淺談BIM技術在中小學建筑設計過程中的應用

劉夢曉

淺談BIM技術在中小學建筑設計過程中的應用

劉夢曉

（中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430000）

在我國進行基礎教育設施大力建設的背景之下，為了解決在發展過程中出現的上學難問題，更好的為農村人員隨遷子女提供義務教育，在我國各地對于中小學的建筑工程工作正如火如荼的展開。但是對于基礎教育設施的建筑設計相關要求較高，這就造成了成本難以控制的狀況，導致建筑施工工期相對來說較為緊張，而本篇文章組主要從BIM技術的相關特點以及在建筑設計方面存在的優勢作為一個簡單介紹，以及BIM技術在中小學建筑設計階段中的相關應用。例如可以進行可視化的設計，交流以及相關的設計分析對于結構的分析以及節能的分析與安全，疏散分析和碰撞檢查等各個問題。比較研究得出該技術對于中小學設計過程中的最佳使用方法，以此來更好地對建造過程中所出現的各種問題提出更好的解決方案，促進中小學建筑設計的更好發展。

BIM技術；設計階段；中小學建筑；施工工期

0 概述

在近幾年我國的教育事業不斷的發展背景之下，我國對于教育事業也越來越重視，相應的我國的一些基礎教育設施也不斷的完善。在我國的基礎教育設施建設過程當中，對于中小學建筑的建造工作顯得尤為重要，在對中小學建筑的建造過程之中，通常會面臨著一些相關問題，例如：建造的成本難以控制、對于中小學建筑設計的設計要求較高以及面臨著工期的進度超出預期時間等相關問題。BIM建筑信息模型技術則能夠更好的來解決這些問題。BIM屬于一種多維度模型的信息集成技術，它主要建立在CAD平臺的技術基礎之上來進行發展與完善，能夠更好的對于建筑工程項目施工的實體以及相關的功能特性信息以數字化的方式來進行更好的表達。

BIM技術可以應用在建筑工程中的項目規劃階段，設計階段，勘察階段以及相關的施工階段與運營維護等階段，從而能夠更好的使企業全生命周期各參與方在對于同一個建筑信息的模型基礎之上更便捷的進行數據共享。從而來更好地對施工的環境質量以及安全性等各個方面作出進一步的研究分析，系統的進行模擬于檢查，能夠為項目提供一個更好的優化方案以及更加科學合理的措施。針對BIM模型中所提到的一些問題以及相關的數據參考，在進行中小學建筑設計的過程當中合理的運用BIM技術能夠在一定的程度上來對建筑設計的成本控制與進度管理之中遇到的一些問題來進行深入探究與解決。

1 中小學建筑設計階段中的BIM技術的應用

對于建筑項目的整個階段來說，項目的設計階段可以作為最重要的一個部分，項目設計階段能夠為項目的建設成本以及相關的運營維護等成本起到一定的影響作用，并且對于整個施工過程的相關質量以及施工進度與項目投資，與在項目后期建設完成之后的相關使用效果以及各方面的經濟效益都有一定的相關聯系。對于中小學的教育建筑設計過程之中，要根據中小學教育的特點以及相關的實踐教學需求來更有針對性的進行學校建筑設計的相關工作完成。以此來更好的促進中小學建筑更具有科學性，合理性以及安全性。

1.1 可視化的設計交流

為了能夠給中小學的學生提供一個更加安靜，舒適的學習場地，要求在進行中小學建筑設計的過程當中要對建筑設計的科學性進行合理的規劃設計，將學校選址的周邊環境以及相關的設計方案之間相互參考使之更好地結合，在對中小學建筑設計時將周邊環境與學校的環境設計進行良好的融合達到最佳的狀態，以此來使中小學建筑的校園設計風格與周邊的環境相適應，從而能夠達到更好的教學環境效果。

對于建設可視化的設計來說，它所具備著較大的渲染以及動畫技術能夠更好的來建一個建筑模型。從三維設計作為出發點，從而能夠使建筑的幾何特征更精確的被表達，同時也能夠更好的將一些非幾何的信息匯集到三維的構建之中。能夠在一定程度上對于建筑的構建包含更多的智能化信息，能夠把一個單一的三維模型升級到一個集成化的信息平臺，除此之外，對于可視化SU模型的相關應用軟件也能利用動畫漫游的展示以及相關制作，來更好地把設計者所要表達出的設計意圖更加真實的展現出來。使中小學建筑設計時能夠把較為專業性的二維建筑表達得更加直觀化、通俗化，讓一些非專業的人員也能了解建筑設計項目。在對于中小學到建筑設計當中，能夠讓一些校領導以及參加該項目的相關人員更好地來對該項目的功能性判斷更加的高效明確，從而能夠在一定程度上來提高設計方案的可行性[1]。

1.2 設計分析

對于建筑設計的要求來說，能夠更好的為學生提供一個安全舒適的學習環境是其基本要求。采用BIM的技術能夠更好的來進行設計分析功能的應用，在設計分析當中對于相關的安全疏散分析，能耗分析以及結構分析各方面進行合理的把握。能夠使這些設計相關分析更好的提高中小學建筑項目的設計的安全性、節能性以及可實施性[2]。

1.2.1結構分析

在最初利用計算機來對建筑設計進行內部結構狀況進行分析的時候，其過程主要包括前處理，內在分析及后處理這三個相關步驟。在此當中對于內地分析及后處理來說都屬于結構分析軟件，能夠實現自動化執行，它們能夠在一定的程度上來避免人為的進行干擾。而對于前處理過程大多數都采用人機交互式輸入項目的一些相關信息，主要包括其建筑的結構簡圖以及建筑材料的相關參數，在整個項目的過程當中前處理可以說是最為關鍵的一步，也是建筑設計使用時間最長的階段。由于近幾年BIM技術的不斷發展，為建筑設計提供了一個更好的參考模型，對于BIM的相關軟件來說，能夠更好的對于模型當中的一些構建屬性實現信息的自動化轉化，從而來實現在前處理階段的分析實現軟件自動化的處理，以此來規避一些由于信息錯誤所產生的建筑設計問題，從而更好的來提高結構分析的準確度以及速度。

1.2.2節能分析

在對中小學建筑設計的過程當中，由于受到一些建筑項目中的風環境，聲環境以及熱環境等相關指標的影響，要求要在中小學建筑設計項目的前期確定這些外部因素的影響指標，但是由于缺少一定的技術手段，在對中小學建筑項目的指標分析模擬時會占用較多的費用以及時間。在這種情況下，采用綠建軟件技術則體現出其優勢，能夠更加便捷化的來對于建筑性能進行分析，能夠根據其對于建筑性能化中的一些影響因素來進行模擬式分析，例如，室外風環境模擬，室內自然通風環境模擬，建筑環境噪聲模擬以及自然采光模擬與校區熱環境模擬來進行相關分析，從而更好的對各項建筑性能分析來提高中小學建筑的采光，通風效果以及保溫隔熱與節能環保的效果[3]。

1.2.3安全疏散分析

室內人員的安全疏散時間的設置是防火墻設計的一項重要參考指標，在對于中小學建筑的設計過程之中，因為對于中小學生的人員來說，在使用建筑時，相關人員他們的年齡結構較為特殊以及其相關的人員分布密度較大，對于傳統的計算方法來說，在一定程度上沒有辦法更好地來對安全要求進行滿足。在BIM技術模型當中為這些安全性提供了數字化的真實空間環境，利用其模型來模擬人的行為，以此來模擬人員疏散過程中可能發生的狀況，對疏散時間進行數據統計，以此來更好的為中小學建筑設計安全性保駕護航[4]。

1.3 碰撞檢查

在近幾年教育改革的背景之下，對于我國素質教育的不斷重視，因此中小學的相關教師的功能也更加復雜化，在設立正常的班級上課的教教室之外，也要進行舞蹈教室，音樂教室以及計算機教室，科學實驗室等多功能教室的合理配置，而對于這些多功能教室來說，其中的設計方案中所需要更加復雜化的管線排布，這也在一定程度上來提高了中小學建筑設計難度。在傳統的設計之中，通常使用二維的圖紙，在這種情況之下，不能夠對于空間更好的表達，所以在圖紙當中往往會有一些無法預測的碰撞盲區。而且由于在進行設計時，各個方面都進行分工，使得一些設計方式呈現段格式的設計，在設計過程當中還要進行人工協調項目內容，從而使設計之中存在一些專業之間的問題碰撞，使得在施工過程中出現的各項問題導致對于施工時間產生了一些影響[5]。

在BIM技術的應用之中，能夠將不同的專業模型匯集成一個模型，如果相關的專業軟件來對空間沖突進行檢查，以此來更加科學合理地尋找出兩個專業構件之間所存在的一些空間沖突的問題，能夠更好的對操作者付出警報，以此再由人工來進行檢查確認。在檢查沖突時其基本流程一般多為從初步設計的后期來進行，在對于建筑設計的過程之中要進行反復的檢查，沖突以及確認，修改與及時更新模型的整個流程。來更好的對于沖突點檢查到位，并寫能夠根據這些問題來進行及時的修正。在進行碰撞檢查之后，能夠根據系統的提示來進行改正以此更好的來避免在設計過程當中存在的一些碰撞性問題，能夠使工期延誤的狀況得到一定的避免，使之更加有效地來對中小學建筑建造過程之中工期較為緊張的問題進行適當的解決[6]。

1.4 造價控制

對于在進行中小學建筑設計的過程當中，往往會出現成本過高的狀況，針對于成本的控制，是在進行中小學建筑建造過程中的重要難題之一。在造價控制的過程之中，設計階段是最為主要的一個階段。在對施工方案進行設計的時候，設計的成果以及設計過程對于成本控制來說是非常重要的。通常來說，在對建筑項目的設計階段進行有效的控制成本，有利于方案設計階段對工程進行簡單的估算以及初步計算來進行成本控制，但是因為在方案實施的過程當中會出現一些計算量較大以及變更較為頻繁的突發狀況，因此在施工過程當中，往往會對于工程中的概算以及估算缺乏一定的重視，從而造成了成本難以控制，錯過了初期最佳控制成本的時機。

在BIM為基礎之上對中小學建筑進行合理設計，能夠在一定程度上來對造價成本進行控制，使建筑設計的階段有較強的可實施性。在BIM的模型當中主要包括了建筑，空間以及構件等相關幾何信息，與此同時還對于構建的材料屬性相關信息，更加準確的來將這些專業的數據提供給工程量統計的相關軟件之中，能夠在一定程度上來規避統計工程量進行的建模工作所產生的相關誤差，對工程造價水平進行設計成果進行反映，為限額設計以為價值工程提供了一個更加優化的設計，為造價的控制提供了更加準確可行的方案，以此來促進中小學的建筑工程建設。

2 結束語

對于中小學建筑的設計以及后期的建造工作可以說是一項重要的建筑工程。在一定程度上，這項工程關系到教育民生的問題，并且對于建筑的更好設計來說，其社會性意義重大。在當今，BIM技術更廣泛的使用在建筑設計的過程當中，因此也可以同樣的采用在中小學建筑設計之中，采用BIM技術能夠更加高效的來對建筑施工前期過程中所出現的一些問題進行及時的解決糾正。例如，對于中小學建筑設計的相關要求較高以及成本難以控制與施工工期較為緊張等問題進行更好的解決。在建筑行業不斷發展的背景之下，BIM技術也隨之不斷的進行完善與優化，使中小學建筑設計方案的更加科學合理。

[1]涂文博. 基于BIM及GIS技術的鐵路選線課程設計改革研究[J]. 教育教學論壇,2020,(07):126-127.

[2]田國鋒,郭慧娟,高園,李玲芝,李春曉. 基于BIM技術的城市地下綜合管廊可視化設計研究[J]. 智庫時代,2019,(06):265-266.

[3]丁瑞鋒,王綏慶. 緯地BIM技術在太鳳高速復雜路段視距優化設計應用[J]. 中國新技術新產品,2021,(03):86-88.

[4]聶春龍,汪萍萍,劉雪洋,廖光亮. 基于BIM技術的工程精細化管理實例研究[J]. 項目管理技術,2019,17(02):81-85.

[5]亓培鑫,高鵬. BIM技術在現場施工管理中的應用[J]. 山西建筑,2019,45(05):249-251.

[6]賀天奇. BIM技術在公路工程建設領域的發展前景[J]. 四川建材,2020,45(02):155-156+158.

劉夢曉（1994.10- ），女，漢，籍貫：河南省三門峽市，職稱：助理工程師，學歷：碩士，單位：中交第二公路勘察設計研究院有限公司，研究方向：建筑設計。

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