BIM建模在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

摘? ? 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，建筑業(yè)逐步由粗放式發(fā)展向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變。建筑設(shè)計(jì)工作也逐漸由傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變。建筑信息模型（BIM）技術(shù)的引入和發(fā)展，給建筑設(shè)計(jì)工作的可視化、參數(shù)化、協(xié)同化帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的變化和改善。運(yùn)用BIM技術(shù)做好建筑設(shè)計(jì)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：BIM 建筑設(shè)計(jì)

1? 前言

建筑業(yè)作為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，經(jīng)歷了近20年的黃金發(fā)展期，需要隨著國(guó)家發(fā)展模式的調(diào)整而改變。建筑設(shè)計(jì)作為建筑業(yè)的前端，也在逐步向創(chuàng)新、高效、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。現(xiàn)在業(yè)主和社會(huì)對(duì)建筑設(shè)計(jì)不僅僅是安全、經(jīng)濟(jì)等基本要求，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能、多功能、美觀等要求也日益提高。這些都給建筑設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。在建筑設(shè)計(jì)中，兼顧功能豐富、形態(tài)獨(dú)特、經(jīng)濟(jì)效益是對(duì)建筑設(shè)計(jì)最突出的挑戰(zhàn)，這也是建筑設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜、越來(lái)越困難的原因。傳統(tǒng)的基于二維的設(shè)計(jì)方法雖然可以完成一些項(xiàng)目設(shè)計(jì)，但人力物力消耗較大，且成本可觀。對(duì)于一些要求復(fù)雜的項(xiàng)目，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案無(wú)法完成專業(yè)之間的信息傳遞與協(xié)作，各專業(yè)圖紙存在沖突。而且在施工圖繪制階段，由于繪制工作量大，直接導(dǎo)致繪制質(zhì)量較差，經(jīng)常出現(xiàn)平面、垂直、橫斷面矛盾，標(biāo)注有誤等情況。這樣的設(shè)計(jì)工作在基礎(chǔ)圖紙層面上消耗了大量的人力和時(shí)間資源。

建筑信息模型技術(shù)（簡(jiǎn)稱BIM）是隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的新型技術(shù)，以其先進(jìn)的理念、技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和極高的效益在建筑業(yè)掀起了一股浪潮。BIM也為建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的技術(shù)管理平臺(tái)和新的設(shè)計(jì)方法。BIM技術(shù)通過(guò)對(duì)建筑工程相關(guān)數(shù)據(jù)的研究和分析，建立模擬建筑的三維模型，利用數(shù)字信息表達(dá)建筑的各種信息。可視化、可優(yōu)化、模擬化是其最大的特點(diǎn)。為參與建筑設(shè)計(jì)工作的各方提供了一個(gè)直觀、方便、及時(shí)、有效的平臺(tái)，也為建筑師提供了復(fù)雜建筑的解決方案。BIM技術(shù)支持專業(yè)之間互操作性，以及碰撞檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)也解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)之間沖突的問(wèn)題。

2? BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

2.1? 可視化

可視化在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，如施工圖的設(shè)計(jì)，可以具體地展示其重要信息，但在BIM技術(shù)出現(xiàn)之前，很多信息都只能通過(guò)人腦想象來(lái)完成。但是隨著時(shí)代的發(fā)展，建筑趨向于更抽象的設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)需要先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)化。使用BIM技術(shù)不僅有助于人們的直觀理解，更重要的是實(shí)現(xiàn)了三維視覺(jué)顯示。

2.2? 可優(yōu)化

在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于會(huì)涉及到前期設(shè)計(jì)、中期施工、后期運(yùn)維等過(guò)程，只有在設(shè)計(jì)階段做好相關(guān)工作，才能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。由于信息時(shí)效性、多樣性因素會(huì)影響其優(yōu)化效果，而且在實(shí)際工作中不可能提供準(zhǔn)確的信息，但是使用BIM技術(shù)，可以解釋建筑的物理、幾何和監(jiān)管信息，并將實(shí)際情況詳細(xì)呈現(xiàn)。該技術(shù)可以應(yīng)用于更復(fù)雜的項(xiàng)目，如改變建筑的規(guī)模，使用BIM技術(shù)，只需要改變參數(shù)，針對(duì)具體的參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)建筑的外觀、尺寸優(yōu)化。

2.3? 模擬化

利用BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)模型的仿真，還可以對(duì)特殊的褶皺結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真。BIM可以應(yīng)用到一些仿真設(shè)計(jì)中，如：應(yīng)急疏散仿真、熱能仿真、流體仿真等;BIM技術(shù)可應(yīng)用于招投標(biāo)和施工階段，即在實(shí)際施工中利用施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，得到更合理的施工方案，指導(dǎo)施工。這種優(yōu)勢(shì)是BIM技術(shù)獨(dú)有的，對(duì)建筑建筑設(shè)計(jì)相關(guān)工作有很大的幫助。

3? 基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)流程

BIM技術(shù)的出現(xiàn)將引發(fā)設(shè)計(jì)行業(yè)新一輪的技術(shù)變革。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，采用BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)方法更具優(yōu)勢(shì)。建筑專業(yè)設(shè)計(jì)師不需要用二維圖紙來(lái)想象建筑的三維模型，也不需要在設(shè)計(jì)資料間進(jìn)行反復(fù)的對(duì)比分析。利用BIM技術(shù)，只需要利用計(jì)算機(jī)在三維空間中布置模型組件和相關(guān)信息。本文結(jié)合工作實(shí)踐，總結(jié)了基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)流程。

3.1? 方案設(shè)計(jì)階段

該階段設(shè)計(jì)的主要工作是建筑的形態(tài)和布局。在這一階段的過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師及其他相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)師要及時(shí)溝通，對(duì)建筑主體進(jìn)行整體布局。同時(shí)，在這個(gè)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師可以使用BIM軟件展示三維模型，并與其他專業(yè)設(shè)計(jì)師討論確定建筑平面圖和結(jié)構(gòu)平面圖。

3.2? 初步設(shè)計(jì)階段

建筑師可以使用BIM軟件對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步修改、優(yōu)化，在方案設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上建立BIM模型。在項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師需要考慮和分析所擬項(xiàng)目的可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。主要內(nèi)容包括：重點(diǎn)研究建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備管道等專業(yè)設(shè)計(jì)方案以及各專業(yè)之間的技術(shù)沖突與協(xié)調(diào)等。項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程和項(xiàng)目繪制過(guò)程兩者之間存在一定的關(guān)系。該階段采用BIM技術(shù)，通過(guò)BIM技術(shù)建立的項(xiàng)目模型可以直接生成項(xiàng)目的平面圖，并連接到項(xiàng)目的BIM模型上。在很大程度上保證了圖紙的完整性。另一方面，使用BIM技術(shù)建立項(xiàng)目模型需可以兼顧項(xiàng)目預(yù)算及專業(yè)之間的技術(shù)問(wèn)題。

3.3? 施工圖設(shè)計(jì)階段

在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，施工圖設(shè)計(jì)階段是最關(guān)鍵的階段。這一階段將對(duì)接下來(lái)的實(shí)際施工過(guò)程產(chǎn)生直接影響。同時(shí)，這一階段也是設(shè)計(jì)單位交付的最重要階段。施工圖設(shè)計(jì)階段的主要工作是將上一階段建立的專業(yè)模型反映在圖紙上。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，使用BIM技術(shù)對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行建模的過(guò)程中，工序發(fā)生了變化。部分設(shè)計(jì)工作被推進(jìn)到初步設(shè)計(jì)階段，從而在一定程度上減少了施工圖設(shè)計(jì)階段的工作量。由于目前BIM核心建模軟件大多未采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段需要對(duì)BIM模型衍生的圖紙進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。在不久的將來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)水平的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的審批流程將發(fā)生根本性的變化，這一階段將進(jìn)一步與初步設(shè)計(jì)階段相結(jié)合。

4? 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用具有重要意義。從業(yè)者應(yīng)結(jié)合具體情況，充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，最大限度地發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大，未來(lái)建筑行業(yè)將面臨更大的挑戰(zhàn)，這就需要運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高建設(shè)水平和建設(shè)質(zhì)量。由于BIM技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

鄒世洋（1990—）男，漢族，山東煙臺(tái)人，浙江綠城建筑設(shè)計(jì)有限公司青島分公司，本科學(xué)歷，研究方向：BIM建模，郵編：266071。