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BIM模型可以做哪些模拟与分析

时间:2016-12-01    来源:中国钢结构资讯网     BIM编辑:wang

  之前小编看到过一遍潘石屹先生以SOHO实例讲解的BIM的四个层面问题及BIM的价值体现,那么BIM模型可以做哪些模拟和分析呢?BIM在建筑行业中起到了哪些作用?BIM的长处可以在工程还没实际进行前,透过拟真的事前分析与模拟,来协助各项决策及运筹帷幄,则能够降低甚至避免工程中可能发生的误解、冲突、错误、浪费与风险等。

  1.环境影响模拟

  此部分的模拟工具通常需要LOD 200的BIM几何模型,而目标建筑物周遭环境之建筑物则可用LOD 200的BIM几何模型或只需LOD100之量体模型即可,再搭配数字地形图与地图,来进行一年四季的日照与建筑物阴影相互影响等之分析,甚至再搭配能进行流体动力分析之工具来进行建筑物周围风场之模拟。

  2.节能减碳设计分析

  此部分之应用工具随着近年来对节能减碳的要求,及绿建筑规范之发展而越来越受到重视,工具软件的功能也越来越细致。通常这类工具必须要能让用户输入气象单位提供的当地全年气候数据,然后根据对日照热辐射及室内采光、通风与空调之模拟,来考虑符合人体舒适度及室内照明需求的节能减碳设计,例如外壳隔热、遮阳、自然通风等,减少照明及空调之使用,达到节能减碳目的。在室内通风与热流之分析中,通常需要LOD 200甚或LOD 300之BIM模型。开口、玻璃、隔间等与其材质、透光度、导热性等信息,也牵涉到照度模拟、流体动力计算与热传导分析,详细的分析多需要大量之计算,而目前大部分的应用工具多采用较简易快速的分析方法,毕竟在初步设计规划阶段,只要能满足设计方案的比较与节能减碳效益粗估上的精确度要求即可。

  此类分析模拟工具的发展空间还很大,一方面是在分析的精确度与可视化呈现及模拟效能的提升方面,另一方面则是现代建筑与设施日渐智能化,利用许多自动的感测装置及半自动或自动的控制装置来达成节能减碳目标,但如何将这些控制机构及情境(例如,随室内温度变化与需求而自动开关的窗户)纳入分析模拟当中,则仍是需要继续努力的研究与应用议题。

  3.音场模拟

  此部分的应用多是在设计对声音的质量要求较高的场所时,例如,音乐厅、剧场、电影院等,也可能是需要对音响或噪音的影响进行评估时,例如户外表演场所、机场、火车、高速道路等对周遭环境之影响。通常需要LOD 200甚或LOD 300的BIM模型。把隔间、室内装修及主要摆设等之几何与其材质吸音能力等信息,再配合专业软件来完成分析。

  4.结构分析

  此部分的分析工具已发展多年且也相当成熟,只是过去通常都是由结构工程师根据2D建筑图说自行建构分析所需之三维模型,现在则可以由LOD 300的BIM模型中自动导出所需之几何及材料属性信息,除了较简单方便外,也可避免因人工解读及建模时可能造成之错误,尤其对于不规则造型之构造物而言,效益最为显著。目前此部分应用最大的困境还是在BIM塑模工具与结构分析软件间之信息抛转还不是很标准及完善,尤其是将分析完成后之信息回馈到BIM模型中以利后续应用方面。

  5.机电管线系统分析

  传统上,机电管线系统的设计以平面图为主,且在设计时间所完成之设计还留有很多以示意为主的表达,必须等到施工阶段才由施工者自行判断决定。应用BIM技术之后,设计成果在几何与空间位置上必须够明确清楚才有办法据以建构BIM模型,因此一些设计及施工上的决策必须提前。然而每个系统在BIM模型中都被更清楚地展示出来,除了可以提前检讨协调系统间的冲突问题,也有利于进行个别系统之相关设计仿真分析,例如:管流之分析、电力负载分析、水循环分析等。此部分之分析功能多需与BIM建模及设计工具密切结合,所需要BIM模型多为LOD 300程度。

  6.空间碰撞分析

  不管是在设计时间、施工前或施工中,由于建筑、结构、机电管线系统都由不同专业分工协同设计与施作,难免会在设计与施工上发生空间碰撞的问题,因此必须透过BIM模型整合来检测,并加以协调来改善整体的设计成果。此部分之应用需求与效益目前已十分显著,因此也已有不少的软件包工具可以运用。而在BIM模型的需求上则为LOD 300或LOD 400。在空间冲突的检讨上,一般分为硬碰撞与软碰撞两类,硬碰撞指的是两物体在空间中有所重迭而发生碰撞,而软碰撞则是指两物体在空间中虽未重迭而发生碰撞,但因维修需求或其他设计与施工上之考虑,必须要保持一定之空间距离却无法满足。这两项功能都很重要,大多数的应用软件也都有不同程度之支持。较具挑战的部分反而是在发现有空间冲突后,该如何依情节轻重来筛选及呈现,以协助工程师能快速准确且有效率地解决问题。此部分之功能则还有不小的进步空间。

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