試論BIM信息技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/陳周一郎 浙江綠創(chuàng)新拓建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 浙江杭州 310000

引言

BIM技術(shù)是將建筑工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工與管理過程中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息作為技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)，依據(jù)信息數(shù)據(jù)創(chuàng)建三維立體的建筑模型，模擬建筑真實(shí)信息以供參考的一種技術(shù)應(yīng)用手段與管理方式，具有可視化、協(xié)調(diào)化、立體化等優(yōu)勢。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展與信息技術(shù)應(yīng)用水平的飛速提升，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用范圍越來越廣泛。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的概念

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)是在信息化發(fā)展之下所產(chǎn)生的一種創(chuàng)新型設(shè)計(jì)方式，這種BIM技術(shù)是指利用信息化技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建建筑模型，利用數(shù)字化的3D方式進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的信息進(jìn)行綜合，從而能夠創(chuàng)造出更加完善的建筑結(jié)構(gòu)模型。BIM技術(shù)最初是從美國發(fā)展而來的，利用信息化的創(chuàng)新方式從而使建筑中的信息文件進(jìn)行管理，然后利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑模型的構(gòu)建，這樣能夠使建筑工程的質(zhì)量和水平都有一個(gè)大幅度的提升。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)是我國科技發(fā)展之下的一種產(chǎn)物，是一種創(chuàng)新型的改革方式，能夠保證我國的建筑行業(yè)能夠穩(wěn)定順利的發(fā)展下去。

2、BIM的優(yōu)勢和特點(diǎn)

2.1 BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)

BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)有優(yōu)化性、可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、可畫圖性等。其在協(xié)調(diào)能力方面很強(qiáng)，可供多位建筑設(shè)計(jì)者或多種軟件之間進(jìn)行建筑信息的分享與交流，使各個(gè)環(huán)節(jié)之間的連貫性加強(qiáng)達(dá)到提高作業(yè)效率、提升作業(yè)品質(zhì)的效果，取代傳統(tǒng)意義上的繪圖方式，將二維設(shè)計(jì)向三維的可視設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，且對前期的場地考察及設(shè)計(jì)都有舉足輕重的作用。

2.2 數(shù)字化代替?zhèn)鹘y(tǒng)繪圖，二維轉(zhuǎn)化為三維

在沒有BIM技術(shù)之前，工程設(shè)計(jì)及建筑行業(yè)主要依賴二位CAD技術(shù)來采集、提供各種相關(guān)信息，如平面圖、剖面圖等都是通過二維的圖紙呈現(xiàn)出來的，然而這種傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)存在不少弊端。首先，隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜度也逐漸提升。所以在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)與建造的過程中對圖紙精密度的要求也在不斷提高，若繼續(xù)使用二維的CAD技術(shù)來設(shè)計(jì)圖紙，則會(huì)出現(xiàn)意圖表達(dá)不清、施工單位難以理解等問題，無形中加大了施工的難度。而新型的三維可視化設(shè)計(jì)將二維圖中平面的線條立體化，簡單易懂，大大提高了施工效率。

2.3 協(xié)調(diào)性優(yōu)勢

以往的建筑設(shè)計(jì)工作，是以紙質(zhì)繪圖或CAD繪圖的形式，并不能夠全面而充分地顯示全部建筑參數(shù)與信息，無法依據(jù)建筑信息來準(zhǔn)確判斷分析建筑結(jié)構(gòu)上的缺陷，也不能準(zhǔn)確判斷建筑工程的施工周期與進(jìn)度，而通過BIM技術(shù)的模型構(gòu)建，就能夠更加真實(shí)而詳盡地展現(xiàn)建筑信息。另外，利用BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性優(yōu)勢，能夠在建筑設(shè)計(jì)階段，就建筑工程所涉及到的機(jī)電安裝、管道安裝等方面的問題進(jìn)行充分協(xié)調(diào)，就安裝工程生成協(xié)調(diào)與優(yōu)化數(shù)據(jù)。

3、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

3.1 復(fù)雜形體設(shè)計(jì)及建造應(yīng)用

BIM技術(shù)在復(fù)雜形體設(shè)計(jì)及建造應(yīng)用過程中有著重要的地位。在應(yīng)用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，可將形體復(fù)雜的建筑的數(shù)據(jù)和信息數(shù)字化，不再局限于平面圖，而是用立體的曲線呈現(xiàn)出來。從某種意義上來說，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，給以建筑設(shè)計(jì)師極大的發(fā)展空間，建筑師們可以盡情發(fā)揮和創(chuàng)新，對現(xiàn)有的方案進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到更好的設(shè)計(jì)效果。同時(shí)，BIM技術(shù)可將復(fù)雜的建筑項(xiàng)目模塊化、細(xì)化，將錯(cuò)綜復(fù)雜的信息進(jìn)行綜合和分析，減少了工程設(shè)計(jì)中的誤差與錯(cuò)誤。

3.2 管理平臺的應(yīng)用

在工程管理過程中，運(yùn)用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工程參與各方之間的有效協(xié)調(diào)，減少專業(yè)之間的碰撞與矛盾，更好地推進(jìn)工程進(jìn)度，提高工程質(zhì)量與施工效率。如前文所述及的管線沖突問題，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了管線之間的沖突，并運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，避免了由于管線沖突帶來的工程變更，極大地提高了施工的科學(xué)性。而在工程協(xié)調(diào)方面，還可以運(yùn)用信息化管理平臺進(jìn)行協(xié)同管理，確保工程管理的有效性與合理性。

3.3 能源的優(yōu)化配置

BIM技術(shù)具有參數(shù)化特征，能夠確保綠色建筑設(shè)計(jì)之中及設(shè)計(jì)之后，能夠在技術(shù)分析之后及時(shí)有效地進(jìn)行信息反饋，實(shí)時(shí)反映建筑質(zhì)量、建筑效果、施工進(jìn)度、建筑成本投入等信息，并以其數(shù)據(jù)的真實(shí)性與有效性為科學(xué)、合理、節(jié)能、環(huán)保的綠色建筑設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，運(yùn)用BIM技術(shù)可以分析建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，以確保其能夠達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的要求，而對于建筑物能源消耗情況，還需要以BIM技術(shù)在充分考量同類建筑的能耗與周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上加以計(jì)算，如果經(jīng)過計(jì)算之后，確定設(shè)計(jì)建筑的模擬能耗高于同類建筑的能耗，則應(yīng)當(dāng)對建筑設(shè)計(jì)中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化，以確保其熱工性能參數(shù)能夠達(dá)到綠色建筑節(jié)約能源的需要。通過BIM軟件來計(jì)算建筑設(shè)計(jì)的參數(shù)可以減少設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)時(shí)間，并確保數(shù)據(jù)的真實(shí)精確。

3.4 住宅建筑需求設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

建筑企業(yè)的設(shè)計(jì)人員在實(shí)際運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行住宅建筑設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，必須要事先做好環(huán)境勘測工作，對建筑所處的周邊環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并將周邊環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，然后在通過BIM系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的整合。在運(yùn)用這一技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，相關(guān)的模型建立尤為重要，也是住宅建筑BIM設(shè)計(jì)的首要工作，為了能夠使BIM技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的作用，并滿足建筑需求設(shè)計(jì)，在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中必須要準(zhǔn)確有效的了解這一建筑工程的各方面需求，包括材料需求，資金需求，管理需求等等，在充分考慮這些需求之后，還需要了解各方面的影響因素，并將這些影響因素扼殺在初始階段，降低其影響性。

結(jié)語：

BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)乃至工程管理等各個(gè)階段的應(yīng)用，都是以數(shù)據(jù)信息處理為基礎(chǔ)的，因此在設(shè)計(jì)、施工與管理的全部過程中，需要確保各種數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性與完整性，并在項(xiàng)目的不同階段，不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的插入、提取、更新與覆蓋工作，切實(shí)反映建筑項(xiàng)目的真實(shí)信息，充分體現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在 BIM 技術(shù)應(yīng)用過程中的重要作用，切實(shí)提高建筑質(zhì)量與建筑效率。