潘勇

以東莞某工程項(xiàng)目為例，研究BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段中建筑最佳朝向分析、日照與遮擋分析、風(fēng)環(huán)境模擬分析方面的應(yīng)用；研究BIM 技術(shù)在施工階段中場(chǎng)布管理、模擬塔吊工作范圍、碰撞檢查、施工模擬仿真方面的應(yīng)用，體現(xiàn)BIM 技術(shù)在實(shí)例項(xiàng)目上的應(yīng)用價(jià)值。

一、 BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

1.建筑最佳朝向選擇

在建筑規(guī)劃過(guò)程中，建筑物的朝向是需要分析考慮的因素之一，主要是分析區(qū)域的日照環(huán)境性能，建筑的朝向決定建筑物所能獲得的日照時(shí)間以及太陽(yáng)輻射量。BIM技術(shù)中有一款綠色建筑分析軟件（Ecotect）可以分析出區(qū)域的日照時(shí)間以及能夠獲得的太陽(yáng)能輻射量，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定建筑物的朝向。通過(guò)計(jì)算得出分析圖，黃色箭頭所指方向（177.5 度）為建筑的最佳朝向，與規(guī)劃模型朝向基本一致，紅色箭頭所指方向（87.5 度）為建筑的最差朝向。

建筑最佳朝向分析圖

規(guī)劃模型朝向

2.日照與遮擋分析

日照是綠色建筑設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，建筑的使用功能以及區(qū)域的氣候決定了建筑對(duì)日照的需求。由于地球的運(yùn)動(dòng)，不同的區(qū)域，不同的時(shí)間，建筑所在區(qū)域的日照情況是時(shí)刻在變化，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)建筑的使用功能以及區(qū)域的日照情況對(duì)建筑物所需日照時(shí)間和建筑遮擋進(jìn)行合理的分析設(shè)計(jì)。

根據(jù)Ecotect 軟件計(jì)算出的分析圖可以看出，圖中顏色越冷說(shuō)明日照的時(shí)間越短，顏色越暖說(shuō)明日照時(shí)間的越長(zhǎng)，右上方的比例尺顯示的是時(shí)間，單位為小時(shí)。從得出的日照時(shí)間分析圖看，使用軟件計(jì)算出的場(chǎng)地建筑群日照間距基本滿足日照時(shí)間的要求。

場(chǎng)地大寒日日照時(shí)間分析

場(chǎng)地大寒日日照時(shí)間分析

3.場(chǎng)地建筑群的陰影變換分析

上午8 點(diǎn)至下午5 點(diǎn)區(qū)域的陰影變換情況

4.風(fēng)環(huán)境模擬分析

風(fēng)、聲、溫度、光等各種環(huán)境因素對(duì)人的生活有著重要的影響，對(duì)于人而言，建筑環(huán)境因素是一種心理和身體的感知，只能用語(yǔ)言來(lái)形容，是難以直觀可見的。建筑設(shè)計(jì)師需要考慮各種建筑環(huán)境因素的變化，減少不利的環(huán)境因素，將有利的環(huán)境因素?cái)U(kuò)大到最大化。在外部環(huán)境中，風(fēng)是一個(gè)較為重要的環(huán)境因素，對(duì)人的體感有直接的聯(lián)系，良好的風(fēng)環(huán)境有利于改善建筑的通風(fēng)條件，還可以降低建筑物的能源消耗，實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能保溫效果。利用Ecotect 的一款CFD（流體動(dòng)力學(xué)）插件（WinAir4）對(duì)建筑內(nèi)外部流體環(huán)境進(jìn)行分析模擬，生成可視化三維圖像。

10m標(biāo)高位置風(fēng)速分析圖

30m標(biāo)高位置風(fēng)速分析圖

50m標(biāo)高位置風(fēng)速分析圖

CFD 風(fēng)流速分析圖中，風(fēng)速的等值線范圍為0.00～1.80m/s，分析圖結(jié)果表明項(xiàng)目建筑群內(nèi)部風(fēng)流速分布良好，居住品質(zhì)高。

90m標(biāo)高位置風(fēng)速分析圖

94m標(biāo)高位置風(fēng)速分析圖

二、BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

1.場(chǎng)布管理

BIM 技術(shù)具有三維可視化功能，傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng)平面實(shí)在二維平面進(jìn)行布置的，合理性和科學(xué)性有所欠缺。利用BIM 技術(shù)的建模功能，建立施工現(xiàn)場(chǎng)的三維模型，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的使用空間進(jìn)行合理科學(xué)的規(guī)劃，科學(xué)規(guī)劃出施工作業(yè)區(qū)域、材料加工區(qū)域、材料堆放區(qū)域以及生活區(qū)域等。同時(shí)利用BIM 技術(shù)可以模擬塔吊的工作影響范圍，通過(guò)模擬塔吊的工作影響范圍，對(duì)塔式起重機(jī)放置位置進(jìn)行分析定位。

生活區(qū)域局部展示

材料加工、堆放區(qū)域局部展示

模擬塔吊影響范圍

2.碰撞檢查

隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，建筑的結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜，項(xiàng)目的圖紙也越來(lái)越多，而傳統(tǒng)的2D 圖紙存在很大的不足，一個(gè)項(xiàng)目工程存在的圖紙很多，即使是項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)十分豐富的技術(shù)人員也很難通過(guò)主觀想象力來(lái)判斷出項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，因此很多各專業(yè)設(shè)計(jì)上的干涉問(wèn)題會(huì)在施工過(guò)程中暴露出來(lái)，造成工程的變更，存在很大的延誤工期以及增加成本的風(fēng)險(xiǎn)，而通過(guò)BIM 技術(shù)中的碰撞檢查功能可以很好的避免這一問(wèn)題的發(fā)生。

3.施工仿真模擬

BIM4D 技術(shù)的出現(xiàn)突破了傳統(tǒng)思維模式，為項(xiàng)目進(jìn)度管控帶來(lái)了新的方法，通過(guò)BIM 技術(shù)的可視化以及仿真模擬等功能給項(xiàng)目施工進(jìn)度管控帶來(lái)極大的方便。BIM4D 技術(shù)就是在三維BIM 模型的基礎(chǔ)上加上時(shí)間的維度，對(duì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)4D 施工仿真模擬，提高項(xiàng)目進(jìn)度管理的信息化水平、精度和效率。

三、結(jié)語(yǔ)

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段利用BIM 技術(shù)的建筑的最佳朝向分析、日照與遮擋分析以及風(fēng)環(huán)境模擬分析功能做出合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)。項(xiàng)目施工階段，利用BIM 技術(shù)的場(chǎng)部管路功能可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的規(guī)劃，對(duì)塔吊進(jìn)行定位；利用BIM 技術(shù)的碰撞檢查功能對(duì)項(xiàng)目地下室進(jìn)行碰撞分析，糾正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，規(guī)避延誤工期的風(fēng)險(xiǎn)；BIM 4D 施工模擬仿真分析，提高項(xiàng)目進(jìn)度管控水平，充分體現(xiàn)了BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用價(jià)值。