BIM技术在城市规划微环境模拟中的应用

1、bim技术在城市规划微环境模拟中的应用技术在城市规划微环境模拟中的应用2012年10月17日至19日1school of architecture and design bjtu 1 1、城市规划面临的技术问题、城市规划面临的技术问题1.1大量数字信息的多专业协同处理1.2需要更直观、可视的过程分析文件1.3对未来结果实现可预测的模拟1.4便于动态的调整与管理2 2、bimbim技术及在微环境模拟中的技术要点技术及在微环境模拟中的技术要点2.1日照和采光2.2微环境的空气流动2.3城市规划可视度分析2.4规划微环境的噪音分析3 3、模拟应用及协同规划、模拟应用及协同规划3.1威海百度城二期日照

2、采光模拟3.2渤海监测监视管理基地风环境模拟4 4、结论、结论目录目录page2school of architecture and design bjtu 1 1、城市规划面临的技术问题、城市规划面临的技术问题10.64% 51.3% 我国的城市化率page3school of architecture and design bjtu 大量数字信息的多专业协同处理需要更直观、可视的过程分析文件对未来结果实现可预测的模拟便于动态的调整与管理1 1、城市规划面临的技术问题、城市规划面临的技术问题4school of architecture and design bjtu 城市是一个复杂、开放的

3、，其决定了城市规划必然是一个长期性的难题。1.11.1大量数字信息的多专业协同处理大量数字信息的多专业协同处理 城乡规划管理、设计和监督部门 地理信息系统（gis） 计算机辅助设计（cad） 全球定位系统（gps） 数字化城市规划数字化城市规划现代信息技术为支撑通过大量数字信息的共享多专业间的协同工作建立起精细化、信息化、人性化城市规划新模式大量的数字信息大量的数字信息多专业间的协同多专业间的协同page5school of architecture and design bjtu 城市规划是对城市发展的宏观把握和科学指导，由于复杂程度和预复杂程度和预测要求较高测要求较高，城市规划一直是对可视

4、化技术需求最为迫切对可视化技术需求最为迫切的行业之一。纠正城市设计中失误和偏差的必备手段提高了规划执法的办事透明度减少了规划的误差促进了规划进程1.21.2需要更直观、可视的过程分析文件需要更直观、可视的过程分析文件page6school of architecture and design bjtu 城市规划中有很大程度上是对城市未来发展的一个预测，因而对未来结果实现可预测的模拟可预测的模拟至关重要：直观、丰富地表达城市设计的空间状态充分展示各种规划实体间的相互关系让决策者从非专业的角度就可以得到科学合理的判断增强决策的可操作性1.31.3对未来结果实现可预测的模拟对未来结果实现可预测的模拟

5、page7school of architecture and design bjtu 我们的城市无时无刻都在发生着无时无刻都在发生着翻天覆地的变化翻天覆地的变化，因而迫切需要一种技术手段，能对城市进行动态的调整动态的调整与管理与管理便于动态了解规划设计方案和参与规划审批使公众参与更加有效促进决策过程的调整与管理1.41.4便于动态的调整与管理便于动态的调整与管理8school of architecture and design bjtu 技术手段技术手段bim工作模式 bim为解决以上问题搭建了一个平台为解决以上问题搭建了一个平台 building information modeling

6、关键词：1. 以三维数字技术为基础建立信息模型2. 通过数字信息进行仿真模拟3. 集成建筑工程项目各种相关信息4. 为与建筑相关的各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台5. 利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的全生命周期辅助。bim信息载体：2d=length+width3d=2d+height4d=3d+time5d=4d+costnd=bim优势特点：可视化协调性模拟性优化性可出图性 沟通沟通协同协同理解理解可视化可视化page9school of architecture and design bjtu 2 2、bimbim技术及在微环境模拟中的技术要点技术及在微环境模拟

7、中的技术要点城市规划信息化领域现有未来支撑平台cad+gisbim技术平台数据管理模式各自管理多平台共享表达方式二维表达为主三维、多维空间模型生态城市 生态规划 绿色规划生态城市 生态规划 绿色规划规划指标：日照、绿化率、容积率page10school of architecture and design bjtu 2 2、bimbim技术及在微环境模拟中的技术要点技术及在微环境模拟中的技术要点生态指标：生态指标：日照和采光日照和采光微环境的空气流动微环境的空气流动可视度分析可视度分析噪声分析噪声分析利用bim技术平台建立不同层次的规划信息模型综合利用气象数据和外部环境数据模拟城市不同层次的规

8、划结果通过评估这些指数来辅助城市规划 设计设计管理管理决策决策11school of architecture and design bjtu 日照分析涉及到时间、地域、建筑造型等多种复杂因素 将这些相互影响的因素综合起来进行人工精确计算分析是非常困难的2.12.1日照和采光日照和采光某建筑南立面在10月10日的累计日照时间分布图传统技术不容易解决而bim技术则能很轻松的解决这些问题可视动态模拟与其他信息相关联12school of architecture and design bjtu 2.22.2微环境的空气流动微环境的空气流动风速分析 建筑物表面风压分析重要性随着都市建筑的高度密集化和

9、高层化，建筑物之间风环境的相互作用就变得越来越重要。研究问题建筑小区二次风、小区热环境等问题原技术手段cfd（computational fluid dynamics计算流体动力学）新技术手段bim技术与cfd技术结合运用优势协调性：协调性：直观分析评价及时调整；协同性：协同性：规划师、建筑师的合作，不同技术综合利用13school of architecture and design bjtu 2.32.3城市规划可视度分析城市规划可视度分析统计学方法灵活性强、分析精度可根据需要进行调整随着采样点数的增加计算量也会剧增、不确定性bim可操作性强；简单、清晰、直观、景观可视度模拟模型 景观可视

10、度模拟结果14school of architecture and design bjtu 1.1ms时噪声分布图2.42.4规划微环境的噪音分析规划微环境的噪音分析2.1ms时噪声分布图1.1ms时噪声分布图page15school of architecture and design bjtu 3、模拟应用及协同规划、模拟应用及协同规划项目的技术思路为：资料收集及整理资料收集及整理导入微环境模拟导入微环境模拟平台进行计算平台进行计算得到模拟结果后进得到模拟结果后进行二维或三维输出行二维或三维输出项目名称威海百度城二期渤海监测监视管理基地城市设计项目区位威海市经济技术开发区中心地带天津滨海新

11、区海滨旅游区港区内用地范围北临海峰路，东近青岛中路，百度城一期的西侧北侧为规划疏港主干道，西侧为规划京港高速延长线，南至海域水系，东侧紧邻规划码头项目用地南北向近290米，东西长230米东西长约1000米，南北长约800米经济技术指标总建筑面积23.3万平方米，容积率2.6总建筑面积58.5万平方米，容积率0.86模拟项目日照采光风环境项目概况：page16school of architecture and design bjtu 资料收集整理资料收集整理3.13.1威海百度城二期日照采光模拟威海百度城二期日照采光模拟工作内容具体操作收集资料将数据格式调整为bim软件能识别的格式格式我国“数

12、字详规”模型的原始资料库中全部是3dmax模型将3dmax模型转化成标准的ifc格式外部数据数据的参数化处理将收集的气象资料进行参数化解读, 并与参照模拟平台中的参数设置进行对比, 最后形成参数列表完善完善bim数据库数据库page17school of architecture and design bjtu 3.13.1威海百度城二期日照采光模拟威海百度城二期日照采光模拟绿色设计理念生态环境建筑节能设计要求绿色认证小区中有50%以上的住户采用太阳能热水器提供大部分生活热水 多层住宅分户太阳能热水系统，立面壁挂太阳能集热器 项目概况：page18school of architecture

13、and design bjtu 模拟项目日照采光模拟软件清华斯维尔日照分析软件问题集热器所需的日照间距比住宅日照间距大解决方法调整住宅立面悬挂集热器的最低安装高度依据城市居住区规划设计民用建筑太阳能热水系统应用技术规范模拟目的对多层住宅太阳能集热器的立面悬挂最低高度进行模拟分析依附于cad 最大的保留了cad的原版功能使用方便容易上手协同工作，很好的联系了产业链中设计师、造价师和建造师三类重要角色3.13.1威海百度城二期日照采光模拟威海百度城二期日照采光模拟page19school of architecture and design bjtu 9号楼立面日照时间分析图小区多层住宅布局模型3

14、.13.1威海百度城二期日照采光模拟威海百度城二期日照采光模拟page20school of architecture and design bjtu 多层多层9号楼号楼10号楼号楼11号楼号楼12号楼号楼13号楼号楼14号楼号楼15号楼号楼16号楼号楼hu6.6-9.45.9-8.72.7-9.56-9.50.4-1.21.5-2.94.9-7.86.9-9jn2层住户局部3层住户2层住户局部3层住户位置较低局部3层住户2层住户局部3层住户位置较低位置较低位置较低2层住户局部3层住户(注：hu，集热器最低悬挂高度；jn，相当楼层高度)威海百度城多层住宅南立面集热器最低悬挂高度3.13.1威海

15、百度城二期日照采光模拟威海百度城二期日照采光模拟page21school of architecture and design bjtu 3.23.2渤海监测监视管理基地风环境模拟渤海监测监视管理基地风环境模拟项目名称渤海监测监视管理基地城市设计基地状况围海造地而成破坏了海岸线的微环境规划目标改善滨海生态环境人工环境 适应自然模拟项目风环境项目概况：page22school of architecture and design bjtu 3.23.2渤海监测监视管理基地风环境模拟渤海监测监视管理基地风环境模拟模拟项目风环境模拟软件phoenics（cfd）模拟目的确定合理的道路网布局模式问题冬

16、季防止西北风的入侵，夏季保持东南风流通并防止过大的海风，抵御风暴潮是世界上第一套计算流体与计算传热学商业软件特点是计算能力强、模型简单、速度快冬季在西北风作用下的风场 夏季在东南风作用下的风场冬季在西北风作用下的风的流线 夏季在东南风作用下的风的流线3.23.2渤海监测监视管理基地风环境模拟渤海监测监视管理基地风环境模拟基地风环境分析基地风环境分析 page24school of architecture and design bjtu 行列式布局会形成顺畅的风道，在冬季会引导西北风的直入，在夏季会引导海面大风的直入。 放射状路网 在冬季可以阻止西北风的长驱直入；在夏季形成的小量通风，既避免了

17、海面大风的直吹，又可以满足除湿的需要。 冬季在西北风作用下的风速分布 夏季在东南风作用下的风速分布基地风环境分析3.23.2渤海监测监视管理基地风环境模拟渤海监测监视管理基地风环境模拟冬季在西北风作用下的风的流线 夏季在东南风作用下的风的流线冬季在西北风作用下的风场 夏季在东南风作用下的风场3.23.2渤海监测监视管理基地风环境模拟渤海监测监视管理基地风环境模拟中央组团风环境中央组团风环境page26school of architecture and design bjtu 行列式布局使道路产生风道效应，在夏季会将海面大风放大，在冬季会引导西北风，对场地内的风环境非常不利。 围合式布局 由于组团的围合，在冬季很好的抵御了西北风的入侵，且由于组团各建筑单体的朝向不同将外部的风流线扰乱，在场地内部能够形成驻足的场所；这种组团的布局在夏季也能够防止海面大风，同时由于各建筑之间的廊道底部的架空，对东风和东南风起到了引导作用，驱走湿气。 中央组团风环境分析冬季在西北风作用下的风速分布 夏季在东南风作用下的风速分布3.23.2渤海监测监视管理基地风环境模拟渤海监测监