BIM技術(shù)在地鐵車站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

吳劍蘭

摘? ? 要：BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、施工工藝、運(yùn)營維護(hù)及管理的數(shù)據(jù)化工具，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地鐵車站設(shè)計(jì);應(yīng)用

1? 概述

1.1? BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)具有可視化與模擬性等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中，具有信息集成化特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)三維模型設(shè)計(jì)，形成數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建信息模型，能夠?yàn)榈罔F車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提供各類信息，輸出3D圖紙。

1.2? ?BIM技術(shù)的優(yōu)勢

（1）可視化優(yōu)勢。在地鐵車站設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)工作還要依靠于傳統(tǒng)的CAD軟件，通過平、立、剖等方式來展現(xiàn)設(shè)計(jì)成果。在現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，由于地鐵車站設(shè)計(jì)的規(guī)模相對(duì)較大，僅依靠基于二維圖紙的構(gòu)想和設(shè)計(jì)是很難完成的。而BIM技術(shù)的應(yīng)用則可以通過特殊的設(shè)計(jì)方式來達(dá)到可視化效果，能夠讓設(shè)計(jì)師通過三維立體的思考方式完成建筑設(shè)計(jì)，同時(shí)也方便設(shè)計(jì)過程中的改動(dòng)和調(diào)整，可視化效果非常明顯。

（2）協(xié)調(diào)性優(yōu)勢。BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖＰ偷男畔⑦M(jìn)行適當(dāng)?shù)奶砑踊騽h除或修改，使模型數(shù)據(jù)與實(shí)際情況更加符合，換言之，BIM技術(shù)建模能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)施更新，與實(shí)際情況具有一定協(xié)調(diào)性。此外，BIM技術(shù)還可以用于各項(xiàng)任務(wù)工作的檢查，保證建筑施工的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中存在的問題，保證施工的順利進(jìn)行。

（3）模擬性優(yōu)勢。BIM技術(shù)除了可以對(duì)建筑進(jìn)行三維模擬外，還可以對(duì)建筑的節(jié)能、照明以及緊急疏散通道進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，節(jié)約資源，提高建筑施工過程中的安全穩(wěn)定性。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)施工建筑的精細(xì)化模擬，讓施工更加貼合實(shí)際，符合科學(xué)，進(jìn)而節(jié)約施工時(shí)間、控制施工成本。可以說，BIM技術(shù)的模擬性對(duì)于地鐵車站設(shè)計(jì)有著重要的作用。

2? ?BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用流程

2.1? 車站結(jié)構(gòu)建模

開展地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)，要?jiǎng)?chuàng)建構(gòu)件族，再利用族文件與系統(tǒng)族文件等，創(chuàng)建地鐵車站站臺(tái)區(qū)3D模型。設(shè)計(jì)人員通過點(diǎn)擊分析模型，能夠查看模型。依據(jù)地質(zhì)條件，來設(shè)置并且定義荷載組合。

2.2? 結(jié)構(gòu)分析

利用BIM模型，進(jìn)行碰撞檢查分析，比如支座檢查與物理模型檢查等。在分析的過程中，可設(shè)置自重工況與材料等，獲得地鐵車站Robot結(jié)構(gòu)分析模型。利用Robot Structure軟件，能夠讀取并且使用Revit關(guān)于荷載組合定義，按照相關(guān)規(guī)范，進(jìn)行荷載組合計(jì)算分析。通過分析建筑模型，進(jìn)行車站結(jié)構(gòu)檢查分析，基于檢查結(jié)果，來修改與調(diào)整結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

3? ?BIM技術(shù)在地鐵車站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1? 在地鐵車站結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)的過程中：①要?jiǎng)?chuàng)建合適的構(gòu)件族，在軟件上滿足設(shè)計(jì)的需求。②選擇適合我國地鐵車站發(fā)展模式的項(xiàng)目樣板文件來展開設(shè)計(jì)，使用創(chuàng)建的族文件以及系統(tǒng)既定的族文件共同來創(chuàng)建三維模型。③根據(jù)地鐵車站的地質(zhì)條件來設(shè)置邊界約束，滿足建筑的需要。

3.2? 在地鐵車站結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用

在地鐵車站結(jié)構(gòu)分析中，可以對(duì)BIM模型進(jìn)行相應(yīng)的檢查使其逐漸完善，如：支座檢查、物理分析等。在檢查的過程中，需要對(duì)一些基本選項(xiàng)以及附加選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，如：材料、工況、模型轉(zhuǎn)換等。在此過程中需要有兩個(gè)軟件來進(jìn)行雙向?qū)樱≧evitextensions以及Robot StructureAnalysis Professional，通過前者進(jìn)行的設(shè)置完全可以被后者識(shí)別和使用，不需要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)的設(shè)置，使用起來十分方便。

3.3? 在地鐵車站施工明細(xì)表中的應(yīng)用

地鐵車站的建設(shè)是一項(xiàng)十分龐大的工程，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不能夠滿足其發(fā)展需求。地鐵施工中會(huì)產(chǎn)生較多的數(shù)據(jù)參數(shù)信息，而BIM技術(shù)的使用改變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式，通過信息建模來快速生成構(gòu)件明細(xì)表，為工程提供更加準(zhǔn)確的造價(jià)預(yù)估。比如：在對(duì)地鐵車站的墻體進(jìn)行明細(xì)統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)要事無巨細(xì)，在設(shè)置其參數(shù)的過程中應(yīng)當(dāng)要包括諸如體積、功能、型號(hào)、制造商、成本、防火等級(jí)以及用途等，以便能夠?qū)ο嚓P(guān)信息“一覽無余”。

3.4? 在資料維護(hù)中的應(yīng)用

地鐵車站在運(yùn)營的過程中會(huì)產(chǎn)生很多資料，所包含的系統(tǒng)也較多，如：信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)等，每項(xiàng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)資料，如人的神經(jīng)系統(tǒng)般錯(cuò)綜復(fù)雜，資料的日常維護(hù)非常困難，一旦出錯(cuò)則可能造成車站發(fā)生事故。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過建立資料模型庫來將所有的數(shù)據(jù)錄入到其中，直觀且清晰，全面且詳細(xì)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供更加精確的數(shù)據(jù)信息，降低了事故的發(fā)生概率。

3.5? 在各項(xiàng)分功能中的應(yīng)用

①在防災(zāi)逃生中的應(yīng)用。在使用BIM技術(shù)對(duì)地鐵車站進(jìn)行建模的過程中，可以利用相關(guān)軟件對(duì)對(duì)正常工況以及火災(zāi)工況下的乘客行為進(jìn)行模擬，并以乘客的年齡作為基礎(chǔ)，對(duì)逃生行為進(jìn)行全面模擬，根據(jù)模擬的效果來判定哪些部位存在狀況，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改善，保證地鐵車站運(yùn)行的安全性。②對(duì)車站節(jié)能和乘客的舒適程度進(jìn)行分析。BIM模型是一種三維立體模型，在其中包括地鐵車站的各種構(gòu)件、結(jié)構(gòu)以及建筑材料的信息，設(shè)計(jì)師可以利用模型來對(duì)環(huán)境的舒適程度、車站節(jié)能進(jìn)行分析，通過分析來采取最優(yōu)的節(jié)能方案，并及時(shí)對(duì)環(huán)境的舒適程度進(jìn)行調(diào)整，以便能夠改善地鐵車站的環(huán)境。

3.6? BIM協(xié)同設(shè)計(jì)

Revit協(xié)同模式有工作集模式和鏈接模式兩種方式。工作集模式是每個(gè)設(shè)計(jì)人員在本地計(jì)算機(jī)對(duì)同一個(gè)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容及時(shí)更新到服務(wù)器的中心文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，可實(shí)現(xiàn)信息雙向同步更新，而對(duì)于設(shè)計(jì)大體量、繁雜的模型時(shí)運(yùn)行速度慢、不穩(wěn)定，且文件共享時(shí)權(quán)限管理不方便;鏈接模式是各專業(yè)通過Revit中的復(fù)制/監(jiān)視、協(xié)調(diào)查閱的功能來實(shí)現(xiàn)不同模型文件間的信息溝通。鏈接模式的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)大體量、復(fù)雜模型時(shí)運(yùn)行速度快、穩(wěn)定，權(quán)限管理簡單，適合不同專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計(jì)，但鏈接模型時(shí)往往是信息單向傳遞，協(xié)同性較弱，且模型整合和出圖時(shí)易出現(xiàn)顯示樣式問題。鐵路車站BIM設(shè)計(jì)各專業(yè)接口繁雜，為提高協(xié)同設(shè)計(jì)的可靠性和高效性，各專業(yè)進(jìn)行了深入的探索，最終確定專業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)采用鏈接模式，專業(yè)內(nèi)部間協(xié)同設(shè)計(jì)采用工作集模式。采用鏈接模式整合各專業(yè)BIM模型時(shí)，原模型中構(gòu)件的顯示樣式會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到默認(rèn)狀態(tài)，導(dǎo)致出圖時(shí)需要大量調(diào)整線型、顏色等工作。Revit鏈接模型不能自動(dòng)更新，各專業(yè)工程師的本地文件無法自動(dòng)更新到服務(wù)器上，需要手動(dòng)更新，大大影響B(tài)IM協(xié)同設(shè)計(jì)的高效性。經(jīng)過BIM項(xiàng)目組成員的研究，運(yùn)用文件同步工具Allway Sync可以達(dá)到自動(dòng)更新的目的，達(dá)到跟Revit工作集一樣的工作協(xié)同效果。Revit鏈接模式工作協(xié)同的實(shí)施方法：各專業(yè)BIM設(shè)計(jì)者在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)工作，每個(gè)專業(yè)單獨(dú)編輯各自的項(xiàng)目文件，項(xiàng)目文件夾命名為“**項(xiàng)目”，文件保存在本地電腦上;在公共服務(wù)器上建立項(xiàng)目公用文件夾，命名為“**項(xiàng)目協(xié)同文件”;各專業(yè)編輯本地計(jì)算機(jī)上的文件，通過Revit鏈接公共服務(wù)器內(nèi)的其他專業(yè)文件，通過Allway Sync進(jìn)行本地文件與公共服務(wù)器中文件的同步。

4? 結(jié)語

綜上所述，利用BIM技術(shù)，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段相比，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管線碰撞檢測，確保檢測的準(zhǔn)確性，優(yōu)化施工方案，為地鐵車站施工提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

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