住宅建筑設(shè)計(jì)BIM技術(shù)應(yīng)用研究

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摘要：在人口數(shù)量持續(xù)增加的趨勢(shì)下，對(duì)于住宅建筑的需求量也在明顯提升，給建筑行業(yè)的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。做好住宅建筑工程的設(shè)計(jì)工作，能夠?yàn)楹罄m(xù)施工提供保障，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工全過(guò)程的有效指導(dǎo)。文章將通過(guò)分析BIM技術(shù)的特點(diǎn)，探索BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：bim技術(shù)；住宅建筑；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，對(duì)于居住環(huán)境也提出了更高要求，只有做好住宅建筑的質(zhì)量控制工作，才能為其提供安全舒適的環(huán)境。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，由于設(shè)計(jì)方法與理念的滯后性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的合理性與可行性較低，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)的有效指導(dǎo)。在建筑行業(yè)的繁榮發(fā)展當(dāng)中，多種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用效果也更加可靠，能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)工作效率與質(zhì)量的提升。尤其是三維模型的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中多要素的有效整合，增進(jìn)設(shè)計(jì)工作與住宅建設(shè)實(shí)際情況的密切聯(lián)系，從而防止在設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)較大的失誤。因此，應(yīng)該明確BIM技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，充分發(fā)揮技術(shù)價(jià)值與優(yōu)勢(shì)。遵循實(shí)事求是的基本原則，制定針對(duì)性技術(shù)應(yīng)用方案。

1BIM技術(shù)概述

BIM即buildinginformationmodel（建筑信息模型），融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維數(shù)據(jù)技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)[1]。通過(guò)對(duì)建筑信息的有效整合，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬建筑模型的構(gòu)建，監(jiān)督與管理工程建設(shè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。在參數(shù)設(shè)定中應(yīng)該以建筑構(gòu)件為依據(jù)，滿足數(shù)字化處理工作要求，編碼處理建筑構(gòu)件后能夠增進(jìn)彼此之間的銜接性，增強(qiáng)數(shù)字化建筑模型的整體性。尤其是在現(xiàn)代化工程建設(shè)中涉及更多的數(shù)據(jù)信息，只有實(shí)現(xiàn)資源的快速共享，才能促進(jìn)工程建設(shè)的順利進(jìn)行。在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠整合各類數(shù)據(jù)資料，使設(shè)計(jì)理念充分落實(shí)在施工環(huán)節(jié)當(dāng)中。

2BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特點(diǎn)

首先，BIM技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，對(duì)于CAD軟件的依賴程度較高，但是由于二維平面圖的局限性較大，難以滿足施工的實(shí)際需求。而B(niǎo)IM技術(shù)的出現(xiàn)，則能夠?yàn)榭梢暬治龅於ɑA(chǔ)，通過(guò)三維立體模型的構(gòu)建，幫助設(shè)計(jì)人員分析住宅建筑的各類影響因素，應(yīng)用報(bào)表和效果圖等實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。其次，BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需要對(duì)各個(gè)專業(yè)進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，應(yīng)用BIM技術(shù)可以促進(jìn)建筑數(shù)據(jù)信息的快速共享，做好組織協(xié)調(diào)的同時(shí)，促進(jìn)施工效率的提升，防止信息孤島效應(yīng)對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量造成的影響。然后，BIM技術(shù)具有模擬性的特點(diǎn)。除了對(duì)現(xiàn)實(shí)中的建筑物進(jìn)行模擬外，也能夠運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)非真實(shí)事物進(jìn)行模擬，從而幫助設(shè)計(jì)人員做好組織規(guī)劃工作，預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題并制定針對(duì)性處理方案[2]。最后，BIM技術(shù)具有優(yōu)化性的特點(diǎn)。對(duì)于建筑信息的變化情況，則可以在信息模型當(dāng)中加以體現(xiàn)，使各個(gè)環(huán)節(jié)得到充分優(yōu)化。

3BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

3.1實(shí)施空間規(guī)劃

住宅建筑的空間規(guī)劃，是設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)工作內(nèi)容，在分析住宅景觀和住宅造型時(shí)，需要依靠3D可視度分析和地形分析的方法，充分發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于住宅建筑外部環(huán)境的分析，需要以地形分析作為基礎(chǔ)，明確建筑體量關(guān)系和地形變化情況。在此過(guò)程中應(yīng)該采用專門的分析軟件，為構(gòu)建住宅建筑模型提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在實(shí)踐工作當(dāng)中，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用較為廣泛，在地形分析圖的繪制中更加便捷和高效，提升了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的利用率。尤其是通過(guò)構(gòu)建GIS模型的方式，能夠滿足后續(xù)分析、計(jì)算工作的要求[3]。室外環(huán)境分析和室內(nèi)環(huán)境分析，是當(dāng)前可視度分析的兩個(gè)重要方面，通過(guò)模擬的方式了解住宅建筑的環(huán)境特點(diǎn)，尤其是可以構(gòu)建三維透視圖，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)方案當(dāng)中存在的隱患問(wèn)題并處理，加快工程進(jìn)度。

3.2開(kāi)展前期模擬

前期模擬設(shè)計(jì)工作的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅建筑施工內(nèi)容和施工方案的全面檢測(cè)，為設(shè)計(jì)施工提供可靠保障。在住宅建筑施工中的實(shí)際情況，都可以通過(guò)模擬情景獲取并分析，科學(xué)預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及原因，并在施工前對(duì)其進(jìn)行有效處理，同時(shí)做好應(yīng)急預(yù)案的編制[4]。前期模擬工作還能夠?yàn)槭┕と藛T提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)方案的不斷優(yōu)化，確保其滿足總體建設(shè)要求。運(yùn)輸工作是住宅建筑施工中的關(guān)鍵點(diǎn)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也應(yīng)該充分利用BIM技術(shù)對(duì)其運(yùn)輸方案進(jìn)行編制，使其為施工提供便捷。對(duì)于施工運(yùn)輸和施工方案的優(yōu)化，能夠提升住宅建筑工程的質(zhì)量與效率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的控制，滿足企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求。

3.3加強(qiáng)動(dòng)態(tài)控制

動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)也是住宅建筑設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)內(nèi)容，這是保障工程項(xiàng)目進(jìn)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應(yīng)該在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中采用BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境信息進(jìn)行收集與整理，同時(shí)借助于模擬模型進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與分析。尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)建，可以綜合化管理各類數(shù)據(jù)信息，同時(shí)根據(jù)情況變化進(jìn)行更新，滿足動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)的要求。在住宅建筑工程進(jìn)度計(jì)劃的設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該明確技術(shù)人員的職責(zé)，對(duì)進(jìn)度規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行不斷細(xì)化與完善，通過(guò)場(chǎng)景分析與觀察的方式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工技術(shù)與方案中存在的問(wèn)題，使其與實(shí)際施工要求保持一致[5]。動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的有效調(diào)整，防止由于工程延期給企業(yè)造成的損失。

3.4節(jié)能與能源利用

綠色化生產(chǎn)是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠在降低對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的高效化利用，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。為了對(duì)設(shè)計(jì)中的節(jié)能水平進(jìn)行評(píng)估，應(yīng)該明確圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值，通過(guò)能耗計(jì)算確保設(shè)計(jì)方案的節(jié)能性。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確建筑的所需能耗，并與相同環(huán)境下空氣調(diào)節(jié)能耗與全年采暖情況進(jìn)行對(duì)比分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的評(píng)估，這也是在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中常用的權(quán)衡判斷法。還應(yīng)該在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)充分考慮到住宅建筑的形態(tài)、朝向和大小特點(diǎn)，同時(shí)確保熱工性能參數(shù)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。熱工性能參數(shù)通常會(huì)反映在建筑施工圖當(dāng)中，應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的節(jié)能計(jì)算，通過(guò)報(bào)告的形式明確設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)。采用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述數(shù)據(jù)信息的綜合處理與分析，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與維護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的對(duì)比分析更具可視化特點(diǎn)，減輕設(shè)計(jì)人員負(fù)擔(dān)的同時(shí)，能夠保障數(shù)據(jù)的精確性與可靠性，防止出現(xiàn)計(jì)算誤差過(guò)大的問(wèn)題。

3.5設(shè)備選型與管道敷設(shè)

選擇合理的設(shè)備并保障管道敷設(shè)的合理布局，是住宅建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，BIM技術(shù)的應(yīng)用則能夠?yàn)槠涮峁┮罁?jù)，通過(guò)可視化模型構(gòu)建，防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突問(wèn)題。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，往往是采用CAD圖紙控制設(shè)備管道敷設(shè)工作，不僅效率低下而且會(huì)造成較大的誤差。尤其是在建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備管道設(shè)計(jì)中的聯(lián)系性較低，難以實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的有效協(xié)調(diào)。因此，應(yīng)該合理應(yīng)用BIM技術(shù)，在仿真模型當(dāng)中體現(xiàn)各專業(yè)要求，增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的直觀性與整體性，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的有效銜接。尤其是在碰撞檢測(cè)當(dāng)中，可以明確管道的交叉沖突問(wèn)題并優(yōu)化設(shè)計(jì)，防止在后續(xù)施工中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更現(xiàn)象[6]?？鐚I(yè)整合設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，能夠解決程序的繁瑣性問(wèn)題，通過(guò)不同接口的設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑參數(shù)的多角度分析，滿足分析軟件的應(yīng)用需求。

3.6模型構(gòu)件制作

在建筑模型建設(shè)中需要制作模型構(gòu)件，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，建筑模型構(gòu)件可以通過(guò)數(shù)字代號(hào)表示，應(yīng)用數(shù)字模型替代立體模型。建筑信息參數(shù)化模型技術(shù)，在BIM技術(shù)設(shè)計(jì)模型中的應(yīng)用較多，在模型像素區(qū)分當(dāng)中以構(gòu)件的性質(zhì)和功能等為依據(jù)，包括了注釋符號(hào)像素和視圖像素等。參數(shù)設(shè)置的方式應(yīng)用于各像素當(dāng)中，使其標(biāo)高、結(jié)構(gòu)形式、施工和材質(zhì)等得到明確。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，還應(yīng)該對(duì)住宅建筑的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，并合理調(diào)整像素參數(shù)，滿足各層平面圖、三維視圖和樓層剖面圖的繪制要求。對(duì)圖形的詳細(xì)信息進(jìn)行標(biāo)注，包括了尺寸標(biāo)注、荷載標(biāo)注、文字標(biāo)注與符號(hào)標(biāo)注等等，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)分析的直觀性，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)，提升住宅建筑工程建設(shè)質(zhì)量與效率。

4結(jié)束語(yǔ)

在住宅建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用BIM技術(shù)，是當(dāng)前建筑行業(yè)朝著自動(dòng)化與智能化方向發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，滿足住宅建筑工程質(zhì)量的要求。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化性的特點(diǎn)，消除了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的弊端。在實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)該通過(guò)實(shí)施空間規(guī)劃、開(kāi)展前期模擬、加強(qiáng)動(dòng)態(tài)控制、節(jié)能與能源利用、設(shè)備選型與管道敷設(shè)、模型構(gòu)件制作等，實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM技術(shù)的充分利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的不斷優(yōu)化。

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作者：林懿 單位：昆明市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司