BIM技术在设计方面的应用

BIM技术在设计方面的应用

首先，在传统条件下各个专业间的建筑模型设计数据不能相互导出和导入，使各个专业间缺乏相互的协作，即使设计院内部通过大量的技术把关，也只能解决建筑和结构间的构件尺寸统一问题，对于水电、暖通和建筑、结构间的构件冲突都只能在施工过程中进行修改。因此各专业图纸间的矛盾众多，导致施工过程中变更加大，施工单位在施工过程中协调难度增加；设计单位不断调整设计变更增加工作量，造成工程成本增加，达不到业主要求。

其次，在BIM技术应用下的设计，各个专业通过相关的三维设计软件协同工作，能够最大程度的提高设计速度。并且建立各个专业间互享的数据平台，实现各个专业的有机合作，提高图纸质量。在建筑和结构专业都完成后，将包含建筑和结构专业数据的BIM信息导入水电、暖通、电梯、智能专业进行优化。同时水电、暖通、设备等专业的BIM信息也可以导入建筑、结构专业，达到了各个专业间数据的共享和互通，真正实现在共享平台下的协同设计，在设计过程中能够进行各个专业间的有效协调，避免各个专业间的构件矛盾。 在BIM技术应用下进行设计，专业设计完成后则建立起工程各个构件的基本数据；导入专门的工程量计算软件，则可分析出拟建建筑的工程预算和经济指标，能够立即对建筑的技术、经济性进行优化设计，达到方案选择的合理性。

第一，方便了建筑概念设计和方案设计。传统条件下，建筑概念设计基本上是依靠建筑师设想出建筑平面和立面体型，但是直观表述建筑师的设想较为困难，通畅借助制作幻灯片向业主表述自己的设计概念，而业主不能直接理解设计概念的内涵。在三维可视化条件下进行设计，三维状态的建筑能够借助电脑呈现，并且能够从各个角度观察，虚拟阳光、灯光照射下建筑各个部位的光线视觉，为建筑概念设计和方案设计提供了方便；同时，设计过程中，通过虚拟人员在建筑内的活动，直观的再现人在真正建筑中的视觉感受；使建筑师和业主的交流变得直观和容易。

第二，为空间建筑设计提供了有力工具。在传统的二维状态下进行设计，对于高、大、新、奇的建筑，建筑师、结构师都很难理解到各个构件在空间上的位置和变化，设备工程师、电气工程师更难在空间建筑内进行设备、管线的准确定位和布置。建筑、结构与设备、管线位置关系出现矛盾，影响了设计图纸的质量。在三维可视化条件下进行设计，建筑各个构件的空间位置都能够准确定位和再现，为各个专业的协同设计提供了共享平台，因此通过BIM数据的共享，设备、电气工程师等能够在建筑空间内合理布置设备和管线位置，并通过专门的碰撞检查，消除了各种构件相互间的矛盾。通过软件的虚拟功能，设计人员可以在虚拟建筑内各位置进行细部尺寸的观察，方便进行图纸检查和修改，从而提高图纸的质量。传统的二维设计条件下，图纸中图元本身没有构件属性，都是一些点、线、面。项目业主、造价咨询单位要从各自角度对设计方案进行经济上测算和优化，需要造价咨询单位将二维图纸重新建模，建立算量模型，花费大量的时间和人力。同时设计方案修改后，造价单位需要重新按照二维图纸进行模型修改，导致不能及时准确的测算项目成本。在BIM条件下，设计软件导出BIM数据，造价单位用BIM条件下的三维算量软件平台，按照不同专业导入需要的BIM数据；迅速地实现了建筑模型在算量软件中的建立，及时准确的计算出工程量，并测算出项目成本；设计方案修改后，重新导入BIM数据，直接得出修改后的测算成本。上海中心大厦是目前在建的中国第一高楼，位于上海市浦东新区陆家嘴金融中心，也是最后一栋浦东规划的超高层建筑。总高632m，项目总用地面积约 30 368m2，地上可容许建筑面积380 000m2，总建筑面积573 223m2，地下部分共5层，共计约17万m2。基地两侧分别是402.5m的金茂大厦和492m的环球金融中心，这3座大楼将构成浦东新区新的天际线。上海中心大厦在方案及初步设计和施工图设计两阶段都使用了BIM设计手段。

根据同济大学设计院的论文介绍，上海中心BIM技术在设计阶段的应用主要有以下几个方面： 首先是BIM建构。在方案设计阶段，上海中心大厦设计初期，为了塑造一个自由形体的塔，设计单位选择了工业领域的Rhinoceros来完成对自由曲面的构建，而在设计推敲过程中结合Grasshopper来控制形体的变化，亦即参数化，从而得到建筑师满意的空间形态。同时，通过Rhinoceros Scripts来快速生成外观。在深化设计阶段和施工图阶段，BIM的重点在于建筑、结构、机电等各专业间的协调。选择操作简便、相对完整的Revit Architecture、Structure、MEP这一BIM平台。

其次是BIM对施工图设计的辅助作用。通过向模型中添加建筑相关信息，如构造、材料、尺寸等形成了比较完整的信息模型，实现了施工深化的三维模型重构。在施工图设计中，主要是应用BIM将建筑、结构、机电模型整合，配合检测设计中存在的问题，起到碰撞检测、管线综合以及对复杂空间定位的作用。在这一过程中，Revit系列的MEP 、Structure 、Architecture相对完善的功能为设计提供了技术支持。最后是成本测算和设计优化。上海中心投资监理单位是香港利比投资咨询公司，在业主的统一协调下，香港利比公司和同济设计院协同，在欧特克公司技术支持下，完成了三维算量模型建模，在设计阶段对设计方案进行了经济上优化和成本测算。

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