BIM技術在東莞某工程項目設計、施工中的應用研究

潘勇

以東莞某工程項目為例，研究BIM 技術在設計階段中建筑最佳朝向分析、日照與遮擋分析、風環境模擬分析方面的應用；研究BIM 技術在施工階段中場布管理、模擬塔吊工作范圍、碰撞檢查、施工模擬仿真方面的應用，體現BIM 技術在實例項目上的應用價值。

一、 BIM 技術在設計階段的應用

1.建筑最佳朝向選擇

在建筑規劃過程中，建筑物的朝向是需要分析考慮的因素之一，主要是分析區域的日照環境性能，建筑的朝向決定建筑物所能獲得的日照時間以及太陽輻射量。BIM技術中有一款綠色建筑分析軟件（Ecotect）可以分析出區域的日照時間以及能夠獲得的太陽能輻射量，根據計算結果確定建筑物的朝向。通過計算得出分析圖，黃色箭頭所指方向（177.5 度）為建筑的最佳朝向，與規劃模型朝向基本一致，紅色箭頭所指方向（87.5 度）為建筑的最差朝向。

建筑最佳朝向分析圖

規劃模型朝向

2.日照與遮擋分析

日照是綠色建筑設計中的重要一環，建筑的使用功能以及區域的氣候決定了建筑對日照的需求。由于地球的運動，不同的區域，不同的時間，建筑所在區域的日照情況是時刻在變化，設計師需要根據建筑的使用功能以及區域的日照情況對建筑物所需日照時間和建筑遮擋進行合理的分析設計。

根據Ecotect 軟件計算出的分析圖可以看出，圖中顏色越冷說明日照的時間越短，顏色越暖說明日照時間的越長，右上方的比例尺顯示的是時間，單位為小時。從得出的日照時間分析圖看，使用軟件計算出的場地建筑群日照間距基本滿足日照時間的要求。

場地大寒日日照時間分析

場地大寒日日照時間分析

3.場地建筑群的陰影變換分析

上午8 點至下午5 點區域的陰影變換情況

4.風環境模擬分析

風、聲、溫度、光等各種環境因素對人的生活有著重要的影響，對于人而言，建筑環境因素是一種心理和身體的感知，只能用語言來形容，是難以直觀可見的。建筑設計師需要考慮各種建筑環境因素的變化，減少不利的環境因素，將有利的環境因素擴大到最大化。在外部環境中，風是一個較為重要的環境因素，對人的體感有直接的聯系，良好的風環境有利于改善建筑的通風條件，還可以降低建筑物的能源消耗，實現建筑的節能保溫效果。利用Ecotect 的一款CFD（流體動力學）插件（WinAir4）對建筑內外部流體環境進行分析模擬，生成可視化三維圖像。

10m標高位置風速分析圖

30m標高位置風速分析圖

50m標高位置風速分析圖

CFD 風流速分析圖中，風速的等值線范圍為0.00～1.80m/s，分析圖結果表明項目建筑群內部風流速分布良好，居住品質高。

90m標高位置風速分析圖

94m標高位置風速分析圖

二、BIM 技術在施工階段的應用

1.場布管理

BIM 技術具有三維可視化功能，傳統的施工現場平面實在二維平面進行布置的，合理性和科學性有所欠缺。利用BIM 技術的建模功能，建立施工現場的三維模型，對施工現場的使用空間進行合理科學的規劃，科學規劃出施工作業區域、材料加工區域、材料堆放區域以及生活區域等。同時利用BIM 技術可以模擬塔吊的工作影響范圍，通過模擬塔吊的工作影響范圍，對塔式起重機放置位置進行分析定位。

生活區域局部展示

材料加工、堆放區域局部展示

模擬塔吊影響范圍

2.碰撞檢查

隨著建筑業的飛速發展，建筑的結構越發復雜，項目的圖紙也越來越多，而傳統的2D 圖紙存在很大的不足，一個項目工程存在的圖紙很多，即使是項目經驗十分豐富的技術人員也很難通過主觀想象力來判斷出項目設計中的問題，因此很多各專業設計上的干涉問題會在施工過程中暴露出來，造成工程的變更，存在很大的延誤工期以及增加成本的風險，而通過BIM 技術中的碰撞檢查功能可以很好的避免這一問題的發生。

3.施工仿真模擬

BIM4D 技術的出現突破了傳統思維模式，為項目進度管控帶來了新的方法，通過BIM 技術的可視化以及仿真模擬等功能給項目施工進度管控帶來極大的方便。BIM4D 技術就是在三維BIM 模型的基礎上加上時間的維度，對項目實現4D 施工仿真模擬，提高項目進度管理的信息化水平、精度和效率。

三、結語

在項目設計階段利用BIM 技術的建筑的最佳朝向分析、日照與遮擋分析以及風環境模擬分析功能做出合理的規劃設計。項目施工階段，利用BIM 技術的場部管路功能可以對施工現場進行合理的規劃，對塔吊進行定位；利用BIM 技術的碰撞檢查功能對項目地下室進行碰撞分析，糾正設計錯誤，規避延誤工期的風險；BIM 4D 施工模擬仿真分析，提高項目進度管控水平，充分體現了BIM 技術在工程項目中的應用價值。