基于BIM技術的建筑節能與結構協同設計

張 富

南充職業技術學院土木與建筑工程學院

1 前言

對于傳統的建筑節能設計方法來說，它與工程實際結果擬合度是比較差的，這直接導致了相關能源的利用效率比較低，結構設計少于和建筑節能相結合。當前科技的發展進步直接促進了BIM技術的產生和發展，基于BIM技術，建筑節能與結構協同設計也相應的進一步發展。通過BIM技術可以對建筑結構進行更加合理化的劃分，在這個基礎上對結構進行相應的優化設計，利用建筑規定性指標和建筑能耗總量可以設計出一個建筑節能與結構相協調的最佳方案。這樣一來能源的利用效率可以得到顯著提升，并且建筑工程結構的實用性也可以得到顯著發展[1]，建筑造價更加節約。

2 關于BIM技術的應用概述

在進行建筑節能與結構協同設計的過程當中，對BIM 技術加以應用的話可以在很大的程度上促進建筑施工圖設計質量的有效提升。由于BIM 技術所進行的三維化呈現，所以在進行工程結構設計階段往往會取得比較好的效果，這樣在投入到后續施工的過程時就可以大大的縮短工期，有效的節省資金的投入，并確保整個工程結構的安全性得以提高。對于一些規模比較大的建筑工程來說，往往可以結借助于BIM 技術發揮出更大化的價值。因此在建筑工程設計領域，相關的專業人員需要相應的加強BIM 技術中核心技術的推廣和應用，這樣一來建筑工程設計的質量將會得到顯著的提升[2]。

3 結構協同設計當中BIM技術的應用

3.1 關于BIM技術的主要應用思想

在當前建筑行業的整體發展過程當中，各種新的建筑思想也相繼出現，這對于建筑行業的整體發展來說是會產生一定的推動作用，建筑協同設計思想在更大的程度上滿足了建筑、設備和結構等所有專業井然有序的工作安排需求。因此其基于突出的發展優勢，逐漸的得到了越來越多的建筑設計企業管理人員和相關專業人員的重視。對于建筑工程項目來說，其所涉及到的各個部門都可以通過BIM 平臺軟件來實現對于相關數據的共享。

3.2 結構協同設計中可視化設計BIM技術的應用

利用BIM技術來進行結構設計和普通的二維圖紙的方式來進行比較的話，最大的不同點在于BIM 技術可以實現三維可視化的應用，借助于數字化的建筑構件可以代表真實條件下所存在的真實建筑物構件。就當前的實際發展狀況來看的話，可以說BIM技術的產生和應用徹底改變了傳統的利用計算機輔助繪圖軟件來繪制幾何圖形的設計方式。一旦需要實施建筑節能設計的時候，利用BIM技術平臺的三維實體模型，可以對建筑工程結構的造型和功能進行更加細致全面的分析。這樣在進行節能與結構協同設計的時候，就可以實現建筑節能設計當中各個相關環節的綜合性展現，對于最終的設計結構無疑會產生積極作用[3]。當前我國房地產業迅速發展，建筑面積需求越來越多，因此建筑的規模也是越來越大。對大規模的建筑我們更需要利用BIM技術平臺下的可視化技術來對建筑結構模型進行相應地分析，并且還可以有效的控制建筑結構自身的適配性，在這樣的發展基礎上可以選擇出一個更佳的建筑結構設計方案。

3.3 結構協同設計中參數化設計BIM技術的應用

在進行建筑節能與結構協同設計的過程當中，對于相關的數據必須要確保其正確性。首先來說，需要進行相關數據信息的參數化建筑，可以根據實際的建筑形體特征來創建出一個相應的結構形式，這樣一來就可以極大的提升工程設計的整體效率。其次可以構件起建筑工程結構的分析模型，這時利用BIM技術可以對相關的建筑工程結構的信息進行相應處理，并且還可以科學合理的對相關的數據信息進行分析。BIM技術可以實現對建筑結構實體構件的創建，并且還可以根據相關的數據信息自動的生成相關的數據模型，這樣一來就可以對剛度數據和節點信息等的相關數據信息進行合理化的處理[4]，最后還可以進行多方案的結構優化設計。在進行建筑工程建設的時候可以對相關的建筑模型進行處理，并且在進行結構方案設計的時候往往會同時有多種可供選擇的方案，所以參數化BIM 設計平臺可以相應的允許相關設計人員設計出多個滿足結構安全的備選方案，然后在相關的模型當中也會相應的設定出相關的選項[5]。

4 基于BIM技術的建筑節能與結構協同設計優化

BIM 技術在進行應用的過程當中既有一定的優勢，同時也會相應的存在著一些問題。在利用其進行建筑節能與結構協同設計優化的過程當中，為了確保建筑工程的最終設計質量，所以說相關的專業人員需要針對于BIM技術自身的技術應用難點來進行解決方式的探究，對基于BIM 技術的建筑結構協同設計進行相應的優化。

首先來說，相關的專業人員需要對項目樣板來做出科學合理的創建，利用BIM 技術構建起模型并確保模型構建的科學合理性，這樣可以有效的提升設計工作開展的效率。在進行實際的設計工作的時候，相關的設計人員需要結合建筑工程的實際需求來進行相關軟件的重置。對于項目視圖結構來說，工作人員在開展具體工作的時候，要盡可能的保障視圖結構的層次清晰，這樣做有助于對視圖進行管理，繼而提升工作的效率，對于那些當前設計過程當中不需要的內容，可以相應的對其進行隱藏[6]。

其次還需要實現常用和異型構件族的創建，鋼結構和預制構件在建筑工程項目當中的出現頻率還是相當來說比較高的，設計人員在開展具體工作的時候需要根據工程項目的相關需要來進行構件選擇，這樣一來就可以有效的實現設計效率的提升，滿足相應的設計需求，并且結合設計的具體狀況，可以提升設計的整體效率。在BIM 技術的實踐應用過程當中，可以通過對相關技術水平的研究和開發來進行各項功能的提升，這樣一來就可以有效的實現對建筑結構設計工作的優化[7]。

最后在對BIM 技術進行應用的過程當中，還需要基于碰撞分析的結果來對結構設計的方案進行有效調整，對設計過程當中所涉及到的專業模型可以進行更有效的整合。模型的構建一般都是基于建筑物的真實尺寸然后按照一定的比例來進行設計的，設計圖紙當中的問題都可以相對清晰的得以呈現，這對于最終設計精準度的提升來說會產生積極的作用。可以有效的規避圖紙當中所出現的與其它專業不匹配問題，因此在進行建筑工程協同設計的過程當中，相關的設計人員需要根據相應的檢測分析結果來及時的對方案進行修整，根據最終的檢查分析結果最終實現對于結構方案設計的優化[8]。

5 結語

綜上，對于建筑行業來說，這一直都是一個高能耗高污染的行業，因此往往會對環境產生破壞，并不適合當前社會可持續發展的需要，因此說建筑行業的節能降耗成為當前一個發展的重點問題，當前基于BIM技術來進行建筑節能與結構協同設計，在很大的程度上促進了設計質量的提升，高精度的收集了建筑形體修正系數等的相關數據信息，在更大的程度上提高了能源的利用效率，這樣一來建筑節能與結構協同設計的結果也相應的更加完善，建筑行業節能的可持續發展也因此有所保障，在建筑領域完全可以實現更加廣泛的推廣，繼而得以促進建筑行業更深入的發展。