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        BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)與施工階段中的應(yīng)用價(jià)值

        2019-10-21 15:01:21王天識(shí)
        裝飾裝修天地 2019年13期
        關(guān)鍵詞:施工階段BIM技術(shù)建筑設(shè)計(jì)

        王天識(shí)

        摘? ? 要:BIM技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,不僅滿足了國(guó)家對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展需求,而且也同時(shí)滿足了人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求,BIM技術(shù)打破了以往傳統(tǒng)的建筑模式,對(duì)建筑設(shè)計(jì)以及施工管理方面有著十分重要的作用。

        關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);建筑設(shè)計(jì);施工階段;應(yīng)用

        1? 前言

        BIM(building information modeling)技術(shù)本質(zhì)上而言是一種建筑信息化模型,是近年來伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及建筑行業(yè)的發(fā)展、進(jìn)步而興起的一種計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)新技術(shù)。綜合建筑工程相關(guān)數(shù)據(jù)信息,能夠借助計(jì)算機(jī)BIM三維仿真軟件,構(gòu)建三維立體化仿真模型,其高度集成了建筑信息及相關(guān)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理信息,可通過模擬參數(shù)設(shè)置、調(diào)整優(yōu)化及模型渲染等,提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量和數(shù)字化水平。

        2? BIM技術(shù)在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

        2.1? 基于BIM技術(shù)進(jìn)行建筑項(xiàng)目協(xié)同設(shè)計(jì)

        當(dāng)前實(shí)體建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,在傳統(tǒng)二維時(shí)代,基于CAD設(shè)計(jì)制圖具有諸多弊端,如無法實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)間相關(guān)數(shù)據(jù)、資源的共享,且缺乏協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái),還比如PKPM等系列設(shè)計(jì)軟件無法解決各專業(yè)間的碰撞問題。因此,將BIM技術(shù)引入到建筑項(xiàng)目協(xié)同設(shè)計(jì)中,可借助三維集成信息化模型,使建筑給排水、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑主體設(shè)計(jì)、電氣專業(yè)、暖通工程等不同專業(yè)項(xiàng)目在同一模型中進(jìn)行。例如,基于BIM信息化模型,建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)人員直接提取建筑結(jié)構(gòu)信息及對(duì)相關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與分析;而建筑工程項(xiàng)目設(shè)備專業(yè)人員則可采用BIM仿真模型分析建筑物中的暖通負(fù)荷等,同時(shí)還可根據(jù)BIM中間模型處理器,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)模型進(jìn)行構(gòu)造、注釋、修改等,由此可使設(shè)計(jì)信息得到實(shí)時(shí)互通傳遞及信息資源共享,更好地解決不同專業(yè)之間的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)難題,提高建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。

        2.2? 基于BIM技術(shù)進(jìn)行建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果動(dòng)化效果展示

        BIM信息化模型最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是“可視化”效果好,而且其具有強(qiáng)大的建模、渲染以及動(dòng)化可視化展示功能。在建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí),采用BIM系列軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),技術(shù)人員可將抽象、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑二維模型,通過直觀的三維可視化模型進(jìn)行通俗化表示,由此為建筑工程非專業(yè)人員及業(yè)主的功能判斷及設(shè)計(jì)決策提供了更為高效和明確的依據(jù)。與此同時(shí),在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)階段,若建筑使用功能或者設(shè)計(jì)意圖發(fā)生變化,基于已有BIM信息化交互模型,可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)效果圖和設(shè)計(jì)動(dòng)化成果的更新與修改,且利用BIM模型的附加動(dòng)化展示功能,可供設(shè)計(jì)人員在短時(shí)間內(nèi)制作項(xiàng)目后期整體效果圖,不僅能夠降低設(shè)計(jì)難度,還可節(jié)省設(shè)計(jì)變更成本。

        2.3? 基于BIM技術(shù)進(jìn)行建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程協(xié)調(diào)

        除了協(xié)同設(shè)計(jì)與動(dòng)化效果展示之外,在以往建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)全過程中,可能同時(shí)存在多個(gè)不同項(xiàng)目之間的分項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。比如,常見的大型建筑工程中有建筑消防設(shè)計(jì)、建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑機(jī)械模塊安裝設(shè)計(jì)、暖通工程設(shè)計(jì)、電氣化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)等,而在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中,上述不同分項(xiàng)工程設(shè)計(jì)之間的矛盾和糾紛不可避免,且難以協(xié)調(diào),同時(shí)需要耗費(fèi)大量人力和物力資源。若基于BIM技術(shù)模型進(jìn)行可視化、集成化設(shè)計(jì),可同時(shí)在一個(gè)三維模型中實(shí)現(xiàn)不同項(xiàng)目、專業(yè)之間的設(shè)計(jì)分工協(xié)調(diào)與系統(tǒng)優(yōu)化。對(duì)于很多設(shè)計(jì)人員而言,其普遍缺乏施工經(jīng)驗(yàn),所以其在項(xiàng)目分項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中,往往只注重本專業(yè)內(nèi)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容,而容易忽視與其它專業(yè)之間的協(xié)調(diào),這樣不僅會(huì)增加設(shè)計(jì)難度,還可能產(chǎn)生后期設(shè)計(jì)變更等問題。因此,為了提高項(xiàng)目后期施工可行性,采用BIM技術(shù)進(jìn)行輔助協(xié)調(diào)設(shè)計(jì),可加強(qiáng)不同專業(yè)技術(shù)人員之間的交流與溝通,從而能夠減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)與漏洞,縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,進(jìn)而有效消除或避免設(shè)計(jì)沖突與矛盾。

        3? ?BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工中的應(yīng)用

        3.1? 碰撞檢查

        未來的建筑多為高層、超高層建筑,內(nèi)部結(jié)構(gòu)將越來越復(fù)雜,各個(gè)要件、管線相互交錯(cuò),很難用常規(guī)的三視圖檢查建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)的合理性。設(shè)計(jì)者能通過BIM的碰撞檢查技術(shù),檢查各管道、鋼筋、工序之間是否存在碰撞的情況。碰撞檢查技術(shù)旨在減少建筑工程不必要的變更和返工。建筑學(xué)上的碰撞包括:①硬碰撞,即各實(shí)體間在空間上存在重合、交集;②間隙碰撞,顧名思義實(shí)體之間存在間隙,但是不同部件之間的最小間距過短,不滿足設(shè)計(jì)要求。BIM的碰撞檢查是自動(dòng)的,系統(tǒng)的。檢查完畢后將形成碰撞報(bào)告,設(shè)計(jì)者可以根據(jù)碰撞報(bào)告對(duì)各部件的分布進(jìn)行重新修正,優(yōu)化整個(gè)建筑模型。

        3.2? 造價(jià)算量技術(shù)

        BIM技術(shù)能根據(jù)施工各部件的數(shù)量、尺寸等數(shù)據(jù)初步計(jì)算出整個(gè)建筑工程的造價(jià)。這在一定程度上減少造價(jià)員核算工作量,減少了計(jì)算差錯(cuò),提高成本預(yù)算信息的準(zhǔn)確性。在項(xiàng)目施工階段,造價(jià)算量技術(shù)多用于工程結(jié)算。在實(shí)際操作中,施工項(xiàng)目的工程結(jié)算往往是按照不同階段進(jìn)行的。施工方通過選擇BIM模型中的部分要件就可以得出部分工程的款項(xiàng),進(jìn)而收款。同時(shí),造價(jià)算量技術(shù)還能幫助施工方根據(jù)不同的施工節(jié)點(diǎn),科學(xué)合理地引進(jìn)設(shè)備、原材料等,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)領(lǐng)料、用料,避免原材料入場(chǎng)不及時(shí),影響工程進(jìn)度。另外,一個(gè)建筑項(xiàng)目的施工常常受政策、氣象等的影響,如東北地區(qū)冬天的雪期較長(zhǎng),冬天的施工難度非常大,受材料市場(chǎng)價(jià)格和人工成本波動(dòng)等的影響,跨年施工極易引起工程變更及工程糾紛。再者,業(yè)主需求的改變也會(huì)導(dǎo)致工程變更。如業(yè)主強(qiáng)烈要求施工方將低端的門窗更換為高端門窗。需要設(shè)計(jì)者利用BIM技術(shù)對(duì)門窗的尺寸、價(jià)格等信息進(jìn)行重新匯總,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果,更新一份可用于結(jié)算的造價(jià)報(bào)告。

        3.3? 虛擬建造技術(shù)

        所謂虛擬建造就是根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際等比例的構(gòu)建建筑模型,在建筑模型的基礎(chǔ)上對(duì)項(xiàng)目的實(shí)際施工進(jìn)行預(yù)演。BIM技術(shù)是利用3D技術(shù)對(duì)各關(guān)鍵部位、重點(diǎn)工序進(jìn)行反復(fù)動(dòng)態(tài)模擬的,能透過虛擬的動(dòng)畫、影像全方位的觀察建筑物的外觀造型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。并從中確立最優(yōu)的建筑模型,建筑模型的精準(zhǔn)性越高,項(xiàng)目的施工就越精準(zhǔn)。在3D模擬的基礎(chǔ)上增加時(shí)間管理維度,能幫助施工方掌握施工的時(shí)間節(jié)點(diǎn),減少返工,節(jié)約時(shí)間成本。同時(shí),運(yùn)營(yíng)商、業(yè)主能時(shí)刻掌握項(xiàng)目的進(jìn)展情況,形成4D動(dòng)態(tài)管理。在4D動(dòng)態(tài)模擬的基礎(chǔ)上加入成本數(shù)據(jù),能有效減少人工、材料的浪費(fèi),減少經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)各方經(jīng)濟(jì)利益的最大化,實(shí)現(xiàn)5D動(dòng)態(tài)管理。BIM的虛擬建造能給業(yè)主以真實(shí)的視覺體驗(yàn),業(yè)主能對(duì)項(xiàng)目施工進(jìn)行全程監(jiān)督。再者,施工負(fù)責(zé)人可以利用可視化的模型對(duì)工人進(jìn)行技術(shù)交底,以便工人了解施工要求、安全注意事項(xiàng)等。BIM虛擬建造的模型是眾多數(shù)據(jù)信息的融合,對(duì)于后期的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)具有重要的指導(dǎo)意義。因此,施工方可以將BIM虛擬模型賣給運(yùn)營(yíng)方。

        4? 結(jié)束語

        在建筑設(shè)計(jì)和施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù),能夠?qū)鹘y(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)形式進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新,不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過程,也提高了設(shè)計(jì)效率。同時(shí),BIM技術(shù)的應(yīng)用也能夠節(jié)約成本,避免資源的浪費(fèi),對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 張樺.建筑設(shè)計(jì)行業(yè)前沿技術(shù)之一:基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)與施工[J].建筑設(shè)計(jì)管理,2014(1):188~189.

        [2] 李志剛.BIM在我國(guó)建筑設(shè)計(jì)施工管理一體化中的應(yīng)用與展望[J].城市建筑,2013(22):31~32.

        [3] 曾志偉,肖偉強(qiáng).BIM技術(shù)在建筑模板工程配模中的應(yīng)用[J].廣東土木與建筑,2018(11):70~73.

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