基于BIM的建筑工程設(shè)計優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究

胡慶田

摘要：加強BIM技術(shù)的管理和優(yōu)化，有利于幫助實現(xiàn)相關(guān)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計、施工直至項目終結(jié)，所有的信息都會集合在一個三維模型的信息數(shù)據(jù)庫中，方便相關(guān)人員的查閱。這種技術(shù)可以有效地提高工作效率，降低成本，縮短工程周期，實現(xiàn)利益的最大化。所以國家和政府應(yīng)加強對于BIM技術(shù)的重視程度，并注重實施科學(xué)合理化推行BIM技術(shù)的策略。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工程;設(shè)計優(yōu)化;應(yīng)用

一、前言

隨著時代的發(fā)展和進步，建筑工程的設(shè)計和施工越來越有難度和挑戰(zhàn)，在經(jīng)費有限，工期緊張的外部因素影響下，傳統(tǒng)的二維技術(shù)不再適用于如今的建筑工程，強行實施各種問題就會浮出水面[1]。問題的產(chǎn)生，導(dǎo)致工作效率降低，且浪費人力，物力和財力。建筑工程進度推進速度慢，提高建造成本，企業(yè)也就無法獲利。為滿足大時代發(fā)展的需求，發(fā)展精細化設(shè)計是重要的目標[2]。于是在高科技人員的潛心研究下，BIM技術(shù)越來越成熟，在建筑設(shè)計領(lǐng)域占有重要的地位。那么何為BIM技術(shù)？BIM技術(shù)的全稱是建筑信息模型如（圖1），顧名思義，就是通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所有的真實信息。

二、BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計管理中的優(yōu)勢

BIM能模擬的信息包括：三維集合形狀信息、非幾何形狀信息，如建筑構(gòu)件的材料、重量、價格、進度和施工等，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)，為設(shè)計師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開發(fā)商乃至最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”[3]。BIM技術(shù)非常精準周密，具有可以觀察，可以協(xié)調(diào)合作，及優(yōu)化良好的優(yōu)點，有利于建筑工程過程中更加順暢的溝通，保障工程質(zhì)量，降低出錯概率。因為BIM技術(shù)的精準周密性，所以，被廣泛的運用于建筑工程的設(shè)計過程中，成為建筑行業(yè)的未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展的先驅(qū)力量。在應(yīng)用之外，企業(yè)也要注重不斷地發(fā)展和優(yōu)化BIM技術(shù)。

三、BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計管理中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用于虛擬仿真

利用BIM技術(shù)建立模型（如圖2所示），可以直觀地看到施工的框架，以達到更準確的工程造價預(yù)算，也可以對施工中的各項數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，加快施工進度，讓工程在規(guī)定的項目周期內(nèi)有效完成[4]。

（二）應(yīng)用于構(gòu)件拼裝

利用BIM技術(shù)進行虛擬的構(gòu)件拼裝，施工企業(yè)可以盡早發(fā)現(xiàn)工程存在的風(fēng)險，有效地節(jié)約時間成本，減少資源浪費[5]。BIM的設(shè)計流程是，首先完成構(gòu)件平面的布局，然后利用參數(shù)化設(shè)計的思想，結(jié)合構(gòu)件庫中的資料，實現(xiàn)自動化快速建成模（流程圖如下圖3所示）。然后利用BIM技術(shù)的自動校驗功能進行校對，監(jiān)測工程的可行性和建設(shè)性，正確的評估風(fēng)險，節(jié)約成本，降低錯誤率。

（三）應(yīng)用于施工的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)

現(xiàn)代化發(fā)展的今天，建筑工程的設(shè)計工作越來越有難度，對于建筑施工的統(tǒng)籌工作的要求也更加嚴苛[6]。施工之前做的各項準備也要更加具體和完善。施工統(tǒng)籌是指怎樣使用施工設(shè)備，才能發(fā)揮出設(shè)備的最大作用，高效率，高質(zhì)量地完成施工。BIM技術(shù)具有自動優(yōu)選方案的功能，可以對怎樣選用施工設(shè)備以及怎樣使用施工設(shè)備制定完善的解決措施，節(jié)省時間成本，提高工作效率，保證工程質(zhì)量。

（四）應(yīng)用于建筑項目的輔助管理

BIM技術(shù)可以輔助建筑項目的管理。BIM技術(shù)可以形成建筑物的完整信息，提供一個直觀的三維交流環(huán)境[7]。與傳統(tǒng)模式下項目人員在現(xiàn)場靠圖紙找到有效信息進行溝通交流相比，大幅度地提升了工作效率。BIM逐漸成為一個施工現(xiàn)場自如溝通的交流平臺，輔助各方面技術(shù)人員協(xié)調(diào)項目方案，討論項目的可造性，及時的排除風(fēng)險隱患，減少因風(fēng)險或疏漏造成的返工，縮短項目周期，節(jié)省成本。

（五）應(yīng)用于施工安全管理

建筑施工過程中會存在很多安全隱患，BIM技術(shù)的碰撞檢查功能可以提前有效地檢測出可能發(fā)生危險的因素，對有危害的區(qū)域進行劃分，管理人員就可以提前預(yù)知風(fēng)險，制定預(yù)防方案和保護措施，預(yù)防工程返工重修。

（六）應(yīng)用于物料管理

在建筑工程實施的前期，需要投入巨大的財力，購買各種施工材料，因此，對于物料的管理工作也是非常重要的。BIM技術(shù)具有無限儲備資料的功能，可以儲存工程所需要的材料。施工在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，利用計算機查詢所需物料，有效的保持物料的供應(yīng)，提高工程施工進展的效率[8]。

四、BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計中管理的應(yīng)用分析

（一）應(yīng)用現(xiàn)狀的分析

社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的今天，管理建筑工程設(shè)計的理念愈加重要。由于以往的設(shè)計管理頻繁出現(xiàn)問題，使BIM技術(shù)普遍的運用到了我國的建筑行業(yè)事業(yè)中，科研人員越來越關(guān)注能夠加強BIM技術(shù)的研究。但是，在BIM技術(shù)發(fā)展的初期，需要投入大量的人力、物力和財力，短期內(nèi)可能也無法達到理想的效果，所以如今我國建筑設(shè)計企業(yè)的BIM投資回報率不是很高。但隨著BIM技術(shù)的關(guān)注度越來越高，研究人員潛心開發(fā)更多有利于工程建造的功能，BIM技術(shù)還有很大的提升空間。

（二）存在問題的分析

首先是業(yè)務(wù)范圍方面的問題，由于個別建筑項目的管理人員沒有對BIM技術(shù)的深入了解，業(yè)務(wù)工作不夠精確，設(shè)計深度也沒有明確，這就導(dǎo)致可能無法設(shè)計出讓人滿意的效果[9]。其次是BIM在協(xié)同設(shè)計方面的問題，雖然BIM技術(shù)對于協(xié)同設(shè)計工作有一定的幫助，但是也同樣會引發(fā)問題，比如協(xié)同工作之后逐漸加大的工作量，參與建筑工程的每一方都會增加協(xié)同量，增加設(shè)計管理的難度，延長項目周期。還有設(shè)計流程方面的問題，BIM技術(shù)需要高配置的計算機。設(shè)計師確定設(shè)計的原則，根據(jù)專業(yè)建模型，最后進行系統(tǒng)的整合工作。用這種按部就班的流程雖然可以避免不同專業(yè)在同一個文件下協(xié)同作業(yè)對計算機硬件的損傷，但是同樣也會延緩進度，導(dǎo)致問題發(fā)現(xiàn)不及時的返工現(xiàn)象。設(shè)計成本也是BIM技術(shù)設(shè)計管理的不可忽視的問題。BIM技術(shù)前期需要做大量的投入，部分企業(yè)擔(dān)心無法承擔(dān)和規(guī)避風(fēng)險大多選擇不投資或少投資。項目設(shè)計費用占比過小，導(dǎo)致項目設(shè)計企業(yè)沒辦法投入過多的人力，物力。另外，由于BIM技術(shù)進行管理時，多個軟件配合進行，信息數(shù)據(jù)的更新都在一個平臺上，這就導(dǎo)致了信息數(shù)據(jù)存在著安全隱患問題。在實際應(yīng)用過程中，平臺是大量信息數(shù)據(jù)的載體，如果沒有健全的權(quán)限設(shè)置就有可能造成數(shù)據(jù)的丟失，影響設(shè)計管理的進程。

五、BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計管理應(yīng)用的優(yōu)化措施

（一）加強材料管理

BIM技術(shù)可以對施工現(xiàn)場的材料使用情況進行管理，有效地避免施工現(xiàn)場材料分配錯誤，材料嚴重浪費現(xiàn)象。在模型中記錄好材料的采購總量，及每一天的使用量和剩余庫存量，通過數(shù)據(jù)庫計算損耗。依據(jù)每天的使用材料數(shù)量情況，發(fā)放每日所需的建筑材料，避免嚴重浪漫現(xiàn)象。并且采購人員在采買建筑器材的時候，要多觀察，多對比，對消耗量大的建材材料進行市場調(diào)查，對比價格和質(zhì)量，以便可以買到質(zhì)量良好且價格優(yōu)惠的材料，在材料合理管理的同時達到控制浪費的目的。

（二）優(yōu)化設(shè)計管理軟件的選取工作

合理的選擇BIM軟件，確保所選軟件的配置能夠與計算機兼容，并且要盡量選擇高效率的設(shè)計管理軟件，配合好軟件之間的功能。

（三）完善建筑設(shè)計標準，設(shè)置信息數(shù)據(jù)權(quán)限

利用BIM技術(shù)進行建筑工程設(shè)計管理時，要盡可能地完善建筑設(shè)計標準，使設(shè)計結(jié)果理想化。加強對BIM信息數(shù)據(jù)的管理工作，做好備份，以防信息數(shù)據(jù)的流失，對于機密文件和重要信息要做好權(quán)限設(shè)置。

（四）開展有序的協(xié)同設(shè)計工作

建筑設(shè)計企業(yè)要加強對BIM是集團團隊的設(shè)計，建立團隊凝聚力，讓“提高BIM技術(shù)，發(fā)展BIM技術(shù)”為共同的目標。團隊要制定完善的BIM設(shè)計管理的流程，不斷地創(chuàng)新優(yōu)化BIM技術(shù)，確保BIM技術(shù)可以有效的，高效地利用于建筑工程設(shè)計管理工作上。

六、基于BIM的建筑工程設(shè)計的未來發(fā)展方向

在新時代高速發(fā)展的背景下，各種建設(shè)和企業(yè)進行大規(guī)模的翻新，BIM技術(shù)的推廣勢必會給建筑企業(yè)帶來巨大的收益和價值。在推廣BIM技術(shù)的過程中，首先要加大力度培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才，加強技術(shù)人員的對于BIM的認知，提升自身工作能力，保障建筑工程內(nèi)對于人才的需求。應(yīng)盡快建立適應(yīng)我國實際情況的BIM應(yīng)用標準，解決BIM技術(shù)中還存在的現(xiàn)實和技術(shù)問題。

七、結(jié)語

綜上所述，在建筑工程設(shè)計管理上過程中，BIM技術(shù)占有重要地位，是能讓建筑行業(yè)實現(xiàn)更精密的設(shè)計，更高效的施工，更高質(zhì)量的完工的重要技術(shù)。所以建筑企業(yè)要高度重視對于BIM技術(shù)的應(yīng)用，技術(shù)人員要不斷增強BIM的功能優(yōu)勢，讓建筑信息技術(shù)在我國建設(shè)領(lǐng)域取得更輝煌的成就。

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