淺談計算機輔助建筑設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

張喆

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，公共建筑的要求也在不斷的提高，并且建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、科技含量和使用要求也愈來愈高。BIM技術(shù)屬于新型CAD技術(shù)，可實現(xiàn)建筑設(shè)計的技術(shù)創(chuàng)新。因此，本文則重點分析BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】計算機輔助建筑設(shè)計；BIM技術(shù)；應(yīng)用

近幾年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展， BIM技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。傳統(tǒng)的計算機輔助建筑設(shè)計難以滿足當(dāng)前現(xiàn)代建筑行業(yè)的高性能要求，也就無法設(shè)計出優(yōu)秀的建筑設(shè)計圖。而BIM技術(shù)則可較好的解決這一問題，有效提高建筑設(shè)計質(zhì)量。本文首先分析BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的重要性，然后探討B(tài)IM技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。

一、計算機輔助建設(shè)設(shè)計中BIM技術(shù)的重要性

采用BIM技術(shù)可全面擺脫簡單的幾何應(yīng)用格局，構(gòu)成立體的建筑物整體。如下圖1所示：采用BIM技術(shù)設(shè)計的建筑與傳統(tǒng)的繪圖軟件所設(shè)計的建筑構(gòu)圖相比，BIM技術(shù)更好的表達了建筑物的整體性。

1、優(yōu)化施工方案

BIM技術(shù)，可對建筑設(shè)計、施工和管理三個生命周期進行優(yōu)化管理，不僅可以有效促進數(shù)據(jù)信息交換和共享，還可以加快設(shè)計的決策速度，有效降低項目開發(fā)成本，如下圖2所示：滿足設(shè)計者需求。采取BIM技術(shù)，可綜合集成的管理在工程項目中的相關(guān)資料，并將其設(shè)計成為BIM中的信息數(shù)據(jù)模型，使該資料數(shù)據(jù)可以服務(wù)于該工程項目的全生命周期。

2、確保施工安全

應(yīng)用BIM技術(shù)軟件來進行建筑設(shè)計時，操作對象不再是幾何對象，而是墻體、門、窗、梁、柱等建筑構(gòu)件；并且在BIM系統(tǒng)屏幕界面上，可以修改施工中所存在的相關(guān)問題，設(shè)計圖中也不再是沒有關(guān)聯(lián)的點和線，而是由建筑構(gòu)件所組成的整體。并且在整個建筑設(shè)計過程中，立足數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)，進行三維建模，可隨意生成各種平、立、剖面的二維圖紙，大大滿足現(xiàn)實建筑設(shè)計的需求。

3、克服維護障礙

設(shè)計過程中即可獲得高效、精確的建筑繪圖，實現(xiàn)圖紙文檔的自動生成（如下圖3所示）。不僅可以完善及協(xié)同工作平臺，還可以實現(xiàn)平面、立面、剖面圖與建筑三維模型的關(guān)聯(lián)。也就是在建筑設(shè)計中，若是某一圖紙發(fā)生變動，則其它圖紙中相應(yīng)的部分也會同步被改動，關(guān)聯(lián)性極強，從而發(fā)揮了BIM技術(shù)設(shè)計的應(yīng)用優(yōu)勢。應(yīng)用BIM技術(shù)，既可以支持傳統(tǒng)繪圖中的平、立、剖面圖的二維方式表達，同時，也可支持軸測圖以及透視圖等三維方式的表達，并以動畫方式顯示方案；此外，還可以支持可擴展標(biāo)記語言（XML）格式，不僅便于數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，也可提升BIM方案數(shù)據(jù)的可擴展性。

二、BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用

1、概念設(shè)計

在概念設(shè)計階段要對整個設(shè)計方案進行構(gòu)思，因此可能會有許多設(shè)計方案在這一階段出現(xiàn)，概念設(shè)計為設(shè)計的下一個階段提供基本構(gòu)架。該階段是整個設(shè)計過程中最有創(chuàng)新性的部分，并且基本上決定了整個建筑的空間功能的分配，結(jié)構(gòu)設(shè)備的設(shè)計和施工方法等。在概念設(shè)計中主要相關(guān)的是建筑方案的細(xì)化，建筑的體量以及外觀，并且對建筑的位置和現(xiàn)場的方位以及建筑的結(jié)構(gòu)和室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量等進行確定。在傳統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計中，概念設(shè)計是完全依賴建筑師的經(jīng)驗和知識，形成方案后再交給設(shè)計團隊和其他成員進行分析和細(xì)化，在分析后如果對設(shè)計不滿意則需要進行修改。這一修改過程將會耗費大量的時間。但在基于BIM的建筑設(shè)計中，BIM設(shè)計可以為整體的設(shè)計提供一個全方位的模型，極大的節(jié)約了設(shè)計人員在圖紙繪制上所消耗的時間，使設(shè)計者的精力更多的集中在設(shè)計方案上。

2、設(shè)計深化

分析過程需要的信息資料則需要很長時間的編輯，BIM借助跨專業(yè)的整合設(shè)計省去了深化設(shè)計中很多重復(fù)性的建模過程，設(shè)計深化階段不僅可以代表真實的幾何形狀，還可以利用BIM接口進行導(dǎo)出分析。為了達到模型導(dǎo)出的作用，BIM建模軟件和分析軟件的有效接口具有以下特點：BIM軟件中特定屬性和關(guān)系是在專業(yè)分析需要的部分組合下形成的；包含建筑幾何形狀，可實現(xiàn)對建筑精確的表達。具體的BIM模型可以對分析模型進行提取，并在不同分析用途中實現(xiàn)改變。支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的格式必須保證抽象分析模型和實體BIM模型中建筑關(guān)系的轉(zhuǎn)換，并且對雙方建筑信息的更新進行支持。不同的分析從模型中提取不同的信息，例如有些屬性是部分專業(yè)分析必須的，有些專業(yè)的分析是沒有必要性的。在目前的技術(shù)條件下發(fā)展一種對所有分析都支持的直接交換格式是不太可能的。

3、施工圖繪制

指導(dǎo)施工的重要方法就是圖紙，也正是這個原因，設(shè)計人員需要繪制大量的圖紙對業(yè)主和施工方的工作需求進行滿足。BIM的一項重要的功能就是圖紙的繪制，無論是平面、剖面還是立體的圖紙以及統(tǒng)計報表都可以借助BIM獲得。基于BIM的建筑設(shè)計中，施工圖的繪制同以上幾個階段比較是最為簡單的設(shè)計環(huán)節(jié)。在經(jīng)過設(shè)計深化后，設(shè)計成果往往是一個包含了豐富建筑信息的三維模型，我們在BIM中所見到的形體都可以實現(xiàn)。在三維立體視圖下，剖切樓梯就能得到樓梯處的詳圖，即使是比較復(fù)雜的機房管理環(huán)境，在三維視圖下整個布局也會非常的清晰。由于BIM自身的特點，施工圖紙的繪制變得像是模型的附屬品，雖然圖紙在指導(dǎo)和記錄整個建筑建造過程中是比較重要的方法，但是在未來的發(fā)展中，施工圖紙很有可能會成為一種設(shè)計信息的表達，模型或?qū)⒊蔀榉珊徒ㄖ霞s中關(guān)于建筑信息的重要表達方法。在美國的鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會中關(guān)于它的標(biāo)準(zhǔn)曾經(jīng)說道指出：如果方案中的鋼結(jié)構(gòu)有著模型和圖紙兩種形式的表達，那么設(shè)計的記錄就以模型為準(zhǔn)。但是如果圖紙的格式法律限制被解除，BIM的發(fā)展會更加快速，設(shè)計和施工的高效率也會成為可能。

三、結(jié)束語

在計算機輔助建筑設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅能可提高建筑設(shè)計精度及速度，而且還能夠提高工程施工效率，完善工程中管線布設(shè)過程中的協(xié)同工作，避免了重復(fù)建模過程，在施工圖繪制中利用BIM技術(shù)使圖紙的繪制變成模型的附屬品，幫助復(fù)雜建筑環(huán)境的清晰化，發(fā)揮實際應(yīng)用價值。

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