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BIM模型可以做哪些模擬與分析

2017.08.22 4297 分享

導讀

BIM技術應用重點亦是其優(yōu)勢之一，就是可在工程還沒落地實施前，通過擬真的事前分析與模擬，來協助各項決策及運籌帷幄，以降低甚至避免工程中可能發(fā)生的誤解、沖突、錯誤、浪費與風險等。

       BIM技術應用重點亦是其優(yōu)勢之一，就是可在工程還沒落地實施前，通過擬真的事前分析與模擬，來協助各項決策及運籌帷幄，以降低甚至避免工程中可能發(fā)生的誤解、沖突、錯誤、浪費與風險等。

環(huán)靜影響模擬


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       此部分的模擬工具通常需要LOD 200的BIM幾何模型，而目標建筑物周遭環(huán)境之建筑物則可用LOD200的BIM幾何模型或只需LOD100之量體模型即可，再與數字地形圖與地圖搭配，可進行一年四季的日照與建筑物陰影相互影響等分析，甚至再搭配能進行流體動力分析之工具來進行建筑物周圍風場之模擬。

節(jié)能減碳設計分析


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       此部分之應用工具隨著近年來對節(jié)能減碳的要求，及綠建筑規(guī)范發(fā)展愈發(fā)受到重視，工具軟件的功能也愈發(fā)細致。通常這類工具必須要能讓用戶輸入氣象單位提供的當地全年氣候數據，然后根據對日照熱輻射及室內采光、通風與空調之模擬，來考慮符合人體舒適度及室內照明需求的節(jié)能減碳設計，例如外殼隔熱、遮陽、自然通風等，減少照明及空調之使用，達到節(jié)能減碳目的。在室內通風與熱流之分析中，通常需要LOD 200 甚或LOD 300 之BIM模型。開口、玻璃、隔間等與其材質、透光度、導熱性等信息，也牽涉到照度模擬、流體動力計算與熱傳導分析，詳細的分析多需要大量之計算，而目前大部分的應用工具多采用較簡易快速的分析方法，畢竟在初步設計規(guī)劃階段，只要能滿足設計方案的比較與節(jié)能減碳效益粗估上的精確度要求即可。

       此類分析模擬工具的發(fā)展空間還很大，一方面是在分析的精確度與可視化呈現及模擬效能的提升方面，另一方面則是現代建筑與設施日漸智能化，利用許多自動的感測裝置及半自動或自動的控制裝置來達成節(jié)能減碳目標，但如何將這些控制機構及情境（例如，隨室內溫度變化與需求而自動開關的窗戶）納入分析模擬當中，則仍是需要繼續(xù)努力的研究與應用議題。

音場模擬

       此部分的應用多是在設計對聲音的質量要求較高的場所時，例如，音樂廳、劇場、電影院等，也可能是需要對音響或噪音的影響進行評估時，例如戶外表演場所、機場、火車、高速道路等對周遭環(huán)境之影響。通常需要LOD200甚或LOD300的BIM模型。把隔間、室內裝修及主要擺設等之幾何與其材質吸音能力等信息，再配合專業(yè)軟件來完成分析。

結構分析

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       此部分的分析工具已發(fā)展多年且也相當成熟，只是過去通常都是由結構工程師根據2D 建筑圖說自行建構分析所需之三維模型，現在則可以由LOD 300的BIM 模型中自動導出所需之幾何及材料屬性信息，除了較簡單方便外，也可避免因人工解讀及建模時可能造成之錯誤，尤其對于不規(guī)則造型之構造物而言，效益最為顯著。目前此部分應用最大的困境還是在BIM 塑模工具與結構分析軟件間之信息拋轉還不是很標準及完善，尤其是將分析完成后之信息回饋到BIM模型中以利后續(xù)應用方面。

機電管線系統(tǒng)分析

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       傳統(tǒng)上，機電管線系統(tǒng)的設計以平面圖為主，且在設計時間所完成之設計還留有很多以示意為主的表達，必須等到施工階段才由施工者自行判斷決定。應用BIM技術之后，設計成果在幾何與空間位置上必須夠明確清楚才有辦法據以建構BIM模型，因此一些設計及施工上的決策必須提前。然而每個系統(tǒng)在BIM模型中都被更清楚地展示出來，除了可以提前檢討協調系統(tǒng)間的沖突問題，也有利于進行個別系統(tǒng)之相關設計仿真分析，例如：管流之分析、電力負載分析、水循環(huán)分析等。此部分之分析功能多需與BIM建模及設計工具密切結合，所需要BIM 模型多為LOD 300程度。

空間碰撞分析


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       不管是在設計時間、施工前或施工中，由于建筑、結構、機電管線系統(tǒng)都由不同專業(yè)分工協同設計與施作，難免會在設計與施工上發(fā)生空間碰撞的問題，因此必須透過BIM 模型整合來檢測，并加以協調來改善整體的設計成果。此部分之應用需求與效益目前已十分顯著，因此也已有不少的軟件包工具可以運用。而在BIM模型的需求上則為LOD 300或LOD 400。在空間沖突的檢討上，一般分為硬碰撞與軟碰撞兩類，硬碰撞指的是兩物體在空間中有所重迭而發(fā)生碰撞，而軟碰撞則是指兩物體在空間中雖未重迭而發(fā)生碰撞，但因維修需求或其他設計與施工上之考慮，必須要保持一定之空間距離卻無法滿足。這兩項功能都很重要，大多數的應用軟件也都有不同程度之支持。較具挑戰(zhàn)的部分反而是在發(fā)現有空間沖突后，該如何依情節(jié)輕重來篩選及呈現，以協助工程師能快速準確且有效率地解決問題。此部分之功能則還有不小的進步空間。
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