BIM在設計工作中的應用研究

張黔　陳龍　何坤飛　艾治　周瑾（貴州中建建筑科研設計院有限公司　貴州貴陽　550000）

BIM在設計工作中的應用研究

張黔陳龍何坤飛艾治周瑾
（貴州中建建筑科研設計院有限公司貴州貴陽550000）

本文針對BIM發(fā)展的大背景，結合貴州中建建筑科研設計分院自身實際情況，對傳統(tǒng)二維設計中的一些不足進行分析，并對BIM在可視化、碰撞檢測等應用方面做了一定的學習、研究，希望通過BIM來解決傳統(tǒng)設計的不足，為BIM應用的推廣起到促進作用。

BIM；建模；建筑設計；應用研究

1　前言

由于技術水平的限制，幾十年來，建筑行業(yè)中建筑的設計、施工、運營等環(huán)節(jié)都是通過二維設計施工圖紙及平面技術來實現(xiàn)的，效率低、協(xié)同性差。BIM的出現(xiàn)掀起了建筑行業(yè)的一場革命，有助于彌補傳統(tǒng)技術中的不足，提供了一個提高設計效率、加強協(xié)同設計的平臺。當前BIM理念已深入人心，行業(yè)也處在深入探索期。在此背景下，貴州中建建筑科研設計分院根據(jù)自身情況，結合實際項目開展了對于BIM設計的應用研究。本文將對BIM進行介紹和分析，并對應用的兩個實際項目進行總結，希望對于BIM的推廣有所促進。

2　BIM研究背景

2.1國外的理論與應用

最早關于BIM概念的提出是1975年，任職于卡耐基麥隆大學的查理伊斯特曼發(fā)表的《The Use of Computers Instead of Drawings》一文中提到的“建筑描述系統(tǒng)”，當時已經有比較清晰的BIM的特性。特別是近10多年來，伴隨著學者的設想，一些軟件廠商開發(fā)出了一些漸漸成熟的繪圖工具，如：Allplan、Revit、BentleyBIM等。另外美歐一些先進建筑設計企業(yè)現(xiàn)在已經形成成熟的BIM體系。

2.2國內的研究與應用

時至今日，BIM在國內聲勢浩大，被廣泛認為是設計行業(yè)的趨勢。學者、愛好者、設計師以及軟件工程師利用網絡交流學習并推動BIM的普及應用。理論上主要翻譯吸收歐美的著作，隨著BIM的發(fā)展近來也有一些BIM的專著出版，如：何關培所著的《BIM總論》、《那個叫BIM的東西究竟是什么》等。但是設計院對于BIM的認識和應用很落后，目前也只有少數(shù)團隊推行BIM工作方式。因為BIM在設計院的應用缺乏，目前的BIM設計應用也不全面。

3　BIM在項目中的實際應用研究

在對BIM技術進行研究的基礎上，通過實際項目使理論結合實際，希望通過實際應用為以后全面展開BIM做好鋪墊。

3.1項目簡介

項目一為廣東中建四局建設發(fā)展有限公司新型建筑構件廠辦公樓，建設地點位于廣東省東莞市。該工程總建筑面積2796.1m2，建筑層數(shù)為5層，結構形式為框架結構（如圖1）。

項目二為臺江偏寨姊妹節(jié)踩鼓廣場景觀設計項目，地點位于貴州省臺江縣（如圖2）。

圖1　新型建筑構件廠辦公樓透視圖

圖2　臺江偏寨姊妹節(jié)踩鼓廣場效果圖

3.2設計建模三維化

利用BIM的可視化對建筑設計方案進行修改，由于所見即所得，為設計師提供了形象的三維模型，利于方案的推敲、修改。同時為業(yè)主提供可視化方案模型，大大減少了業(yè)主由于對設計內容的不了解而更改方案的概率，也避免了效果圖與實際落成的建筑不符合這一無奈的現(xiàn)象。

圖3　新型建筑構件廠辦公樓Revit模型

3.3與實際一致的構件信息

為保證建筑質量及品質，將每一個構件三維模型化，并對模型的各個構件信息進行真實的輸入，展示出設計成果的真實狀態(tài)，更加直觀，極大的減少了建筑設計中存在的信息誤差。同時，相關構件的信息統(tǒng)計也能在模型完成時自動統(tǒng)計出來，從而做到實時更新一致。

3.4綜合管線設計與管網綜合排查

在進行建筑管線設計時，為避免出現(xiàn)管線相撞、管線交錯、管線施工不當?shù)痊F(xiàn)象，通過BIM技術直觀地將建筑管網生成三維模型，并利用管線碰撞檢測功能，系統(tǒng)自動檢測出管網設計中的不當、管線相撞與交錯部位并進行標注紀錄，極大提高了管網檢查效率，保障管網設計的質量。

從實際使用中可以發(fā)現(xiàn)，該功能在復雜的管線綜合項目中優(yōu)勢會相當明顯，這也是BIM的優(yōu)勢所在。

3.5建筑效果輔助分析

在建筑設計中，通過對BIM模型進行深度優(yōu)化，可以達到所需要的模擬效果，運用這些模型可以對設計成果的合理性進行相關分析。在實際運用中，通過對兩個項目模型的材質、空間、地理位置等進行深度優(yōu)化，并將模型放置在模擬場地中進行建筑效果模擬，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)場地布置中存在的問題，方便及時修正。以這種立體化的真實模擬將設計成果展示出來，讓設計師可以更加充分發(fā)揮自己的創(chuàng)意，展示構思，同時進一步優(yōu)化設計效果，達到建筑設計的新境界。

4　BIM帶來的設計思維及存在的問題

4.1傳統(tǒng)設計的問題

傳統(tǒng)二維軟件起到了一定的輔助設計作用，但還達不到“所見即所得”的可視化效果，工程師在進行設計時不能發(fā)揮最大的創(chuàng)造性。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）專業(yè)間信息溝通不及時、不順暢。相當一部分信息共享和交換是由人工完成的，不能實現(xiàn)設計信息的集成和自動化傳達。

（2）設計意圖和理解不明確。設計過程中需要與業(yè)主、當?shù)卣M行設計方案影響因素的采集和協(xié)商，最終的設計成果需要施工單位去嚴格和準確地執(zhí)行，才能保證設計成果的科學性和設計意圖的正確實現(xiàn)。設計方向業(yè)主和施工方交底時，絕大部分采用二維平面圖形式，甚至有的附屬工程設計只有文字說明，施工方不能準確地理解設計意圖，這將直接影響到工程建設的進度和質量，導致合理的設計意圖得不到合理的實現(xiàn)，并造成人力物力財力的浪費。

（3）設計成果不能有效地服務與運營、維護和管理。過程中需要在海量的設計圖紙中來查找問題部位的設計資料，在設計單位不參加維護的情況下，設計成果有時不能得到正確的理解，導致維修工作效率低下。

4.2BIM的設計思維和方法的轉型

很多設計師選用BIM，初衷只是為了工作效率的提高，這是對BIM的片面認識，因為建筑信息模型的核心意義在于：BIM帶來設計思維和方法的轉變。這一點比起工作效率的提高，其意義要深遠得多。

BIM提供的是一種更接近于人腦的本源思考方式的設計思維模式，它采用計算機來模擬現(xiàn)實中的真實物體的方式，以三維設計為基礎，改變了傳統(tǒng)的二維圖的工作方式，由電腦代替人腦，完成三維到二維之間的“翻譯”。這使得設計師可以更加關注于設計本身而不是耗費精力的繪圖，可以說這是對設計方法的本源的一種回歸。

4.3BIM在設計應用中還存在的問題

（1）對BIM軟件都還比較陌生，從軟件數(shù)量上來看，BIM是需要多種軟件配合的，BIM做出的成果不是最終的成品圖紙，而是需要進一步處理的模型和信息。

（2）生產內容和方式發(fā)生了改變，CAD生產的是圖紙，而BIM生產了模型。

（3）受益者的問題，CAD很容易推廣是因為一個人即可產生效益，而且CAD的受益者直接明確。而BIM模型只是業(yè)主方所需成品的素材，一個人不可能完成由素材到滿足不同客戶需求的成品的過程，而同時制作BIM模型的人未必是整個團隊的最大受益者，所以怎樣讓制作BIM模型的人樂意為后期做貢獻就成了應用BIM需要解決的問題。

（4）BIM建模軟件之間信息互通存在問題，軟件接口問題還未完全解決。當然，單靠轉變設備技術更新也還不夠，還需要設計師對相關知識和作圖習慣進行更新和轉變。

5　總結

BIM的研究領域非常廣泛，文中所做的一些也只是其中部分應用點，分析也還有不足之處，在接下來的應用研究中還有很長的路要走。但是BIM是推動建筑業(yè)科技進步、觀念更新、行業(yè)發(fā)展的有力工具。政府目前也在推廣信息化技術的應用，在這樣的大環(huán)境下設計單位應該通過找到BIM對自身的價值用以提高自身的工作效率和質量從而提高核心競爭力，通過合同文件約束某些利益相關方按要求應用BIM，通過BIM應用為自身找到新的客戶以及為已有的客戶提供延伸或增值服務從而擴大服務范圍。相信通過不斷創(chuàng)新和努力，BIM的未來會越來越好，從而真正服務到設計中去。

TU311.41

A

1673-0038（2015）51-0074-02

2015-12-5

張黔（1978-），漢族，建筑師，本科，主要從事建筑設計工作。