图设计出图的工作,直接生成平立剖面图纸,还可以直接导出到3dmax里进行后期效果图、动画的制作。现阶段Revit建筑在应用深度上能直接深化到施工图。Revit结构和设备的应用大多还停留在建模阶段,主要起到设计查错和管线综和优化的作用,需要通过Revit的导出图层设置以及导出图纸来实现Revit建筑专业与结构及设备专业的CAD互提资料。
2.2.2碰撞检查优化设计
建模工程师建完模型后,利用Navisworks软件进行碰撞检查,出具碰撞报告,并将碰撞记录并整理成文档加图片介绍,转交给设计人员进行交流,设计人员重新对碰撞进行优化设计,然后在模型中进行修改。在项目的施工指导过程中,可以通过向所有施工单位分发综合模型图的方式,梳理各参与方的关系职责,减少不同专业间的相互影响。其现场施工返工率几近降低为零,大大降低了工程成本,同时保证工期。
2.2.3全专业施工图出图
在管线综合及优化设计的模型修改完成后,根据设计院的要求及图纸深度,可以直接从revit出全专业施工图。建筑专业可以出平、立、剖面及详图,结构专业可以出模板图、预留洞图,水、暖、电等专业可以出平面图和详图,为安装提供精确位置,提高安装效率,还可以进行深化设计,出管线安装图。经优化后的施工图大大减少了图纸中的错误并能更好的表达设计意图。
2.2.4国标工程量清单算量
在搭建模型的时候,按照建筑、结构、设备各系统分开、分层搭建的原则,将构件拆分细分,并为构件(族)添加国标工程量清单GB50500—2016,可直接生成各类国标工程量清单明细表。将模型和数据直接对接广联达、斯维尔等专业概预算软件,即可进行深化应用。
建筑工程设计在整个项目的成本投入上占比不大,却影响75%的项目成本和项目盈利,运用BIM可以实时对模型进行工程量统计,在保证使用功能的前提下,减少工程量,可以最大限度对成本进行控制。
2.2.5精装修深化BIM应用
应用BIM技术的协同设计、可视化、设施管理、分析模拟等功能,针对复杂饰面、独特造型、工艺选择、家具摆设、艺术品陈列等方便快捷地进行房屋的个性化设计,对BIM模型中的数据进行处理,实时生成房屋装修后的三维模型。
精装修模型搭建完成后,可将卫生间内不同规格、类型、材料的面砖进行数量与面积的统计,并对应国标工程量清单的清单编码,实现实物量的国标工程量清单统计,还可以很方便地对家具等构件信息进行添加、提取,便于后期运营维护。
2.2.6可视化辅助设计
利用Fuzor可以进行第一人称实时审核,并通过服务器进行多人同时检查审核。
结束语
BIM技术在建筑工程设计中的应用大大提高了设计效率,降低了设计出错率,并为全生命周期的模型数据载入打下坚实的基础。随着BIM技术在国内的应用日趋增多,有越来越多的行业企业对BIM应用的各个方面进行研究,提高BIM软件自动化集成管理,建立行业标准,完善数据信息模型,BIM技术的应用将会有产生更大的价值。
参考文献
[1]刘萍.BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略分析[J].建材与装饰,2018(26):122.
[2]李万渠.BIM技术在建筑工程设计中的应用研究[J].江苏科技信息,2018,35(13):42-44.