BIM技术在地铁车站建筑设计中的应用

BIM技术在地铁车站建筑设计中的应用

槐明路 方磊 刘爱雷

中国建筑第八工程局有限公司 上海 200000

【摘要】作为一项规模大、综合性强的工程项目，地铁工程有着成本高、周期长的特点，此外，地铁工程的施工技术较为复杂，其信息协同化高，对地铁工程进行建设施工时，需严格根据设计规划施工。BIM技术凭借技术优势，常用于地铁工程建设中，解决施工过程中遇到的难题。不仅节省时间、人力与物力成本，而且还提升了生产效率。本文分析了在地铁车站建筑设计中，BIM技术的应用优势，提出了科学有效的应用方法。

【关键词】BIM技术；三维模型；地铁车站建筑设计

1.BIM技术在地铁车站建筑设计中优势

1.1可视化优势

BIM技术相较于其他技术，最大的优势便是它的可视性。地铁车站建筑设计时，所用到的CAD画图软件离不开3DMax、Sketchup的帮助，从而达到预想的效果。但这种设计方法最终呈现的建筑图形与真正的建筑物有不小差距。因此，在经济与科学技术快速发展的加持下，BIM技术能够更好地呈现地铁车站建筑与其周围环境之间的关系，并且能够利用三维空间将其呈现出来。BIM技术不仅提升了地铁车站建筑设计质量，而且方便工作人员根据施工情况对设计方案做调整[1]。

1.2优化性强

BIM技术在三维模型应用过程中，有着非常强的直观性与准确度。能够有效避免传统的二维设计里经常出现的错误。例如，应用BIM三维建模技术，能够帮助地铁在施工时，把合建部分高效率地整合在一起进行施工。应用BIM技术能够对地铁车站建筑设计有效优化，节省项目投资，防止因设计重复出现施工道路反复开挖情况，保护了城市环境。除此之外，BIM技术的可视化优势还在工程设计与投资分析计算中充分体现。工作人员可通过BIM技术有效的分析设计变化与投资回报两者的关系。BIM技术可以为地铁车站建筑工程提供最优的施工方案，让工程造价发挥自身作用。

2.传统建筑信息模型在地铁车站设计中存在的问题

2.1可视性弱

在以往地铁工程建筑信息模式中，经常使用二维建筑模型，但地铁工程在施工中会涉及大量复杂的管线。二维模型无法在图纸上对其进行辨识，造成施工过程中经常出现管线之间存在冲突的情况。例如，铁路工程走廊下方需要安装排送风管，但要考时有水管通过的情况，在规划设计时，施工人员只会思考风管安装位置，忽视了水管与设计方案的冲突。

2.2图面复杂

设计人员通过地铁车站建筑工程项目的管网施工图纸能够获取到剖面图绘制，但由于综合管网面非常复杂，造成无法高效识别图纸视觉效果。无法真实地呈现建筑工程管网施工情况，甚至还会出现数据模糊的现象，导致设计人员对工程施工的分析错误，使设计与施工人员工作出现碰撞的情况。

2.3协调性低

二维设计模型中的协调性以及统一性都非常的薄弱，可视化低，在地铁车站建筑设计施工中，经常出现管线冲突以及施工场地冲突现象，严重时还会造成施工错漏问题的发生，使得地铁车站建筑工程项目在施工时，不同施工单位技术人员、施工人员的协调合作程度低[2]。

3.BIM技术在地铁车站建筑设计中应用

3.1建筑三维化设计

以往地铁车站设计图纸会选择平面设计法，其设计成果由二维图纸交付。二维图纸设计方法操作比较简单，并且图纸绘制速度比较快，广泛应用在各种工程图纸设计中。但与现在的三维形体相比，二维图纸已经不能满足图纸设计需求。此外，仅靠三维形体也无法满足设计所需，这是因为地铁车站施工时不能完全呈现出，设计师在设计图纸上应用三维形体所体现的核心思想。因此，需要应用BIM技术，有效解决二维图纸在设计中存在的问题[3]。

新型地铁车站设计时，会应用到多种设计元素，不只是线与面，存在许多三维对象。二维设计无法将多种三维对象在图纸中表达，但将BIM技术应用其中，可以更立体地展示三维元素，以便解决施工中常见的问题，例如管线碰撞问题，复杂结构形体表达问题。

一般而言，地铁车站的空间管线会有两类，硬碰撞以及软碰撞。软碰撞处在实体线上，不会出现直接碰撞，但空间以及间距无法满足施工所需。硬碰撞能够实现实体间的碰撞，例如地铁车站工程设计中，若只使用二维设计的方法来解决T型换乘台节点处立体问题，那施工项目中的各单位体的位置关系无法真正呈现，例如，在二维设计方案中体现的楼层净高设计时，二维图纸没有办法真正体现出该设计是否符合人们的要求。若车辆与行人通行问题无法在方案中体现出来，会容易在施工中产生软碰撞情况。

3.2建筑模型检验测试

地铁工程建设内容较为复杂，不同工程结构所使用的建设技术也各不相同，应用BIM模型技术进行设计时，需要重视检测工作，保证设计中的细节参数设计相同、满足安全运行条件。例如在地铁车站建设中，测试人员在检测测试车站设计时，应从基础结构开始检测，需要对地基承载性、地铁车站的自重以及地铁车站结构稳定性进行测试[4]。测试过程中需要留意对矢量性模型的处理。与此同时，测试人员还需要将检测过程中涉及到的参数选项提前设置好，防止由于模型端口未释放而影响测试结果。

3.3参数化设计

地铁里的建设设计类型比较多，不同工序的建筑参数范围会对之后的安装建设造成直接影响，因此工作人员需要重视设计中对各项结构参数的记录。BIM系统中可以通过构建有关函数的办法，来帮助地铁建筑结构参数和各类工序建设间产生有效联系。对方案做调整时也能够通过对其中因变量的改变来对所用参数进行调整，防止调整方案时出现遗漏的情况。使用BIM系统对地铁车站建筑设计的各类参数进行设计，能够帮助设计人员体现对后续施工所用的材料、设备等作科学的判断。例如，对地铁车站的扶梯设计中，设计人员可以通过BIM技术提前判断扶梯与地面的倾角、长度等参数的设置，辅助扶梯的台阶安装数量。BIM技术的应用能够帮助地铁建筑设计中所记录的各项参数更加严谨化。

3.4协同设计

以传统角度思考，协同设计的内容指的是使用网络资源、网络平台、通信软件等，把互联网当做主要平台，以此加强各类信息间的传输速度以及沟通效率。BIM技术的应用就像是协同设计中搭建了设计平台，平台内部专业设计人员可在设计结束后对平台权限进行修改。利用BIM技术打造的设计平台，不仅能帮助设计人员对专业内容进行随时修改，而且也可以实现在其他部门在设计人员修改内容后，及时对自身设计内容作出完善。协同设计可以有效解决交流不当以及信息传输速度慢、不精准的问题，对提升模型设计精准率有重要作用。除此之外，将协同设计方法应用到同一模型设计时，不会对其他专业分析设计造成不利影响，并且可以极大地节约模型搭建时间。例如地铁车站传统设计模型中，工作人员通常会提前绘制出车站建筑平面图与剖面图，之后把文件传给工程结构设计人员[5]。结构设计人员可以通过设计图纸来进行精准设计。若设计中出现需要调整的情况，需要设计人员对地铁车站建筑设计与结构进行二次计算，对模型做出有效调整，这样做不仅加大工作人员的工作量，而且也浪费了设计时间。将BIM技术应用到车站建筑设计绘制图中，能够在同一模型结构设计中，实现3D立体空间的展示，建设设计方案变得立体、易懂，能够降低工作人员的工作量、节省设计时间。

4.结语

随着科学技术不断地发展，各类先进设计应用到建筑工程行业。将BIM技术应用到地铁车站工程施工中，不仅能够充分发挥BIM技术的可视化、协调化等优势，而且还能够对地铁车站建筑中存在的设计错误进行及时调整，以此提高地铁车站的舒适度、安全性，提升地铁车站整体设计质量。但BIM设计系统也有着复杂性的特点，因此需要有专业技术人员对其进行操作，从而确保BIM技术可以真正发挥自身优势。

【参考文献】

[1]林艺勇.BIM技术在地铁车站建筑设计中的实践[J].建筑 技术开发，2021，48（20）：32-33.

[2]何苑.基于BIM的地铁车站建筑一体化协同设计研究[J].

[3]智能建筑与智慧城市，2021（10）：158-159.

[4]何潮，田海波，刘一杨，等.BIM技术在地铁车站建筑设计 中的应用[J].冶金丛刊，2020，5（17）：208-209.

[5]张海波 . 基于 BIM 技术的地铁建筑精细化设计方法研究 [J].工程建设与设计,2021(11):110-111.

[6]陈盼利.BIM技术在装配式地铁车站设计中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2022(35):71-73.