未來建筑設(shè)計手段
——BIM淺談

董偉峰

（身份證號：440105198707145736）

未來建筑設(shè)計手段
——BIM淺談

董偉峰

（身份證號：440105198707145736）

建筑設(shè)計是一個難度很高的工作，需要反復(fù)修改?，F(xiàn)代建筑不斷朝著超高層及超大跨度方向發(fā)展，傳統(tǒng)CAD建筑設(shè)計方式已經(jīng)無法滿足高速發(fā)展的建筑設(shè)計行業(yè)，設(shè)計者為了貫徹信息模型理念，必須應(yīng)用新的設(shè)計方式，新的設(shè)計方式必將取代傳統(tǒng)設(shè)計方式。BIM技術(shù)是建筑設(shè)計的新興技術(shù)，必將帶來一次信息革命。CAD技術(shù)能夠幫助設(shè)計師解決輔助繪圖問題，而BIM技術(shù)則可以幫助業(yè)主、承包商等解決工程施工問題。本文將對BIM進行具體闡述。

未來建筑；設(shè)計手段；BIM淺談

引言

BIM技術(shù)即建筑信息模型，是一種新的建筑設(shè)計、施工以及管理方法。BIM技術(shù)以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠?qū)⒔ㄖこ讨械母黜棓?shù)據(jù)模型相整合，將數(shù)字技術(shù)直接應(yīng)用于建筑工程。

1　BIM的定義和主要特性

1.1BIM定義

BIM（建筑信息模型Building Information Modeling）是利用數(shù)字模型對項目進行設(shè)計、施工和運營的過程。它是由設(shè)計單位完成的高度仿真三維模型，是供項目各方及項目全過程使用的三維信息平臺。BIM技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用如表1所示。

表1　

1.2BIM特性

1.2.1可視化

BIM工作即收集的綜合性通過專業(yè)軟件形成三維、動態(tài)、直觀形象。將各類信息以及二維圖像形成直觀可視模型?？梢暬Ｐ驮诮ㄖO(shè)計中具有重要作用，傳統(tǒng)設(shè)計方式中，設(shè)計人員需要自行想象三維模型，工作效率低且無法保證設(shè)計效果，而BIM技術(shù)能夠有效提供可視化三維立體模型，更好的展示在人們面前，將構(gòu)件形成良好反饋。

1.2.2協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)工作室建筑設(shè)計的重點，能夠幫助完成設(shè)計目標。協(xié)調(diào)配合工作在各個施工單位和業(yè)主間都在積極展開。項目實施過程中，很容易出現(xiàn)各種問題，一旦出現(xiàn)問題，有關(guān)工作人員就必須積極協(xié)調(diào)解決，制定詳細的解決措施或者變更方案。BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)服務(wù)性可以有效幫助解決這一難題，BIM技術(shù)可以在工程設(shè)計中建立信息模型，對不同專業(yè)碰撞所產(chǎn)生的問題進行協(xié)調(diào)解決。

1.2.3模擬性

模擬工作就是模擬設(shè)計出的建筑模型，或者模擬處理現(xiàn)實中無法直接操作的事物。BIM在設(shè)計階段可以模擬節(jié)能、日照、熱能傳導(dǎo)等。BIM可以幫助工程在推廣、招標以及施工階段通過4D模擬工程項目，確保施工項目的科學(xué)性和合理性。

1.2.4優(yōu)化性

工程項目的設(shè)計、施工以及運營工作是不斷優(yōu)化的過程，BIM技術(shù)可以幫助更好的優(yōu)化這些過程。

1.2.5可出圖性

BIM技術(shù)的功能并不單純是為了幫助設(shè)計建筑設(shè)計圖和構(gòu)件加工圖，而是為了對可視化展示建筑物，對建筑物進行協(xié)調(diào)優(yōu)化處理，幫助業(yè)主設(shè)計合理管線圖，碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案。

2　BIM技術(shù)原理

想要使用BIM技術(shù)，就需要對這個技術(shù)有一個系統(tǒng)的了解。簡單地說BIM技術(shù)就是一個修建信息模型的簡稱，是一種新型的建筑設(shè)計手段。BIM的使用時要依靠CAD作為保證的，是在CAD技術(shù)支撐上對整個修建過程進行一個數(shù)字化的模型和表述。這樣就可以在一個計算機輔助模擬出來的一個模型中，儲存所有的，完整的修建信息，這是建筑設(shè)計行業(yè)的超級技術(shù)革新。但是其實根據(jù)仿真的CAD設(shè)計并不是一個全新的概念，就是因為運用計算機輔助設(shè)計技術(shù)，對建筑的設(shè)計建造修建過程進行一個全程完整的模擬。雖然是一個很好的思想，但是因為在商業(yè)上的發(fā)展不太好，也就導(dǎo)致一直以來就有思想但是不容易實現(xiàn)，一切的改變就是因為計算機技術(shù)的進步。計算機技術(shù)的革新，讓個人核算機得到普及。就是在這樣的背景下，BIM就得到了發(fā)展，就能夠被運用，也就是在這樣背景下，BIM不斷發(fā)展和被運用，也就出現(xiàn)了很多相應(yīng)的體系。漸漸地BIM已經(jīng)不再是一個簡單的技術(shù)，不是低層次的繪圖工具了，也不是運用一些簡單的仿真進行設(shè)計，真正的是在運用復(fù)雜計算機技術(shù)和繪圖技術(shù)，進行建筑構(gòu)件的設(shè)計。不再是簡單的運用點線面體來進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，而是運用數(shù)字化的構(gòu)建去“修建”建筑，去完成建筑的全貌。一個仿真需要一些列的參數(shù)來描述其特點。這個仿真代碼有必要包括這些參數(shù)。參數(shù)通常是預(yù)先設(shè)定好的，或許恪守某些制定好的規(guī)矩，這些參數(shù)信息就構(gòu)成建筑的特點。

3　基于BIM技術(shù)的建筑可持續(xù)設(shè)計

建筑設(shè)計的主要思想來源于設(shè)計師，設(shè)計師可以在建筑設(shè)計初期構(gòu)思整個件數(shù)設(shè)計過程，制定可持續(xù)化設(shè)計方案，避免資源浪費。但是很多建筑師經(jīng)驗不足，無法對建筑施工做主觀判斷，很容易導(dǎo)致建筑功能無法完美統(tǒng)一，不得不增加節(jié)水節(jié)能技術(shù)設(shè)備去達到目標，造成資源浪費現(xiàn)象。

BIM技術(shù)可以實現(xiàn)建筑可持續(xù)設(shè)計，在設(shè)計初期擴大設(shè)計思路，幫助建筑師整合現(xiàn)場數(shù)據(jù)。全面分析特定建筑部位的結(jié)構(gòu)和熱量。BIM技術(shù)可以模擬建筑物朝向，幫助建筑師分析建筑采光和通風(fēng)效果。另外，建筑師還可以準確整合建筑物室內(nèi)的空間及材料，滿足使用者需求。

4　工程信息直觀化，建造過程可視化

CAD技術(shù)只可以展示建筑物的二維方式，必須通過專業(yè)人員的解讀和分析，才可以了解具體設(shè)計思維，如果專業(yè)人員無法對建筑物的二維模型進行有效分析和判斷，則必須依靠三維軟件輔助了解。CAD二維制圖無法滿足建筑物生命周期的連續(xù)變化，新的思路無法展現(xiàn)在原有模型上，設(shè)計人員必須從頭開始制圖。BIM技術(shù)可以將任何涉及思想至關(guān)的表現(xiàn)在模型上，包括、日照、節(jié)點節(jié)能結(jié)構(gòu)等，并且，這些信息相互關(guān)聯(lián)，修改一處信息，其他信息都會隨之改變。

建筑設(shè)計后期，BIM技術(shù)可以輔助設(shè)計出圖，幫助解決專業(yè)碰撞問題，并且對設(shè)計三維模型進行規(guī)范檢查，統(tǒng)計項目工程量，模擬施工甚至分析工程造價。BIM技術(shù)可以有效提高設(shè)計效率，降低成本，將整個設(shè)計過程變得靈活多變。各個專業(yè)和工作之間的協(xié)調(diào)交流也更加便捷，提高建筑設(shè)計服務(wù)水平。

5　所有項目都有其用武之地

BIM技術(shù)可以運用在不同類型的建筑設(shè)計項目中。住宅建筑設(shè)計復(fù)雜程度高，而且單元模塊建立很復(fù)雜，BIM技術(shù)可以有效解決復(fù)雜項目，環(huán)節(jié)設(shè)計工作中的協(xié)調(diào)問題。BIM技術(shù)在方案設(shè)計、專業(yè)協(xié)調(diào)、設(shè)計可視化方面都有其優(yōu)越性。

6　數(shù)字化的項目管理及工業(yè)化建造模式

傳統(tǒng)的項目管理模式是將所有信息以文件的形式歸類整理，而BIM技術(shù)可以幫助整個數(shù)字化數(shù)據(jù)庫。BIM技術(shù)可以幫助工作人員快速檢錯、查詢數(shù)據(jù)，并且提供適用于各個建構(gòu)階段的模型，即BIM技術(shù)可以幫助建筑物實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計制造。這樣不僅可以節(jié)約時間和成本，而且可以避免反復(fù)制造帶來的資源浪費，提高設(shè)計精度和質(zhì)量。

7　案例分析

（1）2008北京奧運建筑已開始采用BIM技術(shù)。自2012年5月，中國第一高樓——總設(shè)計高度為632m的上海中心，全面應(yīng)用BIM技術(shù)打造綠色、人文都市標志性建筑。上海中心的很多局部重點部位，如地下室機房及設(shè)備層等關(guān)鍵部分用二維進行設(shè)計是根本無法做出的，而BIM技術(shù)順利解決了這些難題并在其中搭建了一個良好的溝通平臺。工程建設(shè)國家標準《建筑工程設(shè)計信息模型交付標準》和《建筑工程設(shè)計信息模型分類和編碼》的編制將對推廣BIM技術(shù)在建筑工程中的實際應(yīng)用，促進BIM技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展有重要而深遠的意義。

（2）2010上海世博園中的一半場館都是應(yīng)用BIM技術(shù)建成的，BIM技術(shù)使得演藝中心此類復(fù)雜的項目能夠進展順利，施工中的曲線控制與設(shè)計模型幾乎一致。

8　結(jié)語

BIM技術(shù)給建筑行業(yè)帶來很多便捷，提高了設(shè)計建筑的科學(xué)合理性，而BIM技術(shù)在我國的應(yīng)用剛剛起步，仍然有很多問題亟待解決。例如BIM軟件開發(fā)，完善相關(guān)標準規(guī)范等。另外，必須通過大量的項目時間，才能確定符合我國建筑設(shè)計發(fā)展的BIM應(yīng)用模式，只有這樣，BIM技術(shù)才可以在我國的未來建筑設(shè)計中充分展現(xiàn)其優(yōu)越性。

[1]方貴盛，孫平.光機電一體化實訓(xùn)裝置在機電類課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2010（01）：12～14.

[2]李兆歆，張大坤.基于VSL語言的三維動態(tài)交互移動實現(xiàn)及其應(yīng)用[J].計算機工程與設(shè)計，2010（02）：09.

[3]于金勇，林敏.BIM技術(shù)在地鐵安裝工程中的應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013（02）：13～17.

[4]王慧琛，李炎鋒，趙雪鋒，張晉.BIM技術(shù)在地下建筑建造中的應(yīng)用研究——以地鐵車站為例[J].中國科技信息，2013（15）：54～55.

TU201.4

A

1673-0038（2015）25-0007-02

2015-5-10

董偉峰（1987-），男，本科，主要從事建筑設(shè)計工作。