BIM技术在超高层建筑工程设计施工一体化中的应用

BIM技术在超高层建筑工程设计施工一体化中的应用

郑永益

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摘要：随着社会的发展,城市人口的数量急剧增加,超高层建筑的修建对于缓解越来越紧缺的城市土地资源,解决人们居住的问题发挥着积极的作用。近几年以来,BIM技术在建筑行业的广泛应用,为建筑的设计,施工,后期运营提供了很多的帮助。本文首先分析BIM技术的基本概念及其特征,进而分析了BIM技术在建筑设计及施工中的应用,为以后在这一方面的研究提供了可供参考的资料.。

关键词：BIM技术；超高层；建筑工程；深化设计；施工

近年来，随着土地资源紧张问题日益严重，高层建筑、超高层建筑数量越来越多，已经成为建筑工程的主要发展方向。超高层建筑比普通建筑的高度高、楼层数多，设计与施工的难度也更大。因此，超高层建筑建设过程中应积极应用 BIM 技 术，实现设计施工一体化，以提升超高层建筑工程的施工效率与质量。

1 BIM 技术在超高层建筑工程中的应用策略

1.1开展可视化设计

以往的超高层建筑建设中，设计与施工之间存在壁垒。同时在设计阶段，立面、 平面、门窗表以及剖面图等也通常作为独立的个体进行设计。由于信息沟通不畅，因此图纸设计过程中经常出现错误，影响设计质量与后续施工效率。而设计施工一体化中对BIM技术进行有效应用，可以为业主、工程师、设计师等相关人员提供一个共享平台，在这个高度模拟、可视化的平台上，各方人员可以更加直观、方便地了解设计方案，发现问题时可以及时解决，从而为后续提高施工效率与质量奠定基础。

1.2开展参数化设计

超高层建筑项目建设过程中，可以将参数化设计方法有机应用在设计环节 的各个阶段，在此基础上制作逻辑模型，实现对复杂几何模型的有效定义与操作， 以便实现多专业的协同发展。超高层建筑项目设计中，在定义结构复杂体系、 高性能造型时，必须应用参数化设计。这样就能以几何的角度对建筑平面、三维空间进行定义与呈现。

1.3开展协同设计

超高层建筑项目建设过程中，设计阶段通常会涉及许多具体专业的设计， 且不同专业设计之间存在相互影响、相互制约的关系。在此背景下，有必要寻找一种可供多专业进行协同设计的方法， 以促进不同专业设计之间的有效协作，避免产生冲突和矛盾。实践表明，超高 层建筑工程建设过程中对BIM技术进行有效应用，正是现阶段最有效的多专业协同设计手段。 实践中只需在BIM系统中构建出超高层建筑项目的仿真3D模型，便可以轻松实现多专业协同设计，期间无论何种专业的任一项设计发生了改变，与之相关联的部分都会随之进行自动调整，并及时通知相关设计人员。而设计人员也可及时根据3D模型来展开设计分析，从而提升整体设计的协调性。同时，如果设计、施工中出现变更，只需借助 BIM系统调整对应的参数，与其相关的参数便可以自动改变，从而缩短参数调整时间、节约变更费用。

1.4开展建筑性能分析

超高层建筑工程建设过程中，可以应用BIM技术开展建筑性能分析。通过高度模拟的BIM系统，结合材料数据、 价格信息、3D 模型数据以及其他各种数据，设计人员可在不同视角对超高层建筑项目进行评估。例如可以开展室内自然通风、室内自然采光等模拟，综合性评估超高层建筑的性能。

1.5开展深化设计

超高层建筑工程建设过程中，可以应用BIM技术开展深化设计，获得更加准确的数据之后，多方之间再借助可视化平台进行沟通，针对细节部分进行研究。例如某超高层建筑项目为装配式混凝土建筑，其预制构件包括楼板、墙板、空调板、楼梯板、阳台板、框架梁及柱等，通过构建出相应的3D模型，辅助开展深 化设计。在深化设计中，需要充分考虑装配 率问题、构件制作问题、安装工艺问题、空间结构及布局问题等，同时根据建筑的实际使用功能、主体结构形式等选择便于重复生产、适合装配化施工、模数协调的构件，还要做好构件拆分工作。而在构件拆分方面，BIM系统中的Structural Precast for Revit插件具有重要的应用价值，基于该插件可对构件进行合理分类与高效整理。

1.6预制构件施工管控

超高层建筑工程建设过程中应用BIM技术时，可以在预制构件的设计、生产、 运输、采购、现场装配等全过程中，灵活应用身份识别技术和无线移动终端技术等，以实现预制构件设计、生产、装配的效率与质量，减少差错事件的发生。同时，在工厂内生产预制构件的时候，可以有效应用BIM模型，对全部预制构件进行高效管理，避免一些环节发生错误，减少不必要的资源浪费。

1.7 开展管理工作

基于先进的BIM技术可以使各方面管理工作变得更加方便、快捷与高效。首 先，为保证施工技术选择的合理性及应用的正确性与规范性，可借助BIM系统 打破施工企业间的信息孤岛，实现政府、监管单位与施工企业间的管理数据对接 和资源整合，自动获取并实时监督施工过程中的各项技术指标数据及变化。其次，施工环境对于超高层建筑项目的施 工质量、施工安全、绿色施工等均具有不容忽视的影响。BIM系统拥有数据挖掘 数据统计、数据分析以及云计算等功能， 结合传感器设备可实现对施工现场粉尘、噪声等进行综合评估和风险预警，以方便 进行施工环境管理，规避环境损害。

2 设计施工一体化的优势

2.1 有利于提高管理效率

超高层建筑工程设计、施工相互独立的情况下，管理上也互不相关，无法保障管理的统一性，容易出现管理不到位的现象，影响超高层建筑项目的建设质量。依托BIM技术实现设计施工一体化，能够打破设计与施工之间的壁垒，各个阶段可以实现紧密衔接，因此可以将管理贯穿在超高层建筑项目的建设全过程中，有利于提高管理效率与质量。

2.2 有利于实现建设目标

超高层建筑项目设计、施工相互独立的情况下，设计人员与施工人员之间缺 乏沟通，信息沟通不畅，便可能出现理解、认知误差，降低设计的可行性，提高变更风险，影响施工进度，甚至导致施工无法顺利开展，不仅会延误施工进度、 增加施工成本，还会导致超高层建筑项目的建设目标无法实现。依托BIM技术 实现设计施工一体化，使得设计与施工之间实现了紧密联系。设计阶段，施工人员可以参与设计工作，了解设计方案；施工阶段，设计人员可以到施工现场进行指导，保障施工能够顺利开展。此外，设计与施工之间的紧密联系便于及时发现问题、解决问题，从而有利于更好、 更快地实现超高层建筑项目的建设目标。

2.3 有利于提高经济效益

超高层建筑工程建设过程中，依托BIM 术实现设计施工一体化，有利于促进经济效益的提高。 首先，设计施工一体化使得设计与施工之间的联系更加紧密，有利于提高设计、施工环节人力、财力、物力的利用率，避免不必要的资源浪费，降低超高层建筑项目的建设成本，提高经济效益；其次，设计施工一体化模式下，可实现全过程、 全方位、高效的管理，有利于提高施工管理水平，保障施工的顺利进行，提高施工效率、加快施工进度，实现尽快完工，达到降本增效的目的；最后，设计施工 一体化模式下，设计、施工各部分密切衔接，可减少质量问题的出现，保障超高层建筑项目的建设质量，提高超高层 建筑项目的经济效益。

3 结语

在采取设计施工一体化模式的超高层建筑工程中，可应用BIM技术开展可视 化设计、参数化设计、协同设计、建筑性能分析、深化设计等工作，有利于提高管理效率、实现建设目标、提高经济效益。接下来，应进一步加深对BI技术的研究，探索BIM技术在建筑工程中的创新应用思路，解决BIM技术在实际应用过程中遇到的问题，以充分发挥先进技术的优势，推动建筑行业的健康发展。

参考文献：

[1] 虞奇,张仁友,何瑞金 . 基于EPC模式的建筑工程设计、施工一体化BIM应用 [J].工程建设与设计,2021（22）：107-110.