附件大小：0.52MB所屬分類：BIM資料分享會員：芳華分享時間：2021-09-10最后更新：資源簡介/截圖：摘 要: 近年來，我國已進入了城市軌道交通的快速發(fā)展期。建筑信息模型技術(shù)( BIM) 作為建筑業(yè)的全新技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于軌道交通工程的設(shè)計中。文章介紹了 BIM 技術(shù)的概念、應(yīng)用和發(fā)展，重點歸納了目前它在軌道交通工程設(shè)計中的可推廣應(yīng)用途徑。筆者通過自己參與的北京地鐵 7 號線百子灣站 BIM 建模應(yīng)用的實踐體驗，以及其他將 BIM 技術(shù)應(yīng)用于地鐵車站站內(nèi)管線碰撞檢查的案例經(jīng)驗，分析總結(jié)了 BIM 技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計應(yīng)用中存在的問題及原因。最后，對 BIM 技術(shù)在軌道交通工程領(lǐng)域中的發(fā)展做出了展望。1 引 言 近幾年，我國各大城市在大力推進軌道交通事業(yè)，地鐵建設(shè)和發(fā)展突飛猛進。城市軌道交通工程設(shè)計中涉及專業(yè)種類繁多、專業(yè)接口多、界面管理復(fù)雜，傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)信息在整個設(shè)計過程的集成 和 閉 環(huán)。 而 三 維 建 筑 信 息 模 型 ( Building Information Modeling，BIM) 以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目的各種相關(guān)信息，可用于設(shè)計、建造、管理等。在城市軌道交通建設(shè)項目中推廣應(yīng)用 BIM 技術(shù)，尤其是在設(shè)計階段的方案設(shè)計、可視化表現(xiàn)、土建及設(shè)備各專業(yè)協(xié)同工作、土建設(shè)計及管線綜合的自動碰撞檢測、施工圖設(shè)計等諸方面發(fā)揮其優(yōu)勢，有利于設(shè)計變更后的系統(tǒng)校核、對施工深化指導(dǎo)等，可以大大提高建筑工程的集成化程度，將設(shè)計乃至整個工程的質(zhì)量和效率顯著提高。BIM 的應(yīng)用源自美國。從 2003 年起，美國總務(wù)管理局制定了 3D-4D-BIM 計劃及 BIM 指南，后來陸續(xù)開展了 BIM 應(yīng)用的研究，并有州政府要求州內(nèi)新建公建項目必須應(yīng)用 BIM。目前，歐洲、亞洲已有多國政府致力于 BIM 標(biāo)準(zhǔn)的制定。我國從2003 年開始在工程建設(shè)行業(yè)引進 BIM 技術(shù)，目前以設(shè)計院應(yīng)用為主，政府及行業(yè)協(xié)會也越來越重視BIM 的應(yīng)用價值和意義［1］。國內(nèi)外學(xué)者對 BIM 技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研究大部分集中在三個方面。第一方面是概念層面，從宏觀角度出發(fā)，介紹 BIM 的概念和標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)發(fā)展及在設(shè)計中的應(yīng)用。第二方面是應(yīng)用層面，以 BIM 本身為立足點，討論在各工程建設(shè)行業(yè)中的使用、實踐及推廣。第三方面是技術(shù)層面，以 BIM 的技術(shù)特點為支撐點，做可視化、一體化、協(xié)同工作等研究。與國外相比，我國 BIM 技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展起步較 晚，在軌道交通工程建設(shè)中的應(yīng)用和論述較少。2 BIM 的概念、特點和發(fā)展 2． 1 BIM 的概念 建 筑 信 息 模 型 BIM ( Building Information Modeling) ，是以建筑物三維數(shù)字化為載體，貫穿建筑物全生命周期整個主線，將建筑設(shè)計、施工和管理等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)所需要的信息關(guān)聯(lián)起來，各工種協(xié)同工作而形成的建筑物信息集。2.2 BIM 的特點 2.2.1 信息集成 BIM 技術(shù)通過數(shù)字信息來模擬建筑物的真實信息，包括建筑體量的空間關(guān)系，幾何形狀描述的視覺信息，各個設(shè)計要素，如梁、柱、墻、管線、設(shè)備的幾何信息，各種建筑材料和構(gòu)件的物理和功能特性，及構(gòu)件連接方式、荷載等分析信息。歸根結(jié)底，BIM 的核心是通過數(shù)字信息來組建一個由計算機管控的三維模型數(shù)據(jù)庫，便于建筑師從中提取相關(guān)設(shè)計信息。這種設(shè)計方法與使用傳統(tǒng) CAD 線條繪圖的方法有很大差別。2 .2.2 工作可傳遞性 BIM 的基本特性之一是工程數(shù)據(jù)在設(shè)計創(chuàng)建時就有隨時保持一致的相互關(guān)聯(lián)性，即當(dāng)工程中的某項內(nèi)容被修改后，BIM 系統(tǒng)會立即自動將修改反映到所有受影響的其他圖元，而不需建筑師自己處理圖紙。這種特點使得應(yīng)用 BIM 系統(tǒng)的項目工作具有一定的連續(xù)性，工作成果能夠迅速體現(xiàn)在相關(guān)工程階段中，節(jié)省了人力，降低了成本，極大地提高了工作效率。2. 2.3 支持協(xié)同工作 BIM 系統(tǒng)為設(shè)計方、施工方、建設(shè)方和運營管理者搭建了一個及時溝通、同步工作、時時監(jiān)測的全新平臺，提高了工作水平和設(shè)計質(zhì)量。如: 利用BIM 搭建的三維模型來做梁、柱、管線等碰撞檢測，可以根據(jù)各專業(yè)不同的布設(shè)原則，同步自動檢測出各構(gòu)件間沖突或影響，提高了整個設(shè)計團隊中各專業(yè)溝通配合的效率。2.3 BIM 在建筑行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀 幾年來，BIM 技術(shù)已從早先提出的理想概念轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H應(yīng)用的設(shè)計工具，給整個建筑設(shè)計乃至施工、建設(shè)、管理等行業(yè)帶來了不同的機遇和挑戰(zhàn)。在我國，先進的建筑設(shè)計團隊和地產(chǎn)公司都成立了BIM 設(shè)計工作組。 BIM 給建筑行業(yè)的軟件應(yīng)用，增添了更多的智能工具，實現(xiàn)了更多的職能工序。它除了繼承計算機輔助設(shè)計的相應(yīng)功能，并將其使用范圍擴展到了更多的領(lǐng)域，如工程造價、進度安排，具有為工程建 設(shè)管理服務(wù)的潛能。2.4 BIM 在軌道交通工程設(shè)計中的發(fā)展趨勢 目前，國內(nèi)對于 BIM 技術(shù)引入、應(yīng)用及發(fā)展的研究層面大都在民用建筑設(shè)計領(lǐng)域，在軌道交通工程方面的使用和研究幾乎是空白。BIM 技術(shù)近兩年剛剛被引入到城市軌道交通工程設(shè)計建設(shè)當(dāng)中，主要是用于地鐵車站及周邊環(huán)境可視化設(shè)計和管線綜合的碰撞檢測。根據(jù) BIM 技術(shù)目前的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，未來它 可以在軌道交通工程前期、設(shè)計、施工、運營等各個階段中發(fā)揮重大作用，展現(xiàn)其三維可視化、分析優(yōu) 化設(shè)計、協(xié)同工作、資源共享等特性。3 BIM 技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用 3． 1 前期規(guī)劃 城市軌道交通前期規(guī)劃階段，在可行性研究的基礎(chǔ)上利用 BIM 思想能夠構(gòu)造出城市交通的三維模型。這個模型的構(gòu)成元素包含地質(zhì)條件、道橋情況、管線地形、特殊建構(gòu)筑物等固有特性，還包含自然科學(xué)、技術(shù)研究、社會科學(xué)、人文經(jīng)濟等多方面的信息和資料，如人口密度及組成、城市經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、出行分布等。基于這些模型信息能夠進行線網(wǎng)規(guī)模、日客運量、日換乘量、軌道線網(wǎng)平均運距等各種分析和計算。3.2 可視化設(shè)計 在方案設(shè)計和初步設(shè)計階段，建立車站三維實體模型，能夠從全局把握站位周邊地上地下的地形、道路、管線、建構(gòu)筑物等情況，快速直觀地推敲車站建筑主體和附屬體量( 如圖 1) ，還可結(jié)合車站一體化開發(fā)的范圍、造型等，剖析其功能布局。隨著項目的不斷推進，一般會探索多個設(shè)計方案。這些方案可以是概念上的方案設(shè)計，也可以是詳細的工程設(shè)計。BIM 使用設(shè)計選項允許建筑師利用一個模型同時開發(fā)和研究多個備選方案。由于模型的直觀可視化和可靠性，業(yè)主方、設(shè)計單位可以運用 BIM 模型相互溝通，發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，進行方案的論證和優(yōu)化，更大限度地發(fā)揮 BIM 的價值。BIM 技術(shù)用數(shù)字化的建筑構(gòu)件來表示真實的建筑物形態(tài)，對于傳統(tǒng)計算機輔助繪圖軟件用物理信息的幾何圖形來表示的設(shè)計方法，無疑是個根本的改變。3.3 協(xié)同設(shè)計 我國設(shè)計單位目前協(xié)同工作的基本現(xiàn)狀是: 設(shè)計分散、成果集中、需要時協(xié)同，簡單易行，比較符合目前設(shè)計單位網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和設(shè)計習(xí)慣。其協(xié)同設(shè)計主要是通過網(wǎng)絡(luò)通信軟件或數(shù)據(jù)中心，在設(shè)計單位局域網(wǎng)上建立電子郵件系統(tǒng)或即時通訊系統(tǒng)，設(shè)計人員和管理人員在此平臺環(huán)境下存取文件、查尋信息、交換或互提資料［3］。BIM 技術(shù)中所謂的“協(xié)同設(shè)計”，就是建筑、結(jié) 構(gòu)、設(shè)備等各個專業(yè)在同一個工作平臺下工作，設(shè)定的項目中心文件集體共享( 如圖 2) 。不同專業(yè)人員使用各自的 BIM 核心建模軟件建立自己專業(yè) 相關(guān)的 BIM 模型，與這個中心文件鏈接，并在與其同步后，將新創(chuàng)建或修改的信息自動添加到中心文件。這個中心文件就是建筑信息模型，各專業(yè)都可以在此模型中查看其他專業(yè)構(gòu)件的布置及信息，從 而實現(xiàn)信息共享。 圖 2 BIM 工作集中心文件．設(shè)計單位在方案設(shè)計、初步設(shè)計、乃至施工圖設(shè)計階段，均可按各個專業(yè)分類: 建筑工程師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師等在一個設(shè)計平臺上協(xié)同工作。建筑專業(yè)以墻柱、樓板、屋頂、門窗等構(gòu)件為基本圖元; 結(jié)構(gòu)專業(yè)以梁、板、柱為主; 設(shè)備專業(yè)的基本圖元構(gòu)件較多，大致分成水、暖、電、消防等幾個系統(tǒng)。每一種基本圖元都可以組合成復(fù)雜的體量，被歸成“族”，類似 CAD 的塊。最終，由各專業(yè)協(xié)同工作、搭建出完整的 BIM 模型。3.4 優(yōu)化設(shè)計 建筑設(shè)計是一個反復(fù)修改的優(yōu)化過程。以往設(shè)計中稍有變更，就需要手動修改各種圖紙中的相關(guān)信息，費時費力，還容易出現(xiàn)信息不匹配的現(xiàn)象，如果到施工階段才發(fā)現(xiàn)，便可能造成變更、返工、浪費資源。在 BIM 模型中，圖紙是其中的一種視圖類型。根據(jù)要創(chuàng)建的圖紙類型，可以在視圖中直接添加平面、剖面、立面和三維視圖等不同模型界面。BIM模型中的所有圖元構(gòu)件都是基于一定的邏輯關(guān)系生成的，設(shè)計文件中的各個圖紙視圖和模型構(gòu)建等圖元都是關(guān)聯(lián)在一起的，任何部分的修改都能夠自動修改并相應(yīng)反映到其他圖紙視圖及與模型相關(guān)的全部子項，引起關(guān)聯(lián)變更。因此，整個項目中多專業(yè)協(xié)同工作在任何時刻、任何地方由任何一個專業(yè)所做的任何變更，均可確保各專業(yè)設(shè)計文件保持協(xié)調(diào)一致和完整，并保證實時最新的信息。這大大減少了設(shè)計人員的重復(fù)勞動和錯誤率，節(jié)約資源、提高效率、降低成本。xa0