BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要：如今互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)已經(jīng)融入到我們生活的各個層面，與此同時數(shù)字化技術(shù)也得到了長足發(fā)展。隨著建筑行業(yè)近年來的火熱發(fā)展，過去的計算機(jī)輔助建筑設(shè)計技術(shù)已無法滿足越來越高的現(xiàn)實需要，這種情況下BIM技術(shù)的出現(xiàn)有效解決了這一難題，并且對推動整個建筑行業(yè)發(fā)展帶來了積極的作用。本文首先對BIM技術(shù)的內(nèi)涵、原理、工作概念等進(jìn)行了簡單介紹，并分析了BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上就BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用情況進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；計算機(jī)輔助建筑設(shè)計；優(yōu)勢；應(yīng)用

中圖分類號：TU201.4

現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，日益改變著人們的生活。在建筑設(shè)計領(lǐng)域，計算機(jī)輔助建筑設(shè)計的誕生讓整個建筑行業(yè)充滿了生機(jī)和活力，并推動了建筑業(yè)的快速發(fā)展。然而，隨著社會的發(fā)展和人們需求的提升，過去的計算機(jī)輔助建筑設(shè)計技術(shù)已無法滿足越來越高的現(xiàn)實需要，這種情況下BIM技術(shù)的出現(xiàn)，為建筑行業(yè)工作流程以及行業(yè)慣例的創(chuàng)新發(fā)展帶來了新的技術(shù)和希望，并迅速得以推廣應(yīng)用，對推動整個建筑行業(yè)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。

1 BIM技術(shù)相關(guān)介紹

1.1 BIM技術(shù)的內(nèi)涵

BIM是BuildingInformation model的英文縮寫，即建筑信息模型。作為一種建筑工程數(shù)據(jù)模型，其建立在三維數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)之上，在借用計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢，為該工程數(shù)據(jù)模型建立起符合實際情況的且相對完整的建筑工程信息庫。其中既包括描述建筑物構(gòu)件相關(guān)之幾何信息、專業(yè)屬性和狀態(tài)信息等內(nèi)容，又包括空間、運動行為等非構(gòu)件對象相關(guān)之狀態(tài)信息內(nèi)容。通過該包括大量建筑工程信息的建筑工程三維數(shù)據(jù)模型，能夠有效集成建筑工程信息，其在建筑設(shè)計領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，此外在結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程量統(tǒng)計、設(shè)備管理、成本核算以及物業(yè)管理等領(lǐng)域也能發(fā)揮重要作用，能夠?qū)ㄖ袠I(yè)發(fā)展注入生機(jī)與活力，實現(xiàn)對整個建筑生命周期的所有信息的管理。

1.2 BIM技術(shù)的原理

BIM技術(shù)最早由查克·伊斯曼（Chuck Eastman）博士提出，其最初僅是一種理想化概念而已，此后卻成為能夠應(yīng)用的重要工具。BIM技術(shù)改變了固有的思維模式和應(yīng)用工具，打破了傳統(tǒng)的工作流程和任務(wù)分配形式，實現(xiàn)了計算機(jī)軟件技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。BIM技術(shù)作為一種先進(jìn)的專門面向建筑設(shè)計的基于對象的CAD技術(shù)，其相比CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）優(yōu)勢更為明顯，通過BIM技術(shù)能夠方便地在計算機(jī)中集中存儲、描述完整的建筑工程信息，從而實現(xiàn)了BIM軟件由低級繪圖工具向高級繪制大型建筑構(gòu)件和建筑物的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了技術(shù)上的變革。BIM軟件應(yīng)用系統(tǒng)里的建筑構(gòu)件已被對象化，并以編碼形式對建筑構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化描述，該對象的屬性通常各種參數(shù)描述出來，并在事先進(jìn)行定義以及遵循相關(guān)制定規(guī)則，該對象的代碼中要求包括這些相關(guān)參數(shù)，而相關(guān)參數(shù)信息即可代表各類建筑屬性信息。例如，針對墻對象而言，其是包括墻各類屬性的對象，其中既有墻的長、寬、高等幾何尺寸信息，又有墻體材料、表層處理情況、保溫隔熱、規(guī)格造價等各類信息。而應(yīng)用普通CAD繪圖軟件，只能以兩條平行線通過二維方式表達(dá)墻體信息，各個線條間無法建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。

1.3 BIM技術(shù)的工作概念

BIM技術(shù)能夠有效實現(xiàn)“虛擬建筑”、“建筑模擬”等功能，包括建筑視圖、圖形表現(xiàn)、工程量清單等，均可以通過3D模型加以體現(xiàn)。其工作概念具體包括以下內(nèi)容：一是其是單一的文件，全部建筑項目模型以及全部文檔均通過虛擬建筑文件加以實現(xiàn)；二是建筑工程三維數(shù)據(jù)模型要求在真實建筑構(gòu)件基礎(chǔ)上組建而成；三是建筑模型和文檔之間是相互關(guān)聯(lián)的；四是實現(xiàn)了通過自動化文件對工作流程進(jìn)行管理；五是表達(dá)建筑內(nèi)容（圖庫）；六是建筑信息庫和建筑構(gòu)件之間是相互關(guān)聯(lián)的；七是能夠?qū)崿F(xiàn)渲染、清單、動畫以及數(shù)量計算等內(nèi)容。

1.4 BIM軟件的分類

BIM軟件具體包括設(shè)計類和施工類兩大軟件。其在建筑方案制定、建筑施工圖設(shè)計、建筑運作分析等方面都有廣泛應(yīng)用。

2 BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

傳統(tǒng)的2D CAD系統(tǒng)存在許多弊端問題，建筑設(shè)計人員在繪制圖紙和制作圖表過程中需要浪費大量時間，因此建筑設(shè)計的時間相對不足，并且和業(yè)主、建筑用戶以及其他工程設(shè)計人員之間缺乏有效的溝通交流。而應(yīng)用BIM軟件，可以建立虛擬建筑模型，并自動生成相關(guān)圖紙、圖表和文檔。通過直觀形象的三維模型，更利于人們的溝通交流。能夠有效縮短設(shè)計時間，提高建筑設(shè)計服務(wù)質(zhì)量和工作效率。其在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢包括以下內(nèi)容：

2.1 能夠?qū)崿F(xiàn)可視化虛擬建筑設(shè)計

通過BIM軟件可以讓建筑設(shè)計人員輕松地建立虛擬建筑模型，并能夠身臨其境地隨時感受到建筑內(nèi)部的空間設(shè)計效果，更好地形成設(shè)計思路，對比分析相關(guān)材料、顏色、空間、環(huán)境、體量造型等。因此，能夠把建筑設(shè)計人員從過去的繪圖制圖中解放出來，充分激發(fā)建筑設(shè)計人員的想象力與創(chuàng)造力。其能夠建立起直觀形象的三維建筑模型，方便建筑設(shè)計人員的溝通交流，也讓業(yè)主、建筑用戶等非專業(yè)人員能夠掌握建筑項目的功能，通過預(yù)演設(shè)計方案，可以讓業(yè)主和建筑設(shè)計方能夠更好地進(jìn)行場地分析、性能預(yù)測以及成本估算等，從而完善設(shè)計方案。

2.2 能夠自動生成和修改圖紙文檔

建立虛擬建筑模型以后，即可在設(shè)計階段隨時自動生成建設(shè)設(shè)計相關(guān)的全部圖表、圖紙和文檔等。能夠自動生成平面、立面、剖面、3D視圖等，和材料、面積、造價等相關(guān)數(shù)據(jù)信息。其發(fā)揮了計算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢，有效提高了工作效率，并且確保圖形圖紙準(zhǔn)確無誤。全部圖形圖紙都從模型中直接生成，修改變更等也會在項目文件中自動反映并達(dá)到實時更新效果。因此，可以讓建筑設(shè)計人員更好地進(jìn)行設(shè)計工作。

2.3 能夠高效智能地進(jìn)行設(shè)計評估

BIM技術(shù)建立的虛擬建筑模型包括大量非圖形數(shù)據(jù)信息，從模型中提取數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入專業(yè)分析模擬軟件，即可進(jìn)行面積、體形系數(shù)、可視度、日照軌跡、建筑疏散、結(jié)構(gòu)、熱工性能、管道沖突檢驗、防火安全檢驗、能量、規(guī)范檢驗等各類分析評估。從而準(zhǔn)確反映出設(shè)計方案的可行性和可靠性，讓設(shè)計方案更加科學(xué)合理，縮減性能分析周期，提高建筑設(shè)計質(zhì)量。

2.4 能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)科專業(yè)的協(xié)同工作

伴隨建筑工程復(fù)雜程度的增加，各學(xué)科專業(yè)的交叉合作已經(jīng)成為必然趨勢，因此需要協(xié)同設(shè)計工作。BIM技術(shù)能夠讓建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、給排水等各學(xué)科專業(yè)實現(xiàn)相同模型上的協(xié)同工作。以便隨便更新傳遞建筑設(shè)計信息。另外還可實現(xiàn)不同地區(qū)的不同設(shè)計人員在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)同工作。

3 BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用

因為BIM技術(shù)的明顯優(yōu)勢特點，使其BIM技術(shù)在建筑設(shè)計領(lǐng)域迅速得以推廣應(yīng)用，其不僅是簡單具有畫圖工具功能，更樹立了新的設(shè)計理念，為建筑設(shè)計人員更好地進(jìn)行建筑設(shè)計創(chuàng)新提供了條件。具體而言，其在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用包括以下內(nèi)容：

3.1 建筑場地分析

應(yīng)用BIM技術(shù)，并結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)，能夠?qū)ㄖ龅睾蛿M建建筑物空間數(shù)據(jù)實現(xiàn)建模，從而可以在建筑項目規(guī)劃階段，能夠更好地對場地使用條件及其特點等做好有效評估，給建筑項目更好地進(jìn)行場地規(guī)劃、建筑布局等重要決策提供基礎(chǔ)依據(jù)。

3.2 建筑規(guī)劃設(shè)計

應(yīng)用BIM技術(shù)，可以讓建筑項目設(shè)計人員在規(guī)劃階段即可通過空間分析來理解復(fù)雜空間的標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)，有效節(jié)省工作時間，提高工作效率，提升工作價值。

3.3 建筑方案論證

應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效評估建設(shè)設(shè)計空間，更好地達(dá)到互動效應(yīng)，從而在使用者以及業(yè)主方面得到更好的積極反饋信息。應(yīng)用BIM工作平臺，建筑項目各方能夠更加直觀地展現(xiàn)共同關(guān)注的重要問題，并及時達(dá)成共識加以解決，從而縮減決策時間，提高工作效率。

3.4 三維可視化設(shè)計

應(yīng)用BIM技術(shù)，一方面為建筑設(shè)計人員提供了三維可視化設(shè)計工具，達(dá)到“所見即所得”的效果，讓建設(shè)設(shè)計人員可以應(yīng)用三維模式完成建筑設(shè)計工作，另一方面也能夠讓建筑用戶和業(yè)主打破過去的技術(shù)壁壘限制，更加直觀形象在展現(xiàn)建筑內(nèi)容，隨時了解自己投資與收獲情況。

3.5 實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計

應(yīng)用BIM技術(shù)，協(xié)同范疇由過去只是設(shè)計階段擴(kuò)展至整個建筑生命周期，要要求建筑規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營等各個方面的共同參與完成，所以其應(yīng)用意義更大，并且能夠大幅度提升建筑行業(yè)的綜合效益。

3.6 建筑性能分析

應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠讓建筑設(shè)計人員設(shè)計創(chuàng)建的虛擬建筑模型導(dǎo)入到相關(guān)性能分析軟件當(dāng)中，從而得到相關(guān)的分析結(jié)果，有效提高建筑設(shè)計工作效率和服務(wù)質(zhì)量等。

4 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對于建筑行業(yè)工作效率要求越來越高。BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用促進(jìn)了計算機(jī)輔助建筑設(shè)計的進(jìn)一步發(fā)展，其既為建筑設(shè)計人員節(jié)約了建筑設(shè)計時間，提高了建筑設(shè)計質(zhì)量，與此同時也促進(jìn)了整個建筑行業(yè)的發(fā)展，為社會創(chuàng)造了更多效益。可以說，BIM技術(shù)以其明顯的優(yōu)勢特點，成為建筑設(shè)計領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]張瑞芝.BIM技術(shù)在數(shù)字城市三維建模中的應(yīng)用研究[A].BIM與工程建設(shè)信息化——第三屆工程建設(shè)計算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集[C]，2011.

[2]趙昂.BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用初探[D].重慶大學(xué)，2006.

[3]劉占省，王澤強，張桐睿.BIM技術(shù)全壽命周期一體化應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)，2013（09）.

[4]何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J].土木工程信息技術(shù)，2010（12）.

[5]黃偉華，劉春雷，閆文凱.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計方案前期深入探索應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013（08）.

作者簡介：劉曉光（1973.11-），女，遼寧遼陽人，講師，研究方向：計算機(jī)繪圖（CAD、3ds max）photoshop圖形圖像后期處理。

作者單位：遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼寧遼陽 111000