BIM技术在人防工程建筑设计中的应用研究

BIM技术在人防工程建筑设计中的应用研究

楼佳园

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摘要：随着科学技术不断发展，数字化已成为促进产业升级的新型驱动力。BIM信息模型作为工程领域的信息载体，在建筑行业中发挥了重要作用。作为国家重要的战备工程，人防工程在当今信息化时代的重要性日益凸显，因此探索更高效、更精确的设计方法显得尤为关键。随着建筑工程领域的现代化快速发展，BIM技术凭借其三维可视化、协同性和参数化等特性，在设计、施工和运营管理方面提供了巨大的帮助，极大地简化了建筑过程。本文旨在归纳总结传统人防工程建筑设计的要点和现状问题，并探讨BIM技术在人防工程设计中的应用优势，以期解决传统设计中所存在的问题，从而优化人防工程设计质量。

关键词：BIM技术；人防工程；设计

引言

随着我国经济的迅猛发展和城市化进程的加速，人防工程的规模和使用率也在快速增长。然而，在传统的人防工程设计方法中，平战转换功能的设计往往是分离的，并且受到二维设计局限性的影响，不同专业之间的图纸经常会出现错误和冲突。在这样的背景下，建筑信息模型（BIM）技术以其三维可视化、协调性和参数性等特点弥补了传统人防设计的不足。将BIM技术应用于人防工程设计，无疑是未来的设计发展趋势。

1BIM技术基本概念

BIM技术是一种根据输入信息进行仿真建模的技术，所建立的模型主要为三维模型，人们可以通过模型观察、分析等方式了解现实事物。BIM模型具有立体化、透视化、参数化三大特征：（1）立体化特征是指实际建筑所有平面按规则排布、连接，能呈现出立体视角，直观展示平面之间的关系；（2）透视化特征是指人们可以直接透过平面表层，对模型内部情况进行观察，可了解内部设施的安装位置以及与外部结构的连接关系等；（3）参数化特征是指人们通过立体化、透视化视角对模型进行观察分析时，系统会将每个观察点的参数展示出来，便于人工准确把握具体情况。BIM技术还具有动态化参数计算功能，该功能主要用于人们对模型进行调整的过程中，例如，人们认为模型中的某结构的尺寸过大，需要缩小时，可以通过改变这个部位的规格参数使其缩小，而技术系统会根据缩小后的规格参数重新计算这个结构的重量、占地面积等参数，即结合人工调试结果，根据参数项目之间的关系动态化调整模型。

2人防工程结构设计存在的问题

2.1施工周期长

首先，人防工程建筑结构设计本身较为复杂，设计与施工的过程需要充分考虑各种力学应力和荷载。例如，抗震设计方面需要进行详细的地震力分析和结构响应计算。这要求设计人员对建筑物结构的安全性和稳定性进行全面评估，从而增加了设计工作的时间。其次，人防工程建筑的施工涉及大量的专业技术和设备，例如高空施工机械、塔吊、脚手架等。这种技术和设备的运用需要专业技术人员进行操作，并且需要更加精细调整和控制。因此，施工周期相对较长。人防工程建筑施工过程中，为了保证工程质量和安全，需要严格遵守相关的法规和标准。例如，施工前需要进行详细的方案评审和设计审查，施工过程中需要进行多次的监理和验收，并进行必要的质量检测和记录。这些程序和要求都会增加施工周期的延长。

2.2空间利用率受限

首先，人防工程的设计需要预留一定的空间来设置避难间、紧急通道、消防设备等。这些设施在发生紧急情况时起到重要的安全保障作用，但同时也会占用建筑内部的宝贵空间，限制了建筑功能区域和使用灵活性。尤其是在人防工程建筑中，每一寸空间都显得尤为宝贵，因此，在设计过程中需要权衡空间利用和安全性的关系，寻找最佳的平衡点。其次，人防工程建筑的结构设计需要考虑人员疏散的需求。根据火灾和其他紧急情况的规定，建筑物必须设有足够数量和合理布局的疏散通道和出口。然而，这些疏散通道需要占用空间，并且有一定的宽度和高度要求，以确保人员安全疏散。这导致了在人防工程建筑中，必须设置专门的疏散楼梯和通道，从而限制了建筑内部空间的合理利用。

3BIM技术在人防工程建筑设计中的应用

3.1高效协同的设计模式

BIM技术的应用于人防工程设计，将建筑、结构、水、暖、电专业信息集中在同一平台进行设计，各自专业的工作被无缝整合至同一模型中，以这样的集成方式允许各专业同步进行设计和审查工作。当任何团队成员进行修改时，模型都会自动更新，确保每个人都基于最新的模型信息进行设计，规避了重复设计和设计冲突，节省了时间和成本。

3.2平战结合同步设计

将BIM技术应用到人防工程设计中，可以借助其协同和三维可视化的特性，让平时和战时设计师基于Revit同一建筑模型进行设计，这样便于将平时和战时的需求同时考虑并反映在模型上，三维可视性强化了平时和战时设计师对相互设计的高度理解，提升了建筑的精准度，简化了项目出图的工作量，只要将建筑平面各个元素赋予明确的属性，以及对特殊构件进行模块单独设计，即可同时得到由统一建筑模型生成的剖面图、立面图，以及轴测分析图，不会出现平时战时图纸对不上的情况。

3.3管线综合碰撞检查

NavisWorks提供了模型的碰撞分析，它可以将各种重要的数字模型信息整合为单一的建筑信息模型，为所有项目相关人员提供整体项目直观的视图，对建筑空间设计进行硬碰撞和软碰撞的分析，硬碰撞用以分析在设计中结构墙体及管线设备实际存在的碰撞，而软碰撞是用来分析检验不满足设备安装空间或设备最小间距的问题。通过碰撞分析，设计师能在项目设计阶段检测建筑、结构、水、暖、电专业之间的空间碰撞，并出具检测报告提示调整。而如果因为对碰撞处调整引起新的碰撞时，在三维图纸上会通过不同的色块进行警告，因此碰撞检测杜绝了管线碰撞问题，确保所有碰撞都能被及时识别和解决。其三维漫游功能，还可以模拟人在建筑中行走的过程，从而发现建筑净高不足的位置，便于及时调整设计问题。

3.4基于可视化的设计过程

由于人防工程的特殊性以及其设备构件的复杂性，常常增加了人防设计师的沟通成本，BIM技术的应用则提供了一个信息丰富、交互性强的可视化平台，它让所有构件的关系和项目全貌都一目了然，通过CAD和Revit的联动，建立可视化立体模型，它能够内含构件的多重数据，有效模拟了建筑的形态，反映了具体尺寸、材质、空间位置关系等，并且可以通过Revit的构件编辑功能去创建人防构件，还原真实的人防门和人防设备等防构件的形态，更直观地便于平时功能设计师及其他设计专业理解建筑信息。

3.5口部设计精准明确

BIM技术的可视化，让人防建筑可以以三维立体呈现，因而其口部模型可以反映全专业内容，局部细节的设计一目了然，在三维立体模型上可以直接看到地面基础，墙面预留的洞口，以及穿管的走向，模拟了真实建筑的情况。从而可以在设计过程中，各专业同时推进设计，一方面节省了设计时间，另一方面便于在满足全专业条件的同时及时调整房间面积和布局，提升建筑的经济性。

结束语

尽管目前传统的二维CAD设计仍然是人防工程建筑设计的主流模式，而我国对建筑行业的信息化转型给予了高度关注，越来越多的设计院积极响应国家号召，对技术人员进行BIM技术的培训和普及。相信伴随着BIM标准的制定和推广，BIM技术的应用将得到进一步发展和完善，并有效的提升人防工程建筑设计的精准度与效率，保证设计质量。

参考文献

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