建筑設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用
時(shí)間:2022-02-24 10:10:54
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【摘要】BIM技術(shù)依托計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù),構(gòu)建出一個(gè)虛擬的三維建筑模型,并建立配套的工程信息數(shù)據(jù)庫,將建筑構(gòu)件屬性、幾何尺寸以及狀態(tài)信息等納入其中,提升建筑行業(yè)的信息化程度,推動(dòng)建筑業(yè)向著現(xiàn)代化方向發(fā)展。論文主要探討參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,分析了參數(shù)化BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段中的重要作用,以此為相關(guān)行業(yè)提供參考。
【關(guān)鍵詞】參數(shù)化BIM;建筑設(shè)計(jì);發(fā)展;應(yīng)用
1引言
通過BIM技術(shù)能夠?qū)⒁惶淄暾慕ㄖ畔?chǔ)存在電子模型中,是建筑發(fā)展歷史上的一次重要變革。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù),能夠利用數(shù)字化編碼對(duì)真實(shí)的建筑構(gòu)件加以描述,給予人們直觀的感受。在描述一個(gè)對(duì)象時(shí),通常需要多種參數(shù),這些參數(shù)就包含在該對(duì)象的代碼中。一般來說,在所討論的某個(gè)數(shù)學(xué)或物理問題中,于給定條件下取固定值的變量以及表明任何現(xiàn)象、機(jī)構(gòu)、裝置的某種性質(zhì)的量被稱為參數(shù),建筑屬性完全可以通過這些參數(shù)信息進(jìn)行表達(dá)。以建筑墻體為對(duì)象,其參數(shù)既包含墻體長度、寬度以及高度等幾何尺寸信息,同時(shí),墻體的保溫性能、成本造價(jià)、材質(zhì)、規(guī)格等信息也包含在參數(shù)中。參數(shù)化BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)水平的有效提升,對(duì)建筑行業(yè)的未來發(fā)展意義重大[1]。
2參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)
參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)技術(shù)具備兩個(gè)基本特點(diǎn):1)聯(lián)動(dòng)性在建筑設(shè)計(jì)中使用BIM軟件,建筑各方面信息從建模階段即可獲取。例如,在建筑平面設(shè)計(jì)完成后,即可獲取三維建筑模型,明確建筑的內(nèi)部信息、剖面信息等。在這一過程中,施工圖紙、造價(jià)表以及材料表也可同時(shí)生成。2)綜合性利用BIM5D系統(tǒng)軟件能夠迅速建立施工模型,大幅度提高設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)效率。此外,參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)還具備以下特點(diǎn):2.1仿真性。通過數(shù)字信息仿真技術(shù),BIM能夠?qū)⒔ㄖ锏娜啃畔⒄鎸?shí)地模擬出來,既包括建筑尺寸、大小等幾何形狀信息,又包括建筑重量、材質(zhì)、施工、成本等非幾何形狀信息。建立起來的三維建筑模型可供多方人員參考,包括建筑師、設(shè)計(jì)師、施工人員、監(jiān)理工程師以及住戶等,加強(qiáng)了建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營管理等多個(gè)環(huán)節(jié)地交流與聯(lián)系,以此實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)水平與建造水平的提升,獲取最大化效益。2.2協(xié)調(diào)性。協(xié)調(diào)性是BIM技術(shù)的重要優(yōu)勢之一。在工程建設(shè)過程中,不同專業(yè)、不同項(xiàng)目由不同人員負(fù)責(zé)很容易產(chǎn)生沖突,如建筑結(jié)構(gòu)與管道布置沖突、預(yù)留洞口不符合實(shí)際情況等,如果這些矛盾沖突得不到有效協(xié)調(diào),不但影響建筑質(zhì)量,而且影響施工進(jìn)度。利用BIM模型能對(duì)不同專業(yè)和不同項(xiàng)目進(jìn)行有效協(xié)調(diào),及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑方案的不合理之處,并制定合理有效的解決措施。2.3模擬性。對(duì)于日常生活中可能出現(xiàn)的緊急狀況,如火災(zāi)、地震等,利用BIM技術(shù)及相關(guān)軟件可進(jìn)行真實(shí)模擬,從而優(yōu)化建筑方案,減少事故損失。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,這在一定程度會(huì)增加設(shè)計(jì)難度。利用BIM技術(shù)模擬復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),從而得出最佳的方案,在短時(shí)間內(nèi)提高方案的質(zhì)量。對(duì)于設(shè)計(jì)師提供的建筑方案,BIM模型可對(duì)其進(jìn)行碰撞檢查,找出設(shè)計(jì)不合理處,并制定相應(yīng)的改進(jìn)方案。建筑工程的所有信息都可在BIM中找到,將參建各方集中在一起,表現(xiàn)項(xiàng)目空間復(fù)雜的三維形態(tài)。對(duì)于建筑空間關(guān)系,虛擬建筑樣機(jī)可提供精確的數(shù)據(jù),相較于其他3D建模,BIM可進(jìn)行各類文檔、圖形的自動(dòng)生成與更新,對(duì)其相關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行自動(dòng)協(xié)調(diào),以此實(shí)現(xiàn)信息共享。在建筑設(shè)計(jì)過程中,當(dāng)設(shè)計(jì)師修改某一對(duì)象的參數(shù)時(shí),該對(duì)象即可做到自動(dòng)更新,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效率與準(zhǔn)確性的有效提升[2]。2.4整合性。BIM技術(shù)即可應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì),又可應(yīng)用于設(shè)計(jì)檢測、工程實(shí)施、成本管理等工作中,將建筑工程各個(gè)階段、各個(gè)部門等集合到設(shè)計(jì)過程中,為建筑設(shè)計(jì)提供全方位、全過程的服務(wù)。在建筑設(shè)計(jì)階段,利用BIM技術(shù)既可進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì),又可實(shí)現(xiàn)智能化管理,項(xiàng)目管理向著動(dòng)態(tài)化、可視化與集成化方向發(fā)展,管理水平得到顯著的提升。對(duì)于建筑物以及建筑施工現(xiàn)場,BIM可建立起三維立體模型,并有效連接施工的各個(gè)階段,及時(shí)獲取施工過程中的材料消耗信息、設(shè)備使用信息以及場地變化信息等,以此實(shí)現(xiàn)5D施工模型的建立。建筑企業(yè)可以對(duì)施工的全過程進(jìn)行數(shù)字化和智能化模擬,管理人員也能集中管理施工質(zhì)量、施工進(jìn)度、施工安全和施工成本,實(shí)現(xiàn)工程整體效益的大幅度提升[3]。2.5科學(xué)性。通過分析相關(guān)數(shù)據(jù),BIM創(chuàng)建施工模型。在正式施工之前,該模型能夠在分析建筑功能要求的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確預(yù)測施工過程中可能出現(xiàn)的問題,如驗(yàn)證施工工藝、模擬施工技術(shù)方案、優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)等。BIM技術(shù)為建筑設(shè)計(jì)提供新的思路,將其推廣應(yīng)用到建筑行業(yè)中,能夠大幅度推進(jìn)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目科學(xué)性的有效提升。
3參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的具體應(yīng)用
3.1設(shè)計(jì)復(fù)雜的建筑形體。在設(shè)計(jì)復(fù)雜的建筑形體中,BIM技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。利用BIM技術(shù)驗(yàn)證復(fù)雜建筑物的各類數(shù)據(jù),并進(jìn)行有效整合。在此基礎(chǔ)上開展多維曲線設(shè)計(jì),直觀地展示立體設(shè)計(jì)成果。BIM技術(shù)能夠讓設(shè)計(jì)師將自身創(chuàng)意、想法充分表達(dá)出來,同時(shí),可以直接查看設(shè)計(jì)成果,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,將建筑設(shè)計(jì)水平推向更高的層次。此外,對(duì)于復(fù)雜形體的建筑項(xiàng)目,BIM技術(shù)可分析每個(gè)結(jié)構(gòu)、每個(gè)單元的三維模型,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整及設(shè)計(jì)優(yōu)化,從而有效消除設(shè)計(jì)錯(cuò)誤[4]。3.2設(shè)計(jì)綜合管線。近年來,建筑工程逐漸向著大體量、多功能的方向發(fā)展,導(dǎo)致管線設(shè)計(jì)難度加大。在這種情況下,設(shè)計(jì)師只有加強(qiáng)綜合管線設(shè)計(jì)以及提高設(shè)計(jì)水平,才能實(shí)現(xiàn)建筑品質(zhì)的保障,防止管線交叉、管線相撞等現(xiàn)象,為綜合管線工程施工提供科學(xué)指導(dǎo)。過去受技術(shù)條件限制,設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑綜合管線時(shí),只能采用人工目測的方式進(jìn)行檢測,很難發(fā)現(xiàn)管線交叉、管線相撞等現(xiàn)象。在管線綜合設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù),能夠?qū)⒔ㄖ芫€直接生成三維模型,在對(duì)管線綜合設(shè)計(jì)進(jìn)行檢測時(shí),系統(tǒng)可以迅速找出管線交叉、相撞等不合理之處,并將其標(biāo)注出來[5]。3.3優(yōu)化消防設(shè)計(jì)。近年來,高層建筑數(shù)量越來越多,部分地區(qū)甚至出現(xiàn)超高層建筑。如果沿用以往的設(shè)計(jì)模式。方案很難達(dá)到建筑消防要求。利用BIM技術(shù)優(yōu)化建筑的消防性能,能有效提高消防設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。在對(duì)消防設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí),BIM技術(shù)可模擬煙氣擴(kuò)散時(shí)間、建材耐燒極限、人員疏散時(shí)間及疏散距離等,從而設(shè)計(jì)出先進(jìn)、科學(xué)的消防設(shè)計(jì)方案,切實(shí)保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
4結(jié)語
綜上所述,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。近年來,建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新型技術(shù),BIM就是其中一項(xiàng)重要技術(shù)。隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)已很難滿足建筑的設(shè)計(jì)要求,建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域急需一種新型的表達(dá)方式和設(shè)計(jì)方式。參數(shù)化BIM建筑技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使得建筑設(shè)計(jì)邁向一個(gè)新的層次。這一技術(shù)不僅改變了設(shè)計(jì)師的思維模式,更提高了建筑設(shè)計(jì)水平。因此,設(shè)計(jì)師應(yīng)注重參數(shù)化BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用,充分利用該技術(shù)的優(yōu)勢,設(shè)計(jì)先進(jìn)、科學(xué)和經(jīng)濟(jì)合理的建筑方案,推動(dòng)建筑行業(yè)快速發(fā)展。
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作者:張麗麗 單位:煙臺(tái)市勘察設(shè)計(jì)審查服務(wù)中