BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的研究應(yīng)用

康松　閆斌　趙雨　王德杰

摘? ? 要：近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，BIM技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍越來越廣。當(dāng)前傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)代建筑工程的設(shè)計(jì)需求，為建筑行業(yè)發(fā)展找到新型的技術(shù)支持是十分必要的。運(yùn)用BIM技術(shù)可以縮短建筑周期，提高工程建筑效率，為建筑行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工程;設(shè)計(jì)應(yīng)用

1? 引言

BIM技術(shù)全稱為建筑信息模型化技術(shù)，是建筑學(xué)、工程學(xué)與信息化電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面中，BIM技術(shù)的應(yīng)用也大幅提高了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性，在充分保障建筑工程施工質(zhì)量與設(shè)計(jì)方案可行性的基礎(chǔ)上，提高了建筑的藝術(shù)觀賞性與美觀性。

2? BIM技術(shù)的具體內(nèi)涵

所謂BIM技術(shù)，就是指利用信息便利將建筑設(shè)計(jì)與三維技術(shù)相結(jié)合，在建筑施工、設(shè)計(jì)圖形、工程管理等方面找到最全面最優(yōu)化的建筑方案。在現(xiàn)代BIM技術(shù)系統(tǒng)中，一般是通過計(jì)算機(jī)將所需要施工的建筑進(jìn)行數(shù)據(jù)上的計(jì)算，對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)都細(xì)致具體的分析，然后通過數(shù)據(jù)合成、圖形模擬等進(jìn)行建筑方案上的優(yōu)化調(diào)整，最終建立完整的三維立體建筑模型。利用BIM技術(shù)，不僅可以將建筑工程龐大的數(shù)據(jù)具體化、系統(tǒng)化，還可以用于項(xiàng)目管理、成本計(jì)算、工程監(jiān)督等，使建筑工程更加穩(wěn)定發(fā)展。

3? 現(xiàn)今BIM技術(shù)的應(yīng)用普及問題

3.1? 傳統(tǒng)建筑的空間設(shè)計(jì)存在缺陷

由于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)是使用二維模型來創(chuàng)建的，帶給建筑設(shè)計(jì)師上的視線范圍具有局限性，致使設(shè)計(jì)師不能全面具體的觀察建筑設(shè)計(jì)，導(dǎo)致建筑模型在細(xì)節(jié)上出現(xiàn)一些偏差。在建筑工程設(shè)計(jì)中，雖然二維技術(shù)也可以為建筑設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)的技術(shù)保障，但是存在的問題和缺陷也有很多，設(shè)計(jì)師通過二維圖形無法判斷建筑空間是否準(zhǔn)確，也無法對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行美化修改，導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)在很多情況下不符合建筑標(biāo)準(zhǔn)。

3.2? 對(duì)建筑分析不夠重視

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)流程中，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的分析并不完整，甚至有時(shí)會(huì)忽略這一方面的問題。但是建筑分析在建筑設(shè)計(jì)中是非常關(guān)鍵的一步，通過建筑分析以及工程數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可以有效改善建筑外形，調(diào)整建筑舒適度。在二維建筑模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，建筑設(shè)計(jì)本就存在缺陷，因而對(duì)于建筑分析方面只存在表面的研究，不利于建筑工程設(shè)計(jì)的順利發(fā)展。

3.3? 建筑成果展示方法落后

目前我國(guó)在建筑成果展示上依舊采用的是模型展示方法或者靜態(tài)展示方法，雖然在進(jìn)行展示時(shí)，建筑企業(yè)會(huì)采取一定的宣傳手段，利用網(wǎng)絡(luò)渲染等方式引起公眾的注意力，但是這種展示方法存在著很多弊端。例如，利用靜態(tài)展示方法時(shí)，雖然可以將建筑完整的展現(xiàn)在人們面前，但是二維技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)與實(shí)體建筑上存在很大的差別，人們對(duì)于實(shí)體建筑沒有直觀的感受。

4? BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1? BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的可視化應(yīng)用

首先，在建筑工程設(shè)計(jì)階段中，設(shè)計(jì)人員往往需要在二維平面施工設(shè)計(jì)圖紙上繪制、展示出較為立體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。隨著BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可以通過構(gòu)建三維立體建筑模型，將自身的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)風(fēng)格充分展示，并由此規(guī)避了施工人員理解偏差問題的出現(xiàn)。此外，設(shè)計(jì)人員也可以在設(shè)計(jì)階段中設(shè)計(jì)出多種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并將全部設(shè)計(jì)方案以三維立體建筑模型的形式開展對(duì)照分析，從而在保障設(shè)計(jì)方案具體內(nèi)容符合建筑施工質(zhì)量要求的前提基礎(chǔ)上，挑選出更為美觀、藝術(shù)鑒賞性更高的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

4.2? BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中協(xié)調(diào)溝通性應(yīng)用特征，以及在構(gòu)建電子數(shù)據(jù)庫方向中的應(yīng)用研究

首先，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段中，設(shè)計(jì)人員不應(yīng)完全憑借自身審美能力、喜好方向來開展設(shè)計(jì)工作，而是要充分了解建設(shè)單位或是建筑業(yè)主的審美傾向，并遵循以業(yè)主設(shè)計(jì)要求為主的設(shè)計(jì)原則。而在以往建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展過程中，設(shè)計(jì)人員需要在設(shè)計(jì)工作前向業(yè)主或是建設(shè)單位詢問設(shè)計(jì)要求。而部分業(yè)主與建設(shè)單位往往存在著沒有完全、及時(shí)的將設(shè)計(jì)要求進(jìn)行傳達(dá)的問題，從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作需要重復(fù)開展，極大延長(zhǎng)了工程建設(shè)時(shí)間，并降低了設(shè)計(jì)效率。而隨著BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，技術(shù)人員不但構(gòu)建了三維立體建筑模型，還通過BIM技術(shù)附帶的實(shí)時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)溝通渠道，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)展、所設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的立體模型向建筑業(yè)主與建設(shè)單位進(jìn)行展示。而對(duì)于業(yè)主與建設(shè)單位而言，則可以實(shí)時(shí)向設(shè)計(jì)人員提出建筑設(shè)計(jì)要求，不但可以由此設(shè)計(jì)出更為符合業(yè)主與建設(shè)單位審美喜好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，還大幅提高了設(shè)計(jì)效率。其次，工程管理人員也借助于BIM技術(shù)，構(gòu)建了建筑工程配套的信息化電子數(shù)據(jù)管理庫，且BIM技術(shù)會(huì)將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展過程中所產(chǎn)生的各類信息數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行匯總整理與提交保存。

4.3? BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的模擬化應(yīng)用特征，以及在建筑鋼結(jié)構(gòu)空間建模方向中的應(yīng)用研究

首先，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展過程中，設(shè)計(jì)人員往往會(huì)借助BIM技術(shù)，對(duì)所設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)方案開展模擬施工作業(yè)，從而通過BIM技術(shù)高超的數(shù)據(jù)計(jì)算能力與挖掘能力，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)與各類問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員以此為基礎(chǔ)對(duì)設(shè)計(jì)方案加以優(yōu)化完善。例如設(shè)計(jì)人員對(duì)所設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)方案開展居住模擬作業(yè)，從而驗(yàn)證出不同建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的人員容納最大量，并以此與建設(shè)單位所要求建筑最多容納人數(shù)總量進(jìn)行對(duì)照分析。此外，BIM技術(shù)的模擬化應(yīng)用特征也不僅局限于在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，也可以在建筑工程整體設(shè)計(jì)層面、工程施工技術(shù)配置層面以及工程施工管理層面應(yīng)用普及。其次，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展過程中，設(shè)計(jì)人員往往需要開展高重復(fù)性的設(shè)計(jì)工作，降低了工作效率，也會(huì)在高重復(fù)性設(shè)計(jì)工作過程中產(chǎn)生諸多問題。隨著BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可借助于BIM技術(shù)開展高效設(shè)計(jì)工作，極大降低了設(shè)計(jì)工作量。例如在建筑鋼結(jié)構(gòu)空間建模設(shè)計(jì)工作開展過程中，設(shè)計(jì)人員將螺栓的間隔距離數(shù)值以及其他具體的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行提交，BIM技術(shù)便會(huì)在大體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型上標(biāo)注出附帶鋼結(jié)構(gòu)空間的建筑三維立體模型，而設(shè)計(jì)人員只需要對(duì)所構(gòu)建建筑模型的具體設(shè)計(jì)數(shù)值與結(jié)構(gòu)開展檢測(cè)作業(yè)即可。

4.4? BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的持續(xù)優(yōu)化性應(yīng)用特征

在建筑工程設(shè)計(jì)階段中，往往受到諸多因素影響干擾，從而導(dǎo)致所設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工情況不符合，或是施工情況在設(shè)計(jì)階段與施工階段中出現(xiàn)變化的問題。例如受到國(guó)家最新出臺(tái)建筑工程建設(shè)規(guī)章制度的影響，原有的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案需要加以適當(dāng)優(yōu)化完善，而設(shè)計(jì)人員也因需要長(zhǎng)期借助于BIM技術(shù)開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化作業(yè)。因此BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用過程具有長(zhǎng)期性、持續(xù)性等特征，會(huì)隨著實(shí)際施工情況的不斷變化而對(duì)所設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)方案加以持續(xù)優(yōu)化完善。

5? 結(jié)語

在我國(guó)進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)過程中，BIM協(xié)同設(shè)計(jì)已成為一種趨勢(shì)，且就目前發(fā)展?fàn)顩r來看BIM技術(shù)也將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景，這將幫助建筑設(shè)計(jì)更加信息化、專業(yè)化、現(xiàn)代化，從而推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代建設(shè)產(chǎn)業(yè)的高速度高質(zhì)量發(fā)展。

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