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BIM技术发展及建筑设计运用研究
【摘要】目前,现代化发展迅速,进入 21 世纪以来,信息技 术高度发展,互联网全球化趋势持续推进,信息化时代逐渐取代 工业化时代,各个行业对信息化水平提出的要求有不断提升趋势。 建筑行业产值在国民经济总产值中所占比例很高,属于我国国民 经济的支柱性产业之一,对建材、冶金、化工等数十个相关产业 发展有强大的驱动性作用,提升其信息化水平是行业现代化发展 的重要任务之一。CAD 二维模型在处理构复杂建筑时暴露出很 多不足,不同系统之间数据共享率偏低,系统展性偏差,难以 为项目设计施工提供整体度高、集成性强的信息支撑。BIM(建 筑信息模型)提出以后有效弥补传统设计方法的不足,明显提升 了建筑在整个生命周期内的质效,强化了本行业的生产能力。 【关键词】BIM 技术发展;建筑设计;运用研究 doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.34.0125
引言 建筑是人类生存的基础,也是社会经济和文化发展的重要基 础。在这方面,如果建筑行业想要更好地发展,则应着重于在建 筑行业中加强对 BIM 技术的运用。如今,BIM 是建筑行业中使用 最广泛的技术之一,不仅提高了建筑模型的集成化水平,而且为 其建筑设计提供了适当依据,重要的是,好的设计不仅可以有效 地提高设计的整体质量,而且可以帮助设计公司优化并改善现有 的设计管理标准,充分促进建筑业的发展。 1 概念发展 有 资 料 记 载, 早 在1975 年, 美 国 佐 治 亚 理 工 学 院 建筑与计算机系教授查克· 伊 士 曼 于《AIA 杂志》上 “BuildingDescriptionSystem(建筑描述系统)”一文内提出BIM 概念,查克·伊士博士被世界各个国家公认是“BIM 之父”,在 后续的十余年间,欧美陆续开展了类似研究,美国、欧洲把研 究时取得的成果分别叫做建筑产品模型、产品信息模型。追溯 “BuildingModeling”,发现其首次被用于1986 年美国学者罗伯 特·艾什发表的一篇论文内,这篇论文阐释了当下我们熟知的 BIM 论点与有关执行技术:三维立体建模、智能成图、相关性数 据库、模拟化工程施工进度计划等。在1999 年,查克·伊士曼 把“建筑描述系统”发展为“建筑产品模型”,指出该模型在建筑 整个生命周期内,均能提供建筑项目相关的充足、整合式信息。 2002 年,Autodesk 并购 RevitTechnology 公司后正式提出业界所熟 知的 BIM 技术。 2 BIM 技术在建筑工程设计管理中的优缺点 BIM 技术与最新的管理技术密不可分。自从使用 BIM 技术以 来,建筑技术设计管理迅速发展,效率和质量取得了巨大的飞跃, 它已成为中国建筑设计管理的标准,并带来了更大的经济效益。 (1)使用 BIM 技术进行计算机 3D 模拟。这样,工程师可以优化 每个环节,以便员工可以了解建筑的概况以及每个项目的细节, 使每个细节的准确性得到保证。(2)使用 BIM 技术来提高建筑设 计管理的效率和质量只是其优势之一,这是最实用的方法,经过 正确优化,可以分配,管理和计算用于项目的人员和材料,这将 确保在开始施工之前计算出准确的项目总预算,以节省材料和人 员成本,从而避免浪费金钱。(3)在每个施工阶段都使用 BIM 技 术。在项目的早期阶段,可以将建筑进行三维模拟,以确保项目 计划的可行性。在项目的中期心,可以不断修改和评估模拟方案, 以验证设计细节并对细节进行抽查检验,在项目束时,对建筑 进行总体质量控制和评估,可以保证建筑物的质量。BIM 设计还 可以通过新技术来优化设计管理,但与此同时,新技术面临许多 挑战和问题,需要不断进行调整和改进。(1)中国建筑业不积极 学习或被动接受新技术知识。因此,BIM 技术应用到建筑管理中, 仅仅依靠政府来规划,而其作用尚未得到充分体现。(2)BIM 技 术可以为建筑公司带来经济利益,以节省资金,但是大多数公司 不认同 BIM 技术的商业模式。(3)BIM 作为一项新技术,需要具 有专业人员来操作它。建筑业是一个传统的工作,建筑行业的员 工还面临素养方面的问题。在中国,没有多少人会正确使用 BIM
技术,这影响了 BIM 在中国的发展。 3 BIM 技术在建筑工程设计管理工作中的运用 3.1 BIM 技术在设计构思时的运用 CAD 是传统建筑业较为依赖的技术之一,优点在将难懂的设 计语言转化为便于理解的二维图片,缺点在于其计算果与投入 实际建设后的数据误差较大,使其资源、空间、资金不能得到充 分的利用。BIM 技术的出现弥补了CAD 的劣势,在设计构思之 初就能将建筑模型以立体的角度将其呈现,无论其是总体布局还 是细节的陈列摆放,都能通过数据的填充和修改得到即时的效果 改变,使其存在的各种隐患经过多次的空间演示得到排查和控制, 大大降低了在设计构思时由于考虑不周造成的影响。如,调整墙 线使其变得美观符合委托方的审美,计算出合理的交付日期促进 交易的达成等。 3.2 BIM 技术在设计管理中的运用 BIM 技术在设计管理中的运用主要包含:其一,建筑质量管 理,建筑工程中建筑质量管理是第一位的,涉及到委托方建设该 建筑的效用、建筑需要进行维修的年限、相关线路的安排、内部 具体格局的构建、抗震效果等,这些都可以利用 BIM 技术与数据 处理系统进行科学而系统的推演,得到具体的数据;其二,外观 模型管理,在保证建筑内在科学性和严谨性设计的基础上,建筑 外观的管理通过对客户需求的了解及设计师多年的建造经验,最 终也可利用 BIM 可视化技术得以呈现,并随时根据具体需要进行 修改;其三,设计安全性管理,具体包含模型投入建设后的施工 安全、投入使用后的使用安全、遇到意外事故的抗震性及稳定性 等,此时,专业技术人员可以利用 BIM 技术进行建筑构参数、 力学测量、材料计算等多方面的信息处理,向建筑安全管理人员 提供参考依据,以便其提出修改性意见;其四,设计资源管理, 其内容涉及成本控制、人员管理、资源投入等,对于建筑中不同 区域使用的具体材料参数都可通过 BIM 得到预期的演算与效果呈 现,避免了过早投入建设而造成的资源浪费,为财务管理部门提 供科学的参考数据;其三,设计人员管理,BIM 技术的预见性和 精确性使整个项目的建成效果提前向管理人员展示出来,方便他 们对不同部门的人员进行统筹管,发挥专业人士的最大优势。 3.3 在绿色设计中的应用 随着对建筑行业的低碳设计的要求很高。在建筑工作中使用 BIM 技术可以满足建筑的环境需求。根据实际情况,BIM 技术基 于人类舒适性需求的组合,并通过分析建筑物的照明,通风和阳 光等条件而进行优化,以减少住户对采暖设备,空调等设备的使 用。在此过程中,可以使用该技术来模拟风环境并实现可持续设 计的目标。建筑业发展对环境的影响是巨大的,通过倡导低碳环 保的愿景,建筑行业正在走绿色、可持续的道路。BIM 技术可以 为可持续设计提供服务。因此,在可持续设计中使用 BIM 技术是 国内建筑业发展的趋势。 语 在建筑行业中,普遍认为建筑模型是 BIM 技术核心,其实建 设的模型内囊括了建筑物的诸多信息。通过输入建筑信息的形式 完成建模任务,而后使不同专业之间共享信息与资源,协同合作, 提升劳动效率,这也间接地表现出 BIM 技术强大的生产能力。尽 管 BIM 技术在国内建筑领域中未全面普及,但在科学技术日新月 异的时代,在国家大力扶持下,BIM 将演变成建筑项目整个生命 周期的核心技术,有广袤的应用空间。
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