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

李柱星

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，現(xiàn)代建筑行業(yè)所面臨的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻。如今建筑工程不僅僅需要華麗外表，還要盡可能縮短建筑設(shè)計(jì)周期，加快工程進(jìn)度。在建筑工程中使用BIM技術(shù)，可以給工程帶來(lái)巨大的價(jià)值。而在建筑工程中BIM技術(shù)的核心思想是協(xié)同設(shè)計(jì)，在建筑工程中的相同建筑構(gòu)建里，輸入一次就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)工種之間的數(shù)據(jù)共享，而且在實(shí)際中還可以從不同的角度來(lái)對(duì)這些構(gòu)建要素進(jìn)行操作。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；計(jì)算機(jī)輔助；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用初探

1 前言

當(dāng)前隨著信息技術(shù)時(shí)代的到來(lái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提升及飛速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)作為一種重要工具也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。而在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，目前占據(jù)主導(dǎo)地位的2DCAD技術(shù)已經(jīng)滿足不了日益發(fā)展的建筑市場(chǎng)，而BIM技術(shù)的出現(xiàn)，依靠其創(chuàng)建的大量虛擬建筑模型，在建筑工程各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，在建筑設(shè)計(jì)中也是同樣如此。

2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 在虛擬建筑中做設(shè)計(jì)

在過(guò)去那么多年中，設(shè)計(jì)師總是通過(guò)平面的二維圖來(lái)展現(xiàn)建筑物模型，但在設(shè)計(jì)紙質(zhì)稿完成后，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的成果與他們的預(yù)期不同時(shí)，很難進(jìn)行模型的修改，所以經(jīng)常出現(xiàn)的后果就是最終的效果圖與設(shè)計(jì)師的想法出現(xiàn)很大的偏差，這樣不僅降低設(shè)計(jì)的質(zhì)量，也會(huì)導(dǎo)致很多抄襲作品的出現(xiàn)，惡性循環(huán)。

隨著可持續(xù)觀念的不斷深入人心，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)更加注重人與自然的和諧，在設(shè)計(jì)中已經(jīng)不單單追求設(shè)計(jì)的美感，更會(huì)考慮與環(huán)境的協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)的核心是人們?nèi)绾胃玫睦每臻g，感受空間。利用BIM技術(shù)，建筑師可以創(chuàng)造虛擬的建筑模型，在虛擬的模型中做設(shè)計(jì)，這樣建筑師可以時(shí)時(shí)看到設(shè)計(jì)的效果。在任何一個(gè)設(shè)計(jì)階段，可以隨時(shí)觀看設(shè)計(jì)效果，身臨其境的看自己設(shè)計(jì)的作品，對(duì)于設(shè)計(jì)不滿意的地方可以及時(shí)進(jìn)行更改，不僅如此，還能考察建筑與周圍環(huán)境的適應(yīng)性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷進(jìn)行推敲，看設(shè)計(jì)的思路、建筑選材等是否符合要求，這樣可以將設(shè)計(jì)師從天馬行空的想象中解救出來(lái)。

2.2 圖紙文檔自動(dòng)生成

在2D環(huán)境下，每一張圖紙都是由立面、剖面等組成，再按照項(xiàng)目修改更改圖紙，不停的一次次修改，設(shè)計(jì)師很多寶貴的時(shí)間都浪費(fèi)在這繁瑣的工作中，占用了大量的時(shí)間和精力。而運(yùn)用BIM技術(shù)，可以在事先創(chuàng)建的虛擬模型中進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣更改的就是虛擬的模型而不是圖紙，利用BIM技術(shù)創(chuàng)建出來(lái)的模型，設(shè)計(jì)師可以生成任意的圖紙，平面圖、立面圖甚至是3D大樣圖，事實(shí)上，根據(jù)不同的需要，可以從軟件中提取不同的信息資料，生成不同的視圖，方面設(shè)計(jì)修改變更。

2.3 自動(dòng)變更管理

在最初的2D工作環(huán)境下，建筑設(shè)計(jì)師有一大部分的時(shí)間都運(yùn)用在變更的協(xié)調(diào)工作中，花費(fèi)了大量的精力，而BIM技術(shù)的出現(xiàn)，則幫助他們順利改變了這一困境，所有的圖紙生成都是基于虛擬的模型，而所有的修改和變更都會(huì)反映到整個(gè)項(xiàng)目的文件中，而BIM最主要的就是一個(gè)數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，任何的數(shù)據(jù)或者信息的修改都會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中得到反饋，其他的視圖也會(huì)隨之自動(dòng)進(jìn)行改變和更新，圖紙也會(huì)隨著設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)行而自動(dòng)更新。這大大減輕了設(shè)計(jì)師的工作量，不需要把時(shí)間和精力都浪費(fèi)在反復(fù)的修改中，這樣的自動(dòng)變更管理不僅提升了建筑設(shè)計(jì)師工作的效率，更為變更的順利執(zhí)行提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，不會(huì)出現(xiàn)變更上的錯(cuò)誤。

2.4 高級(jí)分析能力

傳統(tǒng)手工繪制的圖紙永遠(yuǎn)都沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)智能化的分析和模擬，但是BIM技術(shù)的應(yīng)用就能實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的智能分析。在虛擬的建筑模型中包含著很多非圖形信息，只需要在模型中提取出相關(guān)的數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入到模擬分析的軟件中，就可以完成對(duì)結(jié)構(gòu)、性能、能量等方面的分析，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)消防安全、管道沖突和質(zhì)量規(guī)范等方面的檢驗(yàn)，將復(fù)雜的分析和模擬工作讓計(jì)算機(jī)來(lái)完成，這樣不僅可以提高工作的效率，還能保證分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的真正意義。

3 BIM技術(shù)在建筑工程深化設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在綜合管線排布深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑中，地下部分集中了大量的、錯(cuò)綜復(fù)雜的、變更頻繁的機(jī)電管線。再加上很多的超高層建筑的部分樓層是雙層的機(jī)械停車位，空間比較狹窄，這給建筑工程管線排布工作帶來(lái)了很大的困難。為了深化設(shè)計(jì)綜合管線排布，可以在基礎(chǔ)建模、碰撞檢測(cè)、管綜調(diào)整、二維出圖、施工監(jiān)督等方面利用BIM技術(shù)。通過(guò)利用BIM技術(shù)管網(wǎng)優(yōu)化，提前預(yù)見管線排布在施工過(guò)程中可能遇到的各種碰撞和風(fēng)險(xiǎn)，并在管道排布信息模型當(dāng)中進(jìn)行調(diào)整，解決該問(wèn)題，從而在實(shí)際的施工中就不會(huì)在因?yàn)檫@種問(wèn)題，影響施工進(jìn)度，提高了綜合管線排布的工作效率。

3.2 BIM技術(shù)在復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑工程設(shè)計(jì)中，鋼筋節(jié)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是極為復(fù)雜的，在有些復(fù)雜的鋼筋結(jié)構(gòu)中，甚至出現(xiàn)了6根梁與鋼骨柱交叉的情況。鋼結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，鋼骨柱與梁之間的鋼筋穿孔、錨固、貫通連接等環(huán)節(jié)就越常出現(xiàn)各種交叉錯(cuò)誤。利用建筑信息模型（BIM）技術(shù)，對(duì)具有代表性的復(fù)雜鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鋼筋排布的調(diào)整深化建模，從而優(yōu)化了鋼筋節(jié)點(diǎn)，節(jié)省了實(shí)際工作中所需要的人力。

3.3 BIM技術(shù)在超高層建筑工程其他部件深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

超高層建筑的構(gòu)建比較復(fù)雜，因此很多部位都需要深化設(shè)計(jì)?？梢岳媒ㄖ畔⒛Ｐ停˙IM）技術(shù)建立機(jī)房大樣模型，提前確定設(shè)備的安裝位置以及機(jī)房?jī)?nèi)各類管線的排布位置，從而有效的開展實(shí)際的安裝、排布工作。

3.4 BIM技術(shù)在建筑可持續(xù)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的虛擬建筑信息模型，能夠幫助建筑設(shè)計(jì)師對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得失熱量進(jìn)行全面的分析，其中包括室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳遞量、散熱滲透量、門窗得熱、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱量與得熱量等。BIM技術(shù)能夠模擬建筑物外圍護(hù)窗口的設(shè)計(jì)，建筑設(shè)計(jì)師通過(guò)利用BIM技術(shù)提供的建筑體量布局，準(zhǔn)確的分析建筑內(nèi)的光照狀況，幫助建筑師在室內(nèi)設(shè)計(jì)各種采光裝置或者反光裝置，并且還能夠幫助建筑設(shè)計(jì)師研究各種天花板與墻的處理方案，通過(guò)考慮居住者的心理特點(diǎn)，為建筑設(shè)計(jì)提供更加細(xì)致化、精確化的設(shè)計(jì)，滿足不同居住者對(duì)建筑的設(shè)計(jì)需求。

3.5 BIM技術(shù)在建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)中不同專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

通過(guò)BIM技術(shù)可以更加方便快捷的與其他專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行共享，保證建筑設(shè)計(jì)的所有參與方都能夠在掌握建筑設(shè)計(jì)所有信息的前提下進(jìn)行工作，這種方式改變了施工企業(yè)、制造商、業(yè)主、設(shè)備工程師、結(jié)構(gòu)工程師、建筑設(shè)計(jì)師等各個(gè)參與方的工作協(xié)調(diào)模式，保證所有的參與方能夠使用基于相同參數(shù)的建筑模型進(jìn)行協(xié)同工作，例如，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師需要添加構(gòu)件時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師將墻、柱、梁等材質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息完整的輸入到BIM模型中，設(shè)備工程師根據(jù)添加構(gòu)件的位置、方式以及數(shù)量等，在建筑內(nèi)部進(jìn)行各種設(shè)備的配置，通過(guò)測(cè)試各種設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行調(diào)試，保證建筑的整體設(shè)計(jì)效果。通過(guò)將BIM技術(shù)應(yīng)用到不同專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)中，各個(gè)專業(yè)的工作人員能夠?qū)崿F(xiàn)信息的完全共享，便于進(jìn)行協(xié)同工作，保證建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)以及施工能夠正常、有序的進(jìn)行，進(jìn)一步保證建筑工程質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)是在現(xiàn)代信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，對(duì)于提高建筑設(shè)計(jì)的有效性，解決傳統(tǒng)CAD運(yùn)算性與直觀性方面的問(wèn)題有重要的意義，利用BIM技術(shù)可以滿足現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域設(shè)計(jì)、評(píng)估、測(cè)算和分析等具體工作任務(wù)。

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