BIM技術(shù)在深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

楚童

1 BIM的概念特點(diǎn)及對BIM認(rèn)識的誤區(qū)

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文縮寫。BIM技術(shù)是用于一種利用信息化三維模型來輔助工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)維等階段全生命周期管理應(yīng)用的數(shù)字化工具。[1]

BIM技術(shù)具有八大特點(diǎn)，分別為：可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、一體化性、參數(shù)化性與信息完備性。[2]

（1）可視化：指工程管理在可視化的三維模型中進(jìn)行，建筑物在建造完成之前就已經(jīng)建成了其三維模型，可以看到建筑物建成后的樣子，即“所見即所得”，輔助決策者預(yù)先做出相關(guān)的應(yīng)對決策。

（2）協(xié)調(diào)性：眾所周知，一個建筑物的落地，必須經(jīng)過各種參與方、專業(yè)單位及工種和設(shè)備等之間的相互協(xié)調(diào)與管理來保證工程項(xiàng)目建造過程中的順利實(shí)施，期間無不進(jìn)行著信息的實(shí)時傳遞與共享，而BIM技術(shù)作為一種新興的信息化、數(shù)字化工具，它既包含著建筑物本身的幾何信息，而且還包含著其全生命周期各階段的非幾何信息，無論在哪個階段，其各參與方等之間通過BIM技術(shù)可以更加有效地提高信息的實(shí)時溝通，避免傳統(tǒng)模式下存在的信息孤島現(xiàn)象，大大提高現(xiàn)場各參與方之間的協(xié)調(diào)工作效率。

（3）模擬性：即預(yù)演分析，可以打一個非常形象的比方：BIM工程師好比導(dǎo)演、BIM模型好比劇本、獲益方好比觀眾，在電影（建筑物）完成之前，導(dǎo)演（BIM工程師）先給觀眾（獲益方，多指業(yè)主）預(yù)演一遍劇本（BIM模型），然后觀眾會通過其感受和要求對其劇本提出建設(shè)性的意見和決策，然后導(dǎo)演根據(jù)這些意見和決策對劇本進(jìn)行優(yōu)化完善，最終到成品，即電影。

（4）優(yōu)化性：主要指的是方案的優(yōu)化，通過BIM技術(shù)可以對各種方案進(jìn)行模擬優(yōu)化，比如：施工組織設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度方案以及關(guān)鍵施工工藝流程等方案的優(yōu)化，提高方案的可行性和科學(xué)性。

（5）可出圖性：當(dāng)模型經(jīng)過優(yōu)化后，可以基于模型進(jìn)行平面圖、剖面圖、立面圖及三維視圖等可用于現(xiàn)場指導(dǎo)應(yīng)用的圖紙。

（6）一體化性：BIM模型承載了建筑物從設(shè)計(jì)到施工、由施工再到運(yùn)維等全生命周期的所有關(guān)鍵信息與參數(shù)，這些數(shù)據(jù)都是項(xiàng)目信息的一個集合體，隨時可用于實(shí)際使用。

（7）參數(shù)化性：BIM模型中的所有構(gòu)件都具有不同的形狀，是由于其圖元所對應(yīng)的的各個參數(shù)信息不同，當(dāng)模型的構(gòu)件參數(shù)中任意一個數(shù)值發(fā)生變化，那么整個構(gòu)件也會隨之變化，導(dǎo)致整個模型也會聯(lián)動，期間產(chǎn)生的信息也會實(shí)時更新。

（8）信息完備性：BIM模型中所含的信息可以描述一個部位的完整信息，比如：結(jié)構(gòu)柱中所含的名稱、尺寸、材質(zhì)型號、顏色等參數(shù)，它們共同構(gòu)成了結(jié)構(gòu)柱，代表著其信息的完備性。

2 深化設(shè)計(jì)應(yīng)用

（1）管線綜合排布應(yīng)用。因?yàn)閭鹘y(tǒng)模式的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，各專業(yè)設(shè)計(jì)師都是分專業(yè)單獨(dú)繪圖設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中就沒有實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)圖紙必然會存在著各專業(yè)之間的碰撞打架現(xiàn)象，導(dǎo)致在現(xiàn)場施工的時候往往會邊干邊優(yōu)化，這種方式顯然會造成工期的延誤和成本的增加，但是，通過BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合排布，全過程在三維可視化狀態(tài)下進(jìn)行，決策者可以對每個專業(yè)的管線對其所對應(yīng)的的空間位置和標(biāo)高以及尺寸和材質(zhì)等信息有一個精準(zhǔn)的把握，通過模擬碰撞檢測，可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間存在著哪些碰撞點(diǎn)，然后對每個碰撞點(diǎn)一一排查，最終形成優(yōu)化后的排布方案，用于現(xiàn)場指導(dǎo)施工。

（2）通過BIM技術(shù)的模擬性可以對BIM模型進(jìn)行日光、采光的模擬，從而分析建筑物的綠色建筑日光指標(biāo)，在這里以revit為例，首先對revit模型中需要進(jìn)行模擬的空間和房間進(jìn)行劃分，單獨(dú)選出一塊來進(jìn)行日光參數(shù)設(shè)置，包含模擬類型、建筑物地址、時間段等參數(shù)，設(shè)置好后就開始模擬研究，從模型整體上可以分析整個建筑物的日光采光率和朝向，從內(nèi)部某個房間可以分析該房間的采光、透光率，可以從不同的視角進(jìn)行觀看，并且可以對該視角進(jìn)行渲染處理。

（3）能耗模擬應(yīng)用。通過對BIM模型的能耗參數(shù)設(shè)置，加上數(shù)據(jù)分析，可以對于模型中的每個房間進(jìn)行能耗模擬，比如功能性以及住宅性房間的用水、用電等數(shù)據(jù)分析，可以模擬其每季度或每年的用電量或者用量高峰統(tǒng)計(jì)等，從而對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深化和改進(jìn)，使其更加地貼近功能使用要求。

（4）“BIM+VR”在深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用?！癇IM+VR”技術(shù)在建筑中的應(yīng)用很多，主要體現(xiàn)在安全管理和裝飾方案展示方面，在安全管理方面，利用“BIM+VR”可以提高現(xiàn)場安全培訓(xùn)教育，使培訓(xùn)者通過虛擬體驗(yàn)來貼近真實(shí)地去感受安全教育，使其更有效地去了解安全管理和防范措施。在裝飾方案的展示方面，主要對于不同的裝飾方案可以做出不同的VR效果，讓決策者身臨其境的感受不同方案的風(fēng)格，使決策者和設(shè)計(jì)師們在同一個可視化、直觀的環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)確定，至于效果圖、漫游動畫，都可以根據(jù)BIM模型隨意剖切制作。

對比傳統(tǒng)的二維深化設(shè)計(jì)，BIM深化設(shè)計(jì)體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢及創(chuàng)新技術(shù)管理思路。主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）提高深化設(shè)計(jì)的效率?；贐IM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)模式下的二維工作界面，全程都是在三維可視化的模型中進(jìn)行深化，相比較而言比傳統(tǒng)模式多了一個維度，從而使得深化設(shè)計(jì)工作更加高效快捷。

（2）工作思路創(chuàng)新。基于BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)不僅僅是在工作界面上增加了一個維度，其主要還是體現(xiàn)在工作思路上產(chǎn)生了創(chuàng)新，完全以一種全新的思路來進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)模式下存在的深化不全面等問題一一從三維模型中的每一個構(gòu)件、每一個空間位置中體現(xiàn)出來，讓決策者更加高效地完成深化設(shè)計(jì)。

（3）準(zhǔn)確直觀?；贐IM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)，相比較傳統(tǒng)模式而言，增加了一個維度到三維，甚至再增加時間維度（進(jìn)度）到4D，增加成本到5D，甚至到ND，通過可視化的模擬加優(yōu)化，將深化設(shè)計(jì)中的所有問題在三維模型中準(zhǔn)確直觀地體現(xiàn)出來，并且優(yōu)化完善，使深化設(shè)計(jì)工作更加地高效、更加地貼近實(shí)際施工。

[1]中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會.建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017：1～10.

[2][新]凱 澤（Kesari Payneni）.BIM的關(guān)鍵力量.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017：35～38.

[3]中國圖學(xué)學(xué)會.第六屆“龍圖杯”全國BIM大賽獲獎工程應(yīng)用文集.北京：中國圖學(xué)學(xué)會，2017：1～36.