本文以西咸创新大厦项目为工程背景，对BIM技术在设计阶段的应用进行分析。

工程概况

西咸创新大厦位于西安西咸新区丝路经济带能源金融贸易区起步区内，能源二路及金融二路十字路口西北角区域，总建筑面积约42564.17m²，地上建筑面积33341.59m²，地下建筑面积9222.58m²，建筑高度78.00m，为高层公共建筑，其塔楼为商务办公，裙房为商业用房，地下室为停车库、人防及设备用房多个功能区域。建筑工程等级为一级，抗震设防烈度为八度，框架及剪力墙结构，地上20层、裙楼3层、地下一层。

设计方案

利用基于BIM技术的建筑工程可视化功能，结合周围环境等情况确定建筑布局位置，最大程度地利用场地面积，如图2（a）所示；利用基于BIM技术的建筑工程信息共享及交互设计的功能，让多个不同设计工程师共同参与建筑整体规划设计，提高规划设计效率，如图2（b）所示；进一步分析周围环境以确定建筑朝向和建筑出入口等，通过合理的规划设计以达到办公商业人群分流，如图2（c）所示。

利用3DSMax和Revit软件对建筑工程建立体量模型图，如图3（a）所示；根据建筑工程的基本要求，对比分析建筑面积、每一栋的体量及功能布局，最终得到精细化的体量模型，如图3（b）所示；通过建立与分析单个建筑的体量模型，最终得到整个建筑项目合理的概念体量模型，提高后续的设计效率，利用BIM技术软件的即时显示功能，对建筑的空间功分区进行详细设计，如图3（c）所示；检查功能分区的合理性与实用性需要设计师具有一定的设计经验和空间想象能力，设计师也可以通过BIM软件对建筑功能分区及时进行交流讨论与分析，最终得到合理的功能分区布局，如图3（d）所示。最后，利用BIM软件的仿真渲染功能，对建筑的颜色和材料进行仿真模拟，由此得到的最终设计效果渲染图，图3（e）、（f）展示了外装饰的设计效果。

性能分析

仅利用BIM技术对建筑工程进行建模渲染，对于建筑工程设计来说是远远不够的，建筑设计还需要对建筑进行性能分析，可以利用BIM软件对建筑的场地环境进行三维建模，然后将三维模型导入流体力学CFD分析软件对建筑风环境进行分析模拟。

图4和图5分别为建筑在夏季时受东南偏南风风场作用和冬季时受东北偏北风风场作用下风环境情况，建筑项目室外1.5m高度处的风速和风压云图。从图4（a）可以看出，建筑群的最高风速出现在建筑群迎风面的内侧边角，整个建筑群平均风速达到2.7m/s，且建筑周边的风速流场分布较均匀，没有涡流产生。从整体上来看，夏季通风状况良好，符合舒适度要求且满足绿色建筑的标准。从图4（b）可以看出，建筑群的最大风压出现在建筑群迎风面前排建筑外侧，大约为3.5Pa，东南面风压大致为2Pa~3.5Pa。在夏季东南风场下，建筑群风压基本满足要求，建筑群具有一定的自然通风能力。从图5（a）可以看出，建筑群的平均风速在1.7m/s左右，风速最高达到2.3m/s，且建筑周边的风速流场分布较均匀，没有涡流产生；夏季通风状况良好，符合舒适度要求且满足绿色建筑的标准。从图5（b）可以看出，建筑群的东北面风压大约为1.5Pa~2.5Pa，最大风压出现在迎风面的前排建筑东南方向外侧，约为2.5Pa；在冬季东北风场下，建筑群风压基本满足要求，建筑群具有一定的自然通风能力。

方案深化

在传统建筑工程设计中，初步设计后才能进行方案深化，但是基于BIM技术在建筑设计阶段的应用，利用BIM技术的可视化、协调模拟和优化出图的功能，可以将方案深化提前，可以及早发现问题，提前解决问题，提高方案深化效率。

进行方案深化时，要对建筑进行细化处理，建筑的墙柱、门及楼梯等细节部件进行复核检查，及时发现问题、解决问题。通过不断的细化处理，方案优化后的建筑幕墙效果如图6所示，在实际的幕墙优化中发现转接件在幕墙玻璃嵌板位置过于靠近立柱，优化后该转接件仅在A1#楼就有11915根，长度约15625m，重约3.4t，可节省材料费6万元。在图6（c）中通过优化将原设计的平面转弧面的特殊玻璃改为单曲面弧形玻璃，在明细表中，该转接件玻璃仅在A1#楼就共计约560m²，平面转弧面的玻璃比单曲面弧形玻璃贵90元/m²，总计这一举措仅A1#楼就可省5.04万元。由此可得，通过不断的方案深化，不但可以发现建筑中存在的问题，且可以节省工程造价。

本文作者：惠杰（中铁十八局集团第三工程有限公司）

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