探究BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

閔健英（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅蘭州730050）

探究BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

閔健英（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅蘭州730050）

BIM技術(shù)的出現(xiàn)及在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用滿足了建筑行業(yè)越來越高的現(xiàn)實(shí)需求，為建筑行業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。本文對(duì)建筑信息模型（BIM）技術(shù)的概念及其在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中的工作原理進(jìn)行了分析，并對(duì)BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用內(nèi)容及應(yīng)用的重要性進(jìn)行了分析說明。

BIM技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

隨著信息技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得以應(yīng)用并迅速得到推廣，這為建筑行業(yè)工作流程的創(chuàng)新化、設(shè)計(jì)途徑的多元化發(fā)展提供了契機(jī)。探究BIM技術(shù)的科學(xué)內(nèi)涵，了解其在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的原理、應(yīng)用的重要性及具體應(yīng)用實(shí)施成為研究的主流課題。

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)的概念釋義

BIM作為Building Information Model的英文縮寫，是一種建筑工程數(shù)據(jù)模型，主要利用3D數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑實(shí)體在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)三維的仿真模型，整個(gè)模型包含了建筑施工進(jìn)程、后期維護(hù)管理等建筑全生命周期所需信息的數(shù)據(jù)庫(kù)[1]。BIM并非建筑、信息、模型的簡(jiǎn)單拼接組合，它涵蓋了信息模型的服務(wù)廣度、幾何信息、非幾何信息、建模過程等多方面的內(nèi)蘊(yùn)，是一項(xiàng)內(nèi)涵豐富、應(yīng)用價(jià)值高、應(yīng)用范圍廣的技術(shù)，使建筑工程項(xiàng)目的數(shù)字化管理成為可能，為建筑施工的科學(xué)有效開展夯實(shí)了基礎(chǔ)。

1.2 BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的工作原理

BIM技術(shù)在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)工作流程和任務(wù)分配形式上實(shí)現(xiàn)了突破，成為改變固有思維模式的重要應(yīng)用工具，使計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)得到創(chuàng)新發(fā)展。BIM技術(shù)是一種專門面向建筑設(shè)計(jì)的基于對(duì)象的先進(jìn)CAD技術(shù)，能夠在計(jì)算機(jī)中便捷實(shí)現(xiàn)建筑工程信息的集中存儲(chǔ)和完整描述，將BIM軟件由低級(jí)繪圖工具轉(zhuǎn)變?yōu)槔L制大型建筑構(gòu)件及建筑物的高級(jí)技術(shù)[2]。BIM技術(shù)將建筑構(gòu)件以編碼的形式進(jìn)行數(shù)字化描述，通過各種參數(shù)對(duì)建筑對(duì)象的屬性進(jìn)行描述，且描述應(yīng)遵循之前制定的定義及相關(guān)規(guī)則，通過這一系列過程，這些參數(shù)信息就可以完整表達(dá)建筑的各類屬性信息。以墻體這個(gè)建筑構(gòu)件對(duì)象為例，它的屬性信息就包括長(zhǎng)、寬、高等幾何信息，還包括墻體使用材料、使用規(guī)格、墻體單價(jià)及建造價(jià)格、墻體功能等非幾何信息。與普通CAD繪圖體系只能通過平行線這種二維表達(dá)方式表現(xiàn)墻體信息相比，BIM技術(shù)體現(xiàn)了線條之間的關(guān)聯(lián)及交叉關(guān)系，在使用上更具優(yōu)勢(shì)。

2 BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1 建筑方案的論證

BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在對(duì)建筑設(shè)計(jì)空間實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效測(cè)評(píng)，達(dá)到更佳的互動(dòng)效應(yīng)方面作用顯著，使得業(yè)主及使用者反饋了積極良好的信息。在建筑方案的論證中，BIM工作平臺(tái)的應(yīng)用，將建筑常用的參數(shù)進(jìn)行了合理加入，量化了建筑物模型，使傳統(tǒng)建筑模型缺乏參考性、可行性及靈活性的弊端得到改善，使人與建筑模型的直觀對(duì)話成為可能[3]。通過這一過程，一方面，設(shè)計(jì)人員可獲取更多有效信息，根據(jù)科學(xué)性啟發(fā)延伸設(shè)計(jì)并發(fā)現(xiàn)問題，減少設(shè)計(jì)中存在的不合理之處；另一方面，可以使建筑項(xiàng)目各參與方更直觀地展示和表達(dá)共同關(guān)注的關(guān)鍵問題，并及時(shí)達(dá)成一致，解決問題，從而達(dá)到縮減決策時(shí)間，簡(jiǎn)化施工過程，提高工作效率及建筑物整體質(zhì)量的目的。

2.2 三維建筑物設(shè)計(jì)圖

在三維建筑物的設(shè)計(jì)中，通過應(yīng)用BIM技術(shù)創(chuàng)建的仿真建筑模型：①實(shí)現(xiàn)點(diǎn)線面的有機(jī)結(jié)合，保證了建筑模型的小巧精致；②實(shí)現(xiàn)多種材質(zhì)的靈活及綜合運(yùn)用，將立面的材質(zhì)、色彩及造型變化直觀地呈現(xiàn)出來；③實(shí)現(xiàn)建筑模型與周圍環(huán)境的有機(jī)融合，蘊(yùn)含變化，統(tǒng)一中又強(qiáng)調(diào)個(gè)性設(shè)計(jì)，使得建筑造型既富有變化又在整體上和諧統(tǒng)一，建筑形象更加豐盈，能帶來較強(qiáng)的視覺沖擊。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用一方面為建筑設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)三維可視化設(shè)計(jì)工具，立體效果顯著，真正實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”，讓建筑設(shè)計(jì)人員能夠利用三維模式很好地完成建筑設(shè)計(jì)工作，另一方面也能夠讓建筑業(yè)主及用戶突破以前技術(shù)水平不夠的限制，更加直觀形象地看到建筑內(nèi)容，隨時(shí)了解自己的建筑物狀態(tài)及相關(guān)情況。

3 BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要性分析

3.1 在計(jì)算中進(jìn)行建筑的模擬設(shè)計(jì)，不斷完善設(shè)計(jì)方案

BIM技術(shù)運(yùn)用于建筑設(shè)計(jì)之前，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的整體效果必須在施工結(jié)束后才能得到完整呈現(xiàn)，在這之前只作為理論上的一個(gè)工程項(xiàng)目而存在。這樣就使得很多意料之外的問題在施工過程中展露無(wú)遺，并由于施工的開展難以進(jìn)行修正，使建筑效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期。杜絕這一現(xiàn)象發(fā)生的最有效最經(jīng)濟(jì)的方法是在施工前進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并將問題從源頭上進(jìn)行消除，不斷完善和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。BIM技術(shù)通過建立模型來模仿現(xiàn)實(shí)中的建筑，一些具有重要參考意義及作用的數(shù)據(jù)也通過其表現(xiàn)形態(tài)得到完整展現(xiàn)。從利用BIM技術(shù)建立的模型中提取數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入專業(yè)的計(jì)算分析模擬軟件，便可實(shí)現(xiàn)面積、結(jié)構(gòu)、功能、可視度等多方面設(shè)計(jì)的分析評(píng)估結(jié)果，以此檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性及科學(xué)性，使設(shè)計(jì)方案更加合理可靠，減少問題和降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，為提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。一般而言，只要不存在突然的大變數(shù)，BIM技術(shù)計(jì)算得到的結(jié)果準(zhǔn)確性較高，科學(xué)性較強(qiáng)。由此分析，建筑設(shè)計(jì)人員在建筑設(shè)計(jì)之初，結(jié)合BIM技術(shù)，通過模型對(duì)設(shè)計(jì)方案的可靠性進(jìn)行仿真計(jì)算，可以有效減少施工中的不確定性和突發(fā)問題的發(fā)生機(jī)率，便于方案設(shè)計(jì)工作的正常有序進(jìn)行，減少設(shè)計(jì)偏差。

3.2 在計(jì)算機(jī)中自動(dòng)生成建筑設(shè)計(jì)的圖文文件，從而保證圖紙的準(zhǔn)確性

BIM技術(shù)對(duì)仿真模型的構(gòu)建，解決了傳統(tǒng)工作環(huán)境下所有圖紙作為獨(dú)立分散的個(gè)體，需要每個(gè)環(huán)節(jié)歸類、拼湊、設(shè)計(jì)及修改，由平面到立面再到剖面的復(fù)雜工作流程，節(jié)省了建筑設(shè)計(jì)時(shí)間及設(shè)計(jì)人員精力，降低了成本。BIM技術(shù)在仿真模型的基礎(chǔ)上完成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向模型，只要建立了好的虛擬建筑模型，與建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的全部圖表、文件、圖紙等都可以在設(shè)計(jì)階段隨時(shí)自動(dòng)生成，平面、立面及剖面等幾何數(shù)據(jù)信息，材料、造價(jià)等非幾何數(shù)據(jù)信息都可以自動(dòng)生成，這將計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)得淋漓盡致，有效提高了工作效率，使圖紙的準(zhǔn)確性得到有效保障，提高了建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。同時(shí)，一方面，信息化的圖紙管理系統(tǒng)為不同類型圖紙的分類及保存建立了平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)關(guān)鍵信息搜索，并調(diào)取相應(yīng)的圖紙信息；另一方面，全部圖文文件及圖紙的修改變更也會(huì)在項(xiàng)目文件中得到自動(dòng)反映并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)人員的工作內(nèi)容。

3.3 在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行建筑物的性能分析，使各方共同協(xié)作

建筑工程復(fù)雜性的特點(diǎn)讓各學(xué)科專業(yè)的交叉協(xié)同合作成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要使建筑物各項(xiàng)性能達(dá)質(zhì)達(dá)標(biāo)，需要協(xié)同設(shè)計(jì)工作。①BIM技術(shù)充分實(shí)現(xiàn)了建筑學(xué)科、結(jié)構(gòu)學(xué)科、電氣學(xué)科、給排水學(xué)科等多個(gè)學(xué)科的綜合及交叉，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科在同一模型上的有效協(xié)同作業(yè)；②BIM技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)做支撐，實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)不同專業(yè)人員間的組織協(xié)調(diào)，為建筑性能的完善提供了技術(shù)支持。

4 結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用成為建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力，在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中具有舉足輕重的地位。充分了解BIM技術(shù)的工作原理，把握其優(yōu)勢(shì)并合理應(yīng)用，是提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

[1]陳思達(dá).探討B(tài)IM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].四川水泥，2015（1）：317.

[2]劉曉光.BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（10）：28～29.

[3]盧松波.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討[J].硅谷，2015（4）：111～113.

TU201.4

A

2095-2066（2016）32-0174-02

2016-11-1