阿不都熱依木江·阿布都拉

廣東省華城建筑設(shè)計(jì)有限公司喀什分公司 新疆喀什 844000

BIM技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到迅速的發(fā)展，在各行各業(yè)中都有相應(yīng)的應(yīng)用，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市高層建筑發(fā)展迅速，應(yīng)用BIM技術(shù)，可以提高施工效率，并提高施工質(zhì)量。2014年，樊則森[1]等人在裝配式建筑中以BIM技術(shù)為技術(shù)集成，將BIM技術(shù)貫穿于裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修以及管理的項(xiàng)目全生命周期，以整合建筑全產(chǎn)業(yè)鏈為目的，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)的信息化集成。2015年，常春光[2]等人探討了BIM技術(shù)和RFID技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用，將BIM于RFID相結(jié)合，成立信息共享平臺(tái)，將BIM-RFID系統(tǒng)應(yīng)用在構(gòu)件制造、運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、儲(chǔ)存和吊裝的過(guò)程中，推動(dòng)BIM技術(shù)和RFID技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究。2016年，馬躍強(qiáng)[3]等人以上海市的周康航拓展基地為研究對(duì)象，應(yīng)用BIM技術(shù)模擬裝配式建筑施工全過(guò)程，為裝配式建筑的施工提供分析和模擬，達(dá)到優(yōu)化項(xiàng)目、控制施工質(zhì)量、節(jié)約成本以及提高裝配式建筑的施工效率的目的。

1 工程概況

本文以某住宅樓項(xiàng)目為實(shí)例進(jìn)行BIM技術(shù)的具體應(yīng)用研究，住宅樓的主要結(jié)構(gòu)類型屬于剪力墻結(jié)構(gòu)，裝配式部分為預(yù)制內(nèi)隔墻，建筑樓層數(shù)為16層，層高標(biāo)準(zhǔn)為2.9m，建筑規(guī)劃高度為51.75m，建筑消防高度為50.25m，耐火等級(jí)為2級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)使用年限為50年。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 構(gòu)建可視化的建筑場(chǎng)地模型

建筑物的定位、建筑物的空間方位、建筑物的外觀、建筑物與周圍的環(huán)境景觀的聯(lián)系都是通過(guò)場(chǎng)地分析進(jìn)行確定的，場(chǎng)地分析是項(xiàng)目在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段需要重點(diǎn)考慮的因素之一，也是在項(xiàng)目該階段應(yīng)用的重要方法之一。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，場(chǎng)地分析主要考慮場(chǎng)地的地貌、場(chǎng)地的植被以及場(chǎng)地的氣候條件，通過(guò)分析這些場(chǎng)地因素對(duì)項(xiàng)目的場(chǎng)地做出合理科學(xué)的規(guī)劃，并通過(guò)分析項(xiàng)目場(chǎng)地的景觀環(huán)境、配套設(shè)施以及項(xiàng)目建成后的交通流量等因素對(duì)規(guī)劃好的場(chǎng)地進(jìn)行評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)對(duì)場(chǎng)地分析的方式存在很多的缺陷，分析方式主觀因素占比較多，無(wú)法用科學(xué)的方法分析處理數(shù)據(jù)信息，而將 BIM 技術(shù)與 GIS（地理信息系統(tǒng)）相結(jié)合，對(duì)場(chǎng)地和擬建的建筑群進(jìn)行建模分析，可以做出最為合理的場(chǎng)地用地規(guī)劃。

2.2 建筑物朝向確定

用BIM技術(shù)確定建筑的最佳朝向是通過(guò)Autodesk Ecotect Analysis軟件中Weather Tool工具分析得出，通過(guò)分析建筑群所在區(qū)域的日照時(shí)間和所獲得的太陽(yáng)能輻射量確定建筑的最佳朝向。將項(xiàng)目所在地的氣象數(shù)據(jù)（Weather Data File 格式文件）導(dǎo)入到軟件中，利用 Weather Tool工具中的Best Orientation功能計(jì)算出建筑的最佳朝向。

2.3 日照與遮擋分析

對(duì)建筑群進(jìn)行日照與遮擋分析主要應(yīng)用的是 Autodesk Ecotect Analysis 軟件，軟件的分析功能很強(qiáng)大，具有很多方面的分析功能從太陽(yáng)輻射、日照、遮陽(yáng)、采光、照明到熱工、室內(nèi)聲場(chǎng)、室外風(fēng)場(chǎng)都可以進(jìn)行模擬分析，部分模擬分析功能需要借助一些外部插件。軟件的操作界面友好，與 SketchUp、3ds Max、CAD、Revit 等軟件都有很好的兼容性，可以導(dǎo)入多種格式文件，如3DS、DXF、XML 格式，該軟件也自帶建模功能，建模操作簡(jiǎn)單方便，可快速建立可視化三維模型。

在 Ecotect Analysis 軟件中建立該項(xiàng)目的建筑群概念模型進(jìn)行日照和遮擋分析，根據(jù)我國(guó)《住宅建筑規(guī)范》和《城市居住規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》，該項(xiàng)目的建筑群需要滿足在大寒日下日照時(shí)數(shù)需要大于或等于2小時(shí)。通過(guò)建模分析得到場(chǎng)地建筑群大寒日日照時(shí)間情況。

2.4 風(fēng)環(huán)境模擬分析

Autodesk Ecotect Analysis 軟件本身不具有建筑風(fēng)環(huán)境的分析模擬功能，需要借助一款插件才能在軟件中進(jìn)行建筑風(fēng)環(huán)境分析模擬，這款插件名稱為 WinAir4，是 Ecotect 的一款CFD（流體動(dòng)力學(xué)）插件，可以對(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。將城市氣象數(shù)據(jù)導(dǎo)入進(jìn) Autodesk Ecotect Analysis 軟件中，計(jì)算前對(duì)風(fēng)環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，在軟件中的表達(dá)形式為將風(fēng)向設(shè)置為-90度，將所有參數(shù)設(shè)置完畢后運(yùn)行軟件對(duì)項(xiàng)目的建筑群進(jìn)行風(fēng)環(huán)境模擬分析，得到不同標(biāo)高位置處的風(fēng)速分析圖。

2.5 建立建筑、結(jié)構(gòu) BIM 模型

項(xiàng)目建筑、結(jié)構(gòu) BIM 模型主要是應(yīng)用 Revit2015建立的，Revit2015軟件是集建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電三個(gè)模塊的軟件，通過(guò)應(yīng)用建筑模板、結(jié)構(gòu)模板、機(jī)電模板可以建立這三個(gè)部分的 BIM模型。建立建筑 BIM 模型的主要流程是：新建軸網(wǎng)和標(biāo)高；創(chuàng)建柱；創(chuàng)建墻體；創(chuàng)建門(mén)窗；創(chuàng)建樓板、屋頂。最終得到的建筑、結(jié)構(gòu)BIM模型如圖1所示。

圖1 左為BIM建筑模型，右為BIM結(jié)構(gòu)模型

3 結(jié)語(yǔ)

在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)BIM技術(shù)的場(chǎng)地分析與建筑朝向分析功能，對(duì)項(xiàng)目的場(chǎng)地進(jìn)行規(guī)劃，確定建筑群的朝向，使得小區(qū)的建筑群的規(guī)劃設(shè)計(jì)具有科學(xué)性，從而確定初步的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案；通過(guò) BIM 技術(shù)的日照與遮擋分析與風(fēng)環(huán)境模擬功能，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案中對(duì)于建筑群所在區(qū)域的日照環(huán)境與風(fēng)環(huán)境是否符合綠色建筑的規(guī)范要求，通過(guò) BIM 技術(shù)建立 BIM4D 模型或 BIM5D 模型，建立科學(xué)、合理的信息模型。