BIM技術及其在建筑設計中的應用研究

摘 要：隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，城市化的不斷推進，BIM技術的誕生成為建筑行業(yè)的一場新型改革。與傳統(tǒng)的二維平面技術相比，基于BIM技術的三位立體設計更為直觀，使得建筑項目的施工效率和建筑品質(zhì)都得到提升，極大地促進了建筑行業(yè)的發(fā)展。本文詳述了BIM技術及其在建筑與工程設計中應用研究。

關鍵詞：BIM技術；建筑設計；應用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.087

1 引言

隨著數(shù)字化和智能化在建筑領域的興起，BIM技術應運而生，這種新型的技術設計是通過將信息數(shù)字化來建立一種虛擬的三維立體模型，設計者和施工者能夠直觀地通過參考模型而作出修改和優(yōu)化，使設計方作出的方案更加人性化、科學化。BIM并不是一種軟件，而是一種新興的理念，在建筑行業(yè)應用廣泛。

2 BIM技術

2.1 BIM技術的概念

即Building Information Modeling，翻譯成中文就是建筑信息模型。簡單來說，BIM技術是一個新型的概念，或者可以稱其為一種數(shù)字表達，指的是在建筑的設計與施工過程中，包括策劃、設計、施工、運營、拆除等階段，進行建筑建造和數(shù)據(jù)管理的過程，該過程能提高工程設計行業(yè)進行作業(yè)時的效率和作業(yè)結果的質(zhì)量。

三維數(shù)字技術是BIM技術的基礎，BIM技術在三維數(shù)字技術的支持下，將建筑整個生命周期過程中可能涉及到的信息進行采集和處理，形成工程數(shù)據(jù)模型，是數(shù)字技術在工程設計領域的直接應用，在極大程度上幫助工程項目節(jié)約成本，提高效率，同時還降低了建筑過程中對環(huán)境的消極影響，符合低成本、高效率及綠色環(huán)保的經(jīng)濟理念。

2.2 BIM技術原理

BIM技術是一種主要針對于建筑與工程設計的CAD技術，將建筑方面的信息數(shù)字化，通過BIM技術，可將一個建筑設計中的全部信息都存儲于一個電子模型中。

在所謂的BIM系統(tǒng)中，真實的建筑組成構件以編碼的形式表現(xiàn)出來，即將建筑構件數(shù)字化。每個建筑構件對應一個對象，每個對象通過一組系數(shù)來表示其屬性。以一面墻為例，其屬性包括了這面墻的尺寸、材料、隔音性能、造價等性質(zhì)。而二維的繪圖軟件僅能用簡單的線條來表示。

2.3 BIM的優(yōu)勢和特點

BIM技術的主要特點有優(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，可供多位建筑設計者或多種軟件之間進行建筑信息的分享與交流，使各個環(huán)節(jié)之間的連貫性加強達到提高作業(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，將二維設計向三維的可視設計轉(zhuǎn)變，且對前期的場地考察及設計都有舉足輕重的作用。

（1）數(shù)字化代替?zhèn)鹘y(tǒng)繪圖，二維轉(zhuǎn)化為三維。在沒有BIM技術之前，工程設計及建筑行業(yè)主要依賴二位CAD技術來采集、提供各種相關信息，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)的二維設計存在不少弊端。首先，隨著城市化進程的不斷加速，建筑設計的復雜度也逐漸提升。所以在進行建筑設計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技術來設計圖紙，則會出現(xiàn)意圖表達不清、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計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）BIM分布式模型。在現(xiàn)代建筑行業(yè)中普遍使用的是BIM分析工具與BIM創(chuàng)作類工具相結合的分布式模型，諸如設計模型、施工模型、施工進度模型、制造模型、操作模型等則需要設計或施工單位進行制作。這些從屬于BIM數(shù)據(jù)庫的分布式模型為建筑過程、建筑項目提供了如估算工具、進度安排工具等分析工具。

3 BIM技術在建筑設計中的應用研究

3.1 復雜形體設計及建造應用

BIM技術在復雜形體設計及建造應用過程中有著重要的地位。在應用BIM技術的基礎上，可將形體復雜的建筑的數(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技術的出現(xiàn)，給以建筑設計師極大的發(fā)展空間，建筑師們可以盡情發(fā)揮和創(chuàng)新，對現(xiàn)有的方案進行優(yōu)化，達到更好的設計效果。同時，BIM技術可將復雜的建筑項目模塊化、細化，將錯綜復雜的信息進行綜合和分析，減少了工程設計中的誤差與錯誤。

3.2 綜合管線設計與管網(wǎng)綜合排查

隨著人們生活水平的不斷提高，人民大眾對建筑功能的要求也逐漸提升，綜合管線設計就成為多功能建筑設計中的重中之重。在進行工程設計過程及施工中，做好綜合管線的規(guī)劃是對建筑高安全系數(shù)和高質(zhì)量的保障。管線設計中常出現(xiàn)的錯誤現(xiàn)象有管線相撞、管線交錯、管線施工不當?shù)?。在未出現(xiàn)BIM技術前，進行建筑管網(wǎng)設計時只能使用單一的人力目測，誤差較大，容易造成管線的交錯或相撞。而BIM技術中設有管網(wǎng)檢測的功能，可通過將建筑管網(wǎng)轉(zhuǎn)化為三維的立體模型，直觀地表現(xiàn)出管網(wǎng)在建筑中的分布，且系統(tǒng)可自行監(jiān)測出管線設計中不當?shù)奈恢貌⑦M行詳細標注，極大地減少了人力物力的損失并提高了設計與施工的效率，保障了整體管線的安全與質(zhì)量。

3.3 消防性能優(yōu)化設計

隨著城市建筑的高度不斷增高和面積的不斷增大，對建筑的消防要求也必須相應的提升，而傳統(tǒng)的規(guī)范設計則很難達到要求。可通過BIN技術對消防設計進行優(yōu)化使建筑的消防設計更加合理、科學。其中，通過BIM技術可優(yōu)化建筑材料耐燒極限、毒氣體擴散時間、疏散距離及數(shù)字化模擬人員疏散時間等各項設計，同時可通過統(tǒng)計和計算提供災害發(fā)生時疏散人群的最佳方案，將人員傷亡和經(jīng)濟損失降到最低。

4 結語

隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進，城鎮(zhèn)建筑建設也飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的二維CAD技術不足以跟上時代發(fā)展的腳步。將新型的BIM技術運用到建筑設計上極大提升了建筑項目的質(zhì)量和施工團隊的效率，其可以說是建筑領域的一場技術革命，促進了建筑行業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：劉丹丹（1983-），女，山東煙臺人，本科，助理工程師，建筑學專業(yè)。