BIM技术在建筑工程设计中的应用分析

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李永峰 李雪

山东铭洋建筑设计有限公司 250002

摘要

2022年《“十四五”建筑业发展规划》中指出:“要加快推进BIM 技术在工程全寿命期的集成应用,健全数据交互与安全标准,强化施工设计、施工现场等环节的数字化协同应用,推进工程建设全过程数字化成果的交付与应用。”在“十四五”规划中,明确了到2025年基本形成BIM技术框架和标准体系,BIM技术已经成为建筑工程施工中的热门技术。基于此,本研究以建筑工程设计为研究背景,展开了针对BIM技术在建筑工程设计中的研究与分析,详细的讨论了BIM技术在建筑工程设计中的应用价值,并提出了几点BIM技术在建筑工程设计中的应用对策,以期本研究能够为BIM技术在建筑工程设计阶段的应用提供参考意见。


关键词

BIM技术;建筑工程设计;应用研究

正文


一、引言

BIM技术是一种基于三维建模、集成建筑项目各种相关信息的技术,是数字化设计的核心工具之一。在建筑行业中,BIM技术可以将建筑设计与建筑施工过程中产生的与工程有关的相关信息都集中在一个模型中,实现工程施工设计的一体化数字管理,推动BIM技术的集成化应用,有效的提高建筑工程的设计与施工的效率和质量[1]。另外,BIM技术在建筑行业中还可以与其他数字化工具系统相结合,实现设计与施工的无缝衔接,进一步提高整体建筑生命周期的管理效率。BIM技术还具有多目标优化设计、多方案比较的优势,将BIM技术应用于建筑工程设计过程中可以将各个阶段涉及到的所有信息进行综合的处理与整合,更好的让建筑工程设计的方案更加准确、科学全面。因此,在建筑工程的设计阶段,BIM技术的应用具有重要的价值意义。

二、BIM技术在建筑工程设计中的应用价值

(一)提高设计质量

BIM技术具有三维可视化、信息丰富、协同性强等特征,因此,在建筑施工设计中,将BIM技术应用于设计中有利于帮助设计工作人员更直观的将建筑工程的设计信息展示出来,便于发现在设计中存在的问题。此外,在建筑工程的设计中,涉及到水电设计、暖通设计等多种设计类型,需要各方面的专业设计人员参与到建筑工程的设计中来,实现整体的设计,因此沟通交流就非常重要。传统的设计模式下,大部分采取的是分区设计的模式进行设计,这就导致在一个整体的建筑中,可能会出现设计冲突的情况,而在BIM技术的应用中,BIM技术可以结合建模技术,实现建筑设计各个专业的协同设计,避免在传统设计模式下由于沟通不畅所导致的问题出现,更进一步的提高建筑设计方案的合理性,有利于建筑施工设计各方的信息传递与协同工作,提高设计的质量。

(二)缩短工程周期

在建筑工程的施工中,由于需要各方协同,因此,需要协调各方的时间开展施工,这就会严重的影响施工的进度,施工的进程往往会比较缓慢。而在BIM技术的背景下,BIM技术可以在设计阶段结合计算分析生成详细的施工设计图纸,减少传统设计模式下的图纸审核时间;另外,在BIM技术的工程设计中,各个专业之间的设计工作人员可以更好的交流沟通,从而提高设计的效率,因此可以有效的缩短设计的周期,为后续的施工活动争取更多的时间,达到缩短工程周期的目的。

(三)降低施工成本

成本的管理对于建筑施工而言非常重要,只有加强成本管理,才能够让建筑施工工程获得更大的利润。在建筑工程的设计阶段, 成本的管理可以从:减少设计错误、提高采购效率、优化设计管理的三个方面来实现。

减少设计错误就是借助BIM技术来减少在设计阶段建筑工程所出现的错误。在BIM技术的背景下,BIM技术可以直观的将设计方案通过建模的方式展示出来,设计人员可以结合建模的结果对设计方案进行检查,及时的改正,避免在施工的过程中发现问题,然后返修改正。提高采购效率就是借助BIM技术控制材料的成本[2]。在材料采购中,可以借助BIM技术模型中详细的建筑信息,结合市场上的相关材料价格,对建筑所需材料进行统计,从而编制预算,根据建筑施工的需求和建筑施工的预算,实现对成本的管理。优化施工管理就是借助BIM技术生成施工模拟画面,帮助施工人员了解施工的流程,进而提高施工的效率,同时,在BIM技术下,可以及时的对施工现场中的施工流程进行更新,从而更进一步调控施工的成本。

三、BIM技术在建筑工程设计中的应用对策

(一)应用于场地分析

在建筑工程的设计中,场地的分析对于建筑工程的设计尤为重要,场地分析在建筑工程的设计中是对于建筑方位、外观的设计,在规划设计阶段,可以借助BIM技术,来做好场地的分析与规划。

例如,可以将BIM技术与GIS技术相结合,在三维搭建的场地模型中拟建建筑群,做好场地的规划设计。BIM技术与GIS技术的结合应用可以有效的发挥出各自的优势,在集成应用中,GIS技术可以通过地理宏观场景的空间查询与分析,并为建筑项目各个阶段提供基于BIM的可视化展示、管理、决策支持等技术方法。而BIM技术能够提供精度高的模型数据,为GIS的深入应用提供三维数据的支撑。BIM技术与GIS技术的集成应用示意图如下图1所示:

 

1 BIM技术与GIS技术的集成应用示意图

从图1中可见,在 BIM技术与GIS技术的集成应用中,可实现基于GIS进行信息检索以及组织城市的BIM信息,直观的反映城市建筑基本空间布局,实现对场地的分析。

(二)应用于朝向设计

在建筑设计阶段,朝向的设计是重要的考量设计项目之一,设计人员需要在建筑工程项目规划的设计中,结合相关的设计过程,对采光进行设计分析,确定建筑的朝向。

例如,应用BIM技术,借助Autodesk Ecotect Analysis软件中的Weather Tool工具对光照进行模拟分析,确认建筑群的最佳朝向,Weather Tool工具能够模拟不同时间、不同地点的气象条件,包括太阳高度角、方位角、辐射强度等参数。通过输入建筑所在地的经纬度、海拔高度等基本信息,Weather Tool能够生成详细的气象数据,帮助设计人员了解当地的光照情况[3]。基于Weather Tool的模拟分析,设计人员可以对比不同朝向下的光照效果,综合考虑建筑的功能需求、能耗情况以及使用者的舒适度,最终确定建筑群的最佳朝向。这种基于模拟分析的方法使得建筑朝向的设计更加科学、合理,有助于提高建筑的整体性能和居住者的生活质量。

(三)应用于模型建立

建筑模型的建立对于建筑的设计有很大的帮助,在BIM技术下,BIM技术允许设计师在虚拟环境中进行建筑模型的建立和分析,这种三维模型的创建方式使得设计师能够直观地了解建筑的整体效果。通过BIM平台,专业人员可以提前抵达建筑场地,对现场数据进行勘察收集,并录入已搭建平台的数据库内,为后续的BIM建模工作提供基础数据。

另外,BIM技术提供了模型参数化和数据关联的功能,使得设计师可以通过修改参数来快速调整模型,提高设计效率。在创建模型时,可以基于勘测数据输入相关构件参数,软件即可自动建成整栋楼层的建筑模型,并按照内置清单和定额计算规则,计算其工程量。可见,与传统二维图纸相比,BIM模型的可视化特点使得设计方能够更加准确地把控到建筑结构的细节之处,易于后续的调整优化。

四、总结

综上所述,BIM技术在建筑设计中的应用可以促进建筑工程设计质量的提升并缩短施工设计周期,达到控制施工成本的目的;因此,建筑工程设计中可以加强对BIM技术的应用。BIM技术在建筑工程设计中的应用为我国的建筑行业提供了一种新的设计理念与设计方法,在BIM技术的不断完善下,我国建筑行业的发展必然也会得到更好的发展;在未来BIM技术的发展中,还可以进一步加强对BIM技术的融合应用,促进BIM技术在建筑行业的应用与优化,提高建筑工程的施工质量。

参考文献:

[1]牛国强,闫涛.BIM技术在建筑工程设计阶段中的应用[J].市场调查信息:综合版, 2022(8):00128-00130.

[2]姜晓军.探究BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].国际建筑学, 2023.DOI:10.37155/2661-4669-0501-67.

[3]杨志敏,李惠玲,徐晓晴,.BIM技术在建筑工程设计与施工阶段中的应用价值[J].  2022(3).

 

作者简介:李永峰 1987414日 女 山东省莱州市程郭镇洪沟头村 汉 本科 工程师 研究方向:建筑工程


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