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数字化引领建筑设计革新
- 时间:2025-04-03 09:51
- 来源:中国建设报
□ 纪沐辰
设计是工程项目建设的起点,设计成果决定了工程规模和部分成本投入,对项目全生命周期具有深远影响。数字化技术的快速发展及应用,为建筑设计带来了前所未有的创新和便利,也为智能建造发展注入新动能。当前,数字设计正引领着建筑设计行业进入全新时代。
BIM应用提升设计品质
随着数字技术的发展,BIM(建筑信息模型)技术已经成为建筑设计行业数字化转型的核心工具。
在位于河南省郑州市的上汽资产河南总部基地项目,该工程在设计阶段应用BIM技术,通过技术的参数化、可视化、协同性等提升整体设计品质。为准确获取项目原始地形数据,采用倾斜摄影技术对规划场地进行影像采集,经校正后输出精确的模型数据或点云模型,导入BIM软件生成三维地形模型,以此作为场地设计依据。此外,对室外声环境、气流组织、构件隔声性能、建筑碳排放等因素进行绿色仿真分析,通过BIM模型统计建筑面积、容积率、绿地率、重要位置坐标点、高程点等各项指标,依据仿真数据和各项指标修正园区规划布局、建筑体量方案。
在湖南省长沙市湘江科创基地项目,BIM团队以“一模到底、一模多用”为基本原则,开展了全过程BIM正向设计多专业协同应用。方案阶段进行了BIM建筑性能分析,初步设计阶段进行了BIM结构仿真设计、BIM抗震信息仿真设计、智能辅助设计,施工图设计阶段完成了BIM装配式设计出图、净高分析及优化、管综深化设计及出图、施工图BIM审查—设计规范合规性检查、BIM算量等应用,将BIM技术融入设计阶段全过程中,全面提升设计品质,为项目建设保驾护航。
技术的应用离不开政策的支持,浙江省聚力数字化设计,印发《浙江省装配式建筑BIM设计规则及设计深度导则》,进一步强化技术支撑,促进BIM技术全过程应用。嘉兴市要求全市甲级设计院BIM设计的项目达到15%,通过BIM优化的项目超过50%。台州成立BIM中心,统一提供施工模拟、工程量计算等信息,有效实现开源节流。
安徽省合肥市出台《关于加快智能建造技术推广应用的通知(试行)》,要求应用BIM技术进行数字化辅助设计,实现图模核查、管线综合方案设计、深化设计等应用,推广BIM技术的标准化部品部件库,BIM模型应经审查并上传至合肥市智慧建造管理平台,或采用能提升施工图设计质量和效率的AI智能辅助设计技术。
山东省日照市出台《关于推进建筑信息模型(BIM)技术应用的通知》,支持多家设计单位成立BIM设计研究中心,推进BIM正向设计。
协同设计实现降本增效
协同设计通过技术融合、流程重构与数据贯通,成为推动行业数字化转型的核心引擎。不仅提升效率、节约成本,还通过系统性优化为智能建造发展提供有力支撑。
湖南师范大学桃花坪高校学生宿舍项目是装配式建筑全过程标准化快速建造试点项目。在设计阶段,组织建筑、结构、电力、暖通、给排水等不同专业在同一平台设计作业,做到了“协同设计、同台唱戏、一模到底”,为项目高标准建模提供了基础条件。在生产阶段,结合设计成果,BIM装配式建筑智能设计软件快速生成构件拆分模型,导出深化设计图纸,同步进行部品部件自动化、智能化生产。在施工阶段,将BIM深化模型导入“智慧工地管理平台”,提高了沟通效率和人工劳动效率。整体比对分析,该项目数字协同设计的全过程应用使建造效率提高了约20%,项目用工量减少了15%左右。
陕西省注重推动发展数字化设计,统筹推进数字化集成设计体系平台建设。西安市在智能建造试点项目中组织实施了BIM在房屋建筑工程中的正向设计,将施工图设计与深化设计合二为一,通过协同设计平台实现图、模联动与设计图审,形成一套可直接用于指导施工的建筑信息模型。通过基于EPC项目实施BIM正向设计、施工协同平台等技术应用,实现质量安全问题数量呈下降趋势,减少了返工返修工作量,提高了工作效率。
在铜川市,新龙城幼儿园项目基于BIM设计协同平台建立起协同设计环境,实现各专业、各阶段的云端协同。项目设计过程中,各专业基于工作单元完成基础模型,并基于软件平台进行提资和三维协同设计,以工作单元参照链接方式进行模型协同,以提资视图方式解决提资内容表达问题。设计完成后,将模型图纸提交至协同平台,进入校审阶段。项目团队通过构件级的协同方式,实现信息的实时共享与更新,确保所有相关专业人员都能在同一平台上获取最新的设计变更与图纸信息,减少因信息不对称而带来的沟通成本,减少设计错误、提升设计质量。管线综合应用项目团队根据平台集成的管综碰撞检查功能,自定义筛选检查范围、楼层、专业、构件类型、碰撞类型等开展碰撞检查。基于碰撞检查结果,添加处理方案定向推送至工具端,结合软件内置管线排布优化原则,直接应用管综功能对模型进行优化,确保设计成果满足规范与施工安装要求。
数字转型带动产业发展
传统行业数字化建设将带动产业全链条转型升级,为行业高质量发展注入新动能。近年来,北京市大力发展智能建造,其中数字设计关键技术研发取得重要进展。北京构力、奥雅纳工程咨询公司依托PKPM软件平台,推出了结构智能辅助设计软件PKPM-AID,推动建筑结构自动化、智能化技术应用,大大减轻设计师工作强度。此外,在城市轨道交通方面,北京市建立了AI智能设计系统,通过建立设计知识数据管理系统平台,完成相应设计数据参数化、模块化建设,实现数据的交换、保存、更新、共享、备份、分发和存证等功能;通过研发以参数设计、图形驱动、标准模块、快速出图、准确出量的交互式设计为主线,涵盖建筑、结构、设备、系统等全专业的智能画图系统,实现参数化出图、工程数量自动统计等核心功能,并完成设计数据参数入库,驱动下游建设、运维增值服务。
在东北地区,黑龙江省突出冰雪优势,冰雪大世界四季冰雪项目采用BIM+云计算+大数据+物联网智能化管控平台,通过BIM正向设计,在大幅度缩短施工工期的同时,有效提高了施工精确度,还对项目后期运营提供了便利。
在西部地区,西藏自治区支持设计企业建立数字化集成设计平台,为工厂化生产、装配化施工提供支撑。探索AI技术、BIM技术在施工图审查领域的应用,逐步推进工程设计文件数字化交付。新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市探索开展了“国网新疆超高压分公司运维检修用房工程项目”的BIM设计文件审图工作,对建筑、结构等全专业进行智能化审图及人工辅助审图,并形成了审图报告。
当前,《智能建造技术导则(试行)》对数字设计提出了更高要求:综合建筑、结构、机电、装修装饰、景观园林等专业需求,统筹勘察、设计、生产、施工、运维等阶段,提高设计整体性与协调性,确保设计深度符合生产、施工和运维要求。
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