BIM技術(shù)背景下的建筑工程設(shè)計(jì)研究

劉艷

【摘要】現(xiàn)階段，建筑工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大，推動(dòng)建筑工程設(shè)計(jì)理念持續(xù)創(chuàng)新優(yōu)化，越來越多新技術(shù)被應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)工作中，BIM技術(shù)就是其中之一。BIM技術(shù)基于自身種種優(yōu)勢，在建筑工程設(shè)計(jì)工作中占有較高地位，顯著提升建筑設(shè)計(jì)效率，為后期建設(shè)提供便利?；诖?，文章針對BIM技術(shù)背景下建筑工程設(shè)計(jì)加以研究，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑工程;設(shè)計(jì)研究? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.071

經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展使得人們生活質(zhì)量獲得改善，新時(shí)期社會(huì)對建筑質(zhì)量提出更高要求。一些新技術(shù)被應(yīng)用于建筑工程中，使建筑工程設(shè)計(jì)工作發(fā)生明顯變化。BIM技術(shù)在工程中切實(shí)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有良好發(fā)展空間。

1、BIM技術(shù)特點(diǎn)

1.1可視性

過去建筑工程設(shè)計(jì)工作以設(shè)計(jì)人員人工執(zhí)行為主，通過2D圖形進(jìn)行設(shè)計(jì)成果展示，然而此種設(shè)計(jì)工作效率較低，設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)受人為因素影響。通過BIM模型建立能夠推動(dòng)2D設(shè)計(jì)向3D設(shè)計(jì)過渡，科學(xué)使用軟件內(nèi)功能自動(dòng)制定建筑結(jié)構(gòu)模型，將抽象理論轉(zhuǎn)變成形象化場景，防止設(shè)計(jì)出現(xiàn)失誤。大部分建筑設(shè)計(jì)方案都需要制作效果圖，經(jīng)專業(yè)機(jī)構(gòu)制作，但通過CAD制作的二維圖紙不能充分展示出設(shè)計(jì)效果，無法自動(dòng)生成建筑結(jié)構(gòu)效果。通過在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)能夠良好應(yīng)對這一缺陷，利用可視化形式將各個(gè)構(gòu)件間關(guān)系進(jìn)行展示。制作BIM模型期間全部設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)可視化，設(shè)計(jì)成果自動(dòng)生成效果圖，自動(dòng)構(gòu)建設(shè)計(jì)表格，給建筑工程方在可視前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與效果展示提供便利。

1.2協(xié)調(diào)性

建筑工程管理在實(shí)質(zhì)上是不同部門協(xié)作處理過程，例如建筑施工時(shí)遭遇阻礙，就可以及時(shí)分析問題出現(xiàn)原因和根據(jù)，并通過有效措施進(jìn)行處理。BIM技術(shù)也能夠在可視化條件下對不同部門間會(huì)出現(xiàn)的合作問題自主生成精準(zhǔn)協(xié)調(diào)信息，及時(shí)處理部門合作期間出現(xiàn)的矛盾。建筑設(shè)計(jì)中，建筑單位、施工單位以及設(shè)計(jì)單位等不同部門能夠就BIM可視化模型提出具有可行性的整改意見，加深各部門間聯(lián)絡(luò)，設(shè)計(jì)人員也能夠結(jié)合具體以及各方意見對方案加以優(yōu)化，降低成本投入。

1.3數(shù)據(jù)模擬效果較為理想

BIM模型能進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬，也能對實(shí)際生活中無法進(jìn)行的試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行模擬。進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，BIM技術(shù)可以模擬多個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)智能模式。建筑招投標(biāo)與建設(shè)期間，科學(xué)應(yīng)用BIM模型，能夠在建設(shè)組織設(shè)計(jì)前提下模擬建設(shè)安排，明確最合適建設(shè)方案。BIM技術(shù)通過建模與數(shù)據(jù)分析可以模擬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行參數(shù)調(diào)整期間，能夠有效結(jié)合人們實(shí)際需求模擬不同建筑形式，讓其符合建筑環(huán)境個(gè)性化特征。此模型也能夠模擬真實(shí)環(huán)境內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)勘測環(huán)節(jié)效率。

2、基于BIM技術(shù)下的建筑工程設(shè)計(jì)優(yōu)勢

2.1推動(dòng)建筑成本節(jié)約

當(dāng)前社會(huì)存在嚴(yán)重資源成本問題，建筑相關(guān)資源越發(fā)緊張，并且建筑工程存在的明顯環(huán)境污染問題也要密切關(guān)注。在現(xiàn)階段通過BIM技術(shù)，在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，將收集的數(shù)據(jù)信息加以充分整合研究，在初始階段就能夠良好應(yīng)對數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)管理、調(diào)整方案選擇以及控制建設(shè)成本等問題。在具體建設(shè)期間，也能夠結(jié)合不同階段開展數(shù)據(jù)收集并進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。上述均在根本上維護(hù)了成本控制目標(biāo)，并且也體現(xiàn)出綠色設(shè)計(jì)思想。

2.2加強(qiáng)建筑水平

通過BIM技術(shù)不光可有效維護(hù)成本控制以及資源消耗，還能夠充分解決科學(xué)規(guī)劃建設(shè)周期、控制建設(shè)進(jìn)度等問題，總體上推動(dòng)建筑能力。在BIM技術(shù)加持下，工作人員能夠?qū)嵤┛茖W(xué)化、系統(tǒng)化數(shù)據(jù)分析，獲得更為精準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，能夠切實(shí)防止因計(jì)算錯(cuò)誤而使設(shè)計(jì)失誤問題發(fā)生，減小設(shè)計(jì)人員壓力，工程進(jìn)度也會(huì)平穩(wěn)有序落實(shí)，最終有效保障建筑質(zhì)量。

2.3加強(qiáng)建筑工程質(zhì)量

BIM技術(shù)最直接體現(xiàn)就是模擬模型效果展示，能夠預(yù)先實(shí)施模擬現(xiàn)實(shí)情況操作，以此幫助工作人員對設(shè)計(jì)方案安全性、可行性進(jìn)行測試，在現(xiàn)實(shí)施工前有效規(guī)避隱藏風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)中利用對多方面數(shù)據(jù)分析開展總體系統(tǒng)調(diào)整，例如建筑物圖形設(shè)計(jì)與幾何結(jié)構(gòu)等，進(jìn)行施工時(shí)保證對各方實(shí)時(shí)監(jiān)測，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)變化對生命周期進(jìn)度及時(shí)調(diào)整。

2.4推動(dòng)工作流程協(xié)同化

建筑工程整體是一個(gè)繁瑣、多部門分工協(xié)作的綜合性過程。在具體工作中，BIM技術(shù)能夠開展跨部門成員協(xié)同辦公，科學(xué)規(guī)劃各部門職責(zé)與工作內(nèi)容。在過去項(xiàng)目推進(jìn)中，各部門常在人員交涉方面存在障礙，不光使得工作效率降低，也導(dǎo)致工期延誤而增加成本。因此通過對比分析，在工程建設(shè)總過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，在初始階段就科學(xué)劃分各部門責(zé)任，在具體調(diào)整中也可以有效應(yīng)對，良好解決工作期間人員溝通問題，減少人員交流障礙，也可以對工程整體人力成本進(jìn)行預(yù)估，推動(dòng)工作團(tuán)隊(duì)總體團(tuán)結(jié)一致完成工作。

3、基于BIM技術(shù)下的建筑工程設(shè)計(jì)研究

3.1結(jié)構(gòu)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方面

建筑工程現(xiàn)階段所加以應(yīng)用的BIM技術(shù)是基于平面設(shè)計(jì)和三維圖形設(shè)計(jì)延伸而得的信息化技術(shù)，其能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)通過3D模型方式進(jìn)行展示，從而展現(xiàn)出建筑整體三維立體效果。在對建筑整體三維模型進(jìn)行展示后，設(shè)計(jì)人員能夠充分對建筑施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)分析，并確保設(shè)計(jì)方案科學(xué)性和可行性。在過去建筑結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際情況對設(shè)計(jì)方案加以調(diào)整和改進(jìn)，此環(huán)節(jié)需要消耗大量人力、物力，甚至?xí)绊懡ㄔO(shè)工期以及建筑質(zhì)量。通過BIM技術(shù)就可以有效緩解這一壓力，設(shè)計(jì)人員能夠直接利用3D建模手段加深建筑結(jié)構(gòu)可視化程度，以此將設(shè)計(jì)工作中隱含不足直接展現(xiàn)在眼前，設(shè)計(jì)人員也可以就此大大提升設(shè)計(jì)水平，有力加強(qiáng)結(jié)構(gòu)建設(shè)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)能力。

3.2結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計(jì)方面

進(jìn)行結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計(jì)工作期間，BIM技術(shù)具有極為明顯應(yīng)用效果，能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)以3D形式進(jìn)行展示，給人們強(qiáng)烈視覺體驗(yàn)。得益于此優(yōu)勢，設(shè)計(jì)人員能夠直接對建筑構(gòu)件體積、設(shè)計(jì)形式以及使用材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)時(shí)所需要的信息都能夠充分顯示。例如，針對建筑工程中管道實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)，通過BIM技術(shù)制定出3D模型后，設(shè)計(jì)人員能夠直接看出管道有無交叉、錯(cuò)誤等問題存在，可更加精準(zhǔn)找出設(shè)計(jì)中隱藏缺陷，從而避免設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)漏洞。此外，根據(jù)當(dāng)前結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計(jì)工作中BIM應(yīng)用情況來看，設(shè)計(jì)人員一般會(huì)在三個(gè)場景中應(yīng)用BIM技術(shù)，即：確定樓梯高度是否和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相一致;確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否會(huì)碰到使用者頭部;確定梁的尺寸是否會(huì)影響建筑凈空。由此可以看出，BIM技術(shù)對于建筑工程可視化設(shè)計(jì)具有明顯應(yīng)用優(yōu)勢，特別是對于加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精確度意義重大。

3.3建筑場地及結(jié)構(gòu)分析方面

建筑工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在專業(yè)性與復(fù)雜性特點(diǎn)，使得人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多方面因素，特別是要充分考慮工程施工現(xiàn)場周圍水文條件以及地質(zhì)條件。在過去設(shè)計(jì)工作中，由于受到人為因素和地質(zhì)因素等眾多影響因素限制，使得所收集到數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性，特別是針對地質(zhì)情況復(fù)雜的建筑工地獲取基礎(chǔ)信息存在較大難度，通常只能夠依靠經(jīng)驗(yàn)對現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)估計(jì)算，導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)工作自初始階段就存在質(zhì)量隱患。通過BIM技術(shù)，幫助建筑場地多數(shù)客觀因素均能夠借助數(shù)字化形式進(jìn)行體現(xiàn)，同時(shí)設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒒A(chǔ)數(shù)據(jù)和其他技術(shù)有效結(jié)合，準(zhǔn)確把握建筑現(xiàn)場實(shí)際信息，并據(jù)此設(shè)計(jì)合理的建筑信息模型，有利于加強(qiáng)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

3.4碰撞檢查方面

由于碰撞檢查工作質(zhì)量能夠?qū)ㄖこ淘O(shè)計(jì)質(zhì)量造成直接影響，因此長期以來都將碰撞檢查當(dāng)作一個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)任務(wù)進(jìn)行對待。過去在建筑工程碰撞檢查期間，主要通過人力操作方式進(jìn)行，不光工作效率較低，工作質(zhì)量也無法保證，使得碰撞檢查環(huán)節(jié)總質(zhì)量不佳。通過使用BIM技術(shù)執(zhí)行碰撞檢查，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒐こ棠Ｐ椭苯訉?dǎo)入NAVISWORKS軟件，軟件內(nèi)部自帶功能和漫游功能可以充分滿足碰撞檢查需求，并且能夠有效加強(qiáng)建設(shè)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)質(zhì)量以及科學(xué)性。但需要注意一點(diǎn)，這里說的碰撞檢查并非針對全部建設(shè)內(nèi)容，而是針對檢測效果進(jìn)行相應(yīng)篩查，從而明確真正需要檢測部位。例如，對管線進(jìn)行碰撞檢查，設(shè)計(jì)人員可先在軟件中導(dǎo)入管線設(shè)計(jì)內(nèi)容，軟件再利用自動(dòng)化處理功能獲取信息，精準(zhǔn)了解管道布設(shè)信息，及時(shí)優(yōu)化和改善管道設(shè)計(jì)中不合理情況，從而避免后期施工時(shí)存在質(zhì)量隱患。

3.5建筑結(jié)構(gòu)性能分析方面

站在建筑結(jié)構(gòu)布局以及性能角度分析，此部分內(nèi)容如果不合理，將會(huì)直接影響建筑整體結(jié)構(gòu)抗震能力。更加值得注意的是，如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)期間沒有對建筑抗震性能加以系統(tǒng)化研究，缺乏人力、物力投入，勢必會(huì)給建筑帶來安全與質(zhì)量隱患。鑒于此，必須對建筑結(jié)構(gòu)性能分析環(huán)節(jié)加以充分重視，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)科學(xué)應(yīng)用BIM技術(shù)，借助模擬方法對建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施模擬建設(shè)，同時(shí)將模擬建設(shè)效果和建設(shè)計(jì)劃進(jìn)行比較。利用上述工作步驟，能夠更加深入掌握工程總體建設(shè)情況，設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

結(jié)語：

綜上所述，當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)定，推動(dòng)建筑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量不斷加強(qiáng)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大力應(yīng)用BIM技術(shù)可以顯著加強(qiáng)工程整體設(shè)計(jì)水平，此技術(shù)可基于自身可視性、協(xié)調(diào)性以及良好數(shù)據(jù)模擬效果三大特點(diǎn)穩(wěn)定推動(dòng)建筑現(xiàn)代化發(fā)展腳步。

參考文獻(xiàn)：

[1]方宇.BIM技術(shù)下的建筑工程設(shè)計(jì)施工一體化應(yīng)用分析[J].居舍，2021（25）：39-40.

[2]胡興安.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國建筑裝飾裝修，2021（08）：38-39.

[3]侯聽娛.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究[J].智能建筑與智慧城市，2021（07）：123-124.

[4]陳業(yè).BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)管理中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2021（21）：157-158.

[5]李清奇.淺析BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢[J].新型工業(yè)化，2021，11（07）：81-82.

[6]陳小燕.BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2021（08）：181-182.

[7]林忠德.BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2021（02）：71-72.

[8]田磊.BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2021（02）：91-92.