来源丨《中国高新科技.BIM专刊》

    科学技术部主管、中国建筑信息模型科技创新联盟承办的《中国高新科技.BIM专刊》在第四届科创杯BIM大赛颁奖现场首发500册，住建部前总工程师姚兵作贺词、16位院士为学术顾问、16位联盟专家为编委。发行后面向国内外公开发行，系中国知网、万方数据库、维普资讯网等国内主要数据库的全文收录期刊。

    1　工程概况

    1.1　项目简介

    西南交通大学犀浦校区行政楼位于成都市郫县犀浦镇北侧，建筑面积约2.8万㎡，该建筑为办公用楼兼地下停车、设备用房等。主楼地下1层平面为矩形，地上8层平面为“回”形布置；裙楼平面“U”形布置，地上2层。造型独特，似一个正在转动的魔方，为西南交大犀浦校区标志性建筑之一。

    1.2　项目重难点分析

    探索并研究Revit模型与各类BIM软件在设计阶段的交互方法，以及项目设计阶段BIM应用点。

    2　BIM组织与应用环境

    2.1　BIM应用目标

    基于BIM软件进行设计交互式应用与研究，探索全BIM设计周期的完整流程，并研究如何将BIM模型应用推广到更广阔的空间。

    2.2　BIM实施方案

    （1）构建曲面地形图，进行场地规划。

    （2）分别建立建筑、结构、机电模型。

    （3）动画漫游，预览建成后的建筑。

    （4）进行疏散模拟、火灾烟雾模拟、结构分析、风场分析、节点分析、净高分析、碰撞检查。

    （5）通过以上分析结果优化各专业模型。

    （6）通过工程算量、施工场地布置、三维可视化交底、施工进度模拟等措施协助管理施工。

    2.3　BIM团队组织

    2.4　软硬件环境

    BIM软件：Revit、Civil3D、Infraworks、Robot、Abaqus、Fluent、Pyrosim、Pathfinder、广联达GCL、广联达GBC、Navisworks、Fuzor、Lumion、Dynamo。

    辅助软件：MicrosoftofficeWord、MicrosoftOfficeExcel、Photoshop、MicrosoftOfficePowerPoint、AdobeAfterEffects、CorelVideoStudio。

    3　BIM技术应用

    3.1　BIM模型构件

    在建模阶段，采用各专业分工协同建模。协同工作前，首先，在Revit中建立好共享工作集并赋予各自的权限，各组员在各自的工作集中协同建模完成各层的BIM模型；然后，利用Revit链接的方式，组装好模型。通过碰撞检查来排查各专业中“打架”的地方，利用可视化编程平台DynamoforRevit编制程序，对结构构件需要开洞的地方进行一键开洞。

    3.2　应用内容

    （1）出图性应用。在Revit中根据工程需要，进行了房间明细表、房间色彩方案、平法施工图以及三维钢筋等出图性应用。

    （2）场地应用。在项目规划阶段，采用Civil3D+Infraworks完成建筑外部场地规划设计。

    （3）仿真模拟。采用CFD技术分析建筑周围风场情况以及建筑表面风压分布等；人员疏散模拟和火灾烟雾蔓延的可视化分析；整楼结构分析以及局部节点有限元分析。

    （4）施工协助。管综优化、施工场地布置、施工进度模拟以及三维可视化交底。

    （5）漫游展示。建筑内部漫游动画以及项目展示视点动画制作。

    3.3　BIM应用效果

    （1）出图应用。利用BIM技术的出图性特点，直接输出建筑结构施工图，加快设计速度，也更直观地对模型进行设计碰撞修改，加速BIM取代传统设计的步伐。

    （2）仿真模拟。利用BIM技术进行结构分析可对计算结果进行复核；利用风场分析可得建筑周围流场特性以及建筑表面风压等；局部有限元分析可评估节点抗震性能；人员疏散模拟可评估疏散通道合理性并优化进行优化；利用火灾烟雾蔓延模拟可优化排烟管道。

    （3）施工协助。利用BIM技术可对各专业整合模型中已知碰撞进行提前规避及优化，并在机电及暖通专业中结合碰撞检查以及净高分析结果进行管综优化；通过模型导入工程算量软件直接得出模型数量，减小工程算量工作量，并直接导出算量数据进行计价；BIM模型结合场地布置、三维可视化交底与施工进度模拟对施工现场进行4D调控，进一步对现场施行有效管理。

    4　总结与展望

    4.1　BIM应用创新点

    （1）探索并总结不同BIM软件与Revit模型的交互方法。

    （2）平法施工图。由于Revit中无法直接出结构平法施工图，对此进行了相关的探索研究，在Revit中直接导出平法施工图。

    （3）有限元分析。将BIM模型导入通用有限元程序中，数据位置信息会被保留，因此在Abaqus中不用调整构件装配的位置，降低了有限元建模工作量。

    （4）流场分析。当遇到建筑造型独特或者建筑对风敏感时，通常要进行风洞试验，流场分析得出的风压系数可以用来复核风洞试验的结果。

    4.2　BIM实施的经验教训

    （1）平法施工图。因为平法数据均需要手动输入，工作量也相应的增大，后续可考虑做二次开发，自动识别在Revit中配置好的钢筋并生成平法施工图。

    （2）规划设计。在匹配卫星图和曲面地形图时，人工操作可能出现误差；Revit模型在交互式放置的过程中也存在一定的误差；谷歌卫星地图的分辨率有限，在分辨率要求较高时，建议采用无人机航拍的方法来获取待建区域的照片。

    （3）结构分析。在交互的过程中会遇到节点不对齐、节点赘余等情况，需要进行模型调整。

    （4）局部有限元分析。钢筋采用桁架单元模拟，在Revit中导出钢筋模型时钢筋不能开启实体显示。

    （5）CFD流场分析。Revit模型在导出时需要对模型进行简化，例如删除建筑外墙上的门窗或者饰条等构件，因为这些构件不仅会影响网格质量，也与求得建筑表面风压无关。另外，CFD计算对计算机性能要求较高，通常计算足尺模型需要借助计算站来完成。

    （6）火灾烟雾模拟。在仿真模拟过程中，网格的划分对计算精度有一定影响，因此在分析模拟前，应做网格无关性验证。

    （7）人员疏散模拟。模型导入后需要手动识别楼板和添加楼梯、门等疏散通道；在楼板的识别中，可能出现边缘识别不准确的情况，需要手动来调整其边界。

    4.3　BIM应用的商业价值评估

    （1）一模多用，避免在设计、分析时重复建模，大大提高了设计分析效率。

    （2）利用DynamoforRevit可视化编程平台进行二次开发可完成繁琐的重复工作，提高BIM工程师的工作效率。

    （3）通过碰撞检查在施工前发现各专业模型冲突的地方并做出调整，减少返工，降低施工成本。

    （4）通过施工进度模拟，在进度延误时能及时发现并找出原因，提升管理效率。

    参考文献

    [1]蔡雯怡，李强，高理福．基于BIM软件交互及价值的探索[J]．农家参谋，2017，（10）．

    [2]丁麟．BIM技术发展趋势与交互设计的应用探讨[J]．绿色建筑，2016，（2）．

    收稿日期：2018-08-13

    作者简介：文志彬（1991-），男，四川成都人，西南交通大学硕士研究生，研究方向：BIM技术应用。

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