BIM技術(shù)對建筑方案設計的特點與影響

劉曉翠

摘 要：建筑是人類賴以生存的基礎，在信息化的不斷沖擊下，BIM技術(shù)應運而生，并在建筑業(yè)中占有舉足輕重的地位，廣泛地應用于各種建筑工作中，取得了顯著的效果，為建筑工程提供了充足的設計依據(jù)，有效地保證了建筑工程的設計質(zhì)量。所以相關工程人員需要加強BIM技術(shù)的研究和開發(fā)管理，制定相應的政策，才能推動建筑行業(yè)健康發(fā)展。

關鍵詞：BIM技術(shù);建筑方案;信息

前言

目前，我國城市化進程加快，在這樣的社會背景下，BIM技術(shù)在我國有著更大的發(fā)展空間。運用BIM技術(shù)，可以在進度控制、節(jié)約資源、改進工藝、降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮重要作用。以此為基礎，通過軟件的支持，建筑設計者可以在計算機系統(tǒng)中建立一個三維立體的建筑模型，并根據(jù)此動態(tài)調(diào)整和模擬整個設計思路，以最大限度地保證建筑設計方案的可行性。

1 BIM技術(shù)的內(nèi)涵與特點

BIM技術(shù)又稱建筑信息模型，是設施物理性能和功能特性的數(shù)字化表現(xiàn)。采用BIM技術(shù)可以提高建筑設計方案的穩(wěn)定性和準確性，不僅可以避免施工過程中對資源的過度消耗，而且可以提高建筑工程施工的工作效率和最終成果質(zhì)量。從另一個角度看，BIM技術(shù)也是一種CAD技術(shù)，它依靠建筑設計對象，能夠用數(shù)字來描述建筑信息，并把所有的建筑信息集中到一個虛擬模型中，這也是國內(nèi)建筑業(yè)的重大變革。在民用建筑設計過程中，結(jié)合BIM技術(shù)，將工程內(nèi)部的物理特性、材料特性等虛擬模型中的建筑信息進行收集。BIM技術(shù)不僅可用于建筑設計，也可用于結(jié)構(gòu)設計、設備管理和成本分析等領域。因為施工本身的周期太長，而BIM的存在可以幫助施工單位進行一體化管理，模擬實際施工運行。在此基礎上，施工單位進行建筑結(jié)構(gòu)設計，從而提高整體設計水平，減少工程預期投資，強化整個工程的效果。采用三維建模技術(shù)，建立基于虛擬平臺的建筑物實體仿真模型，對建筑物的設計、施工全過程進行數(shù)字化管理，BIM技術(shù)在建筑工程中的廣泛應用為今后建筑業(yè)的發(fā)展打下了良好的基礎。

2建筑方案設計中BIM技術(shù)的應用

2.1仿真模擬分析，選擇優(yōu)化方案

設計方案時，需要建立基于BIM建筑模型的核心平臺，所有建筑信息都包含在BIM建筑模型中，包括建筑物的力學參數(shù)、物理特性、材料特性等。具有繪圖功能的BIM技術(shù)，可對點、線、面進行獨立操作，若涉及建筑物改造，只需調(diào)整結(jié)構(gòu)，且所有相關數(shù)據(jù)都在一個數(shù)據(jù)庫中，不受其它因素的影響，具有很高的集成性。采用BIM技術(shù)，可以實現(xiàn)仿真性的氣候模擬和結(jié)構(gòu)模擬，即將三維建筑模型與不同時間、不同天氣條件、日照、風向等因素相結(jié)合，為設計者提供無限接近現(xiàn)實的動態(tài)模擬圖像。將Revit軟件的參數(shù)化設計功能與Ecotect氣候工具的WeatherTool功能相結(jié)合，相關人員可將建筑物及其周圍環(huán)境的具體參數(shù)代入到計算機模型中，再根據(jù)建筑物在不同季節(jié)、不同天氣條件下的風向、太陽輻射等環(huán)境因素變化，最終確定現(xiàn)行建筑形態(tài)方案在采光、通風等方面的可行性。

參數(shù)化設計，簡單地說就是模型與各個圖元之間的聯(lián)系，利用系統(tǒng)自行建立或根據(jù)實際情況人工建立。使用BIM技術(shù)修改參數(shù)比較方便，參數(shù)信息可以相互反映在數(shù)據(jù)庫中。

設計者可在計算機系統(tǒng)中完成設計所需的自然環(huán)境考慮，進而進行設計優(yōu)化，調(diào)整距離等手段。我們所說的建筑間距，是指在同一建筑區(qū)域內(nèi)，建筑物間的實際距離，它決定了建筑物使用者外部環(huán)境的可見性和光照度，進而影響人們的生活、工作經(jīng)驗。通過Ecotect軟件的“陰影范圍”模塊，將不同時間和太陽高度的建筑陰影分布具象為BIM技術(shù)模型，從而設計出更合理的建筑間距規(guī)劃方案。由此，一方面避免了建筑物間的間距過小，造成不必要的視線遮擋;另一方面也避免了建筑物間距離過大，達到節(jié)約土地資源的綠色建筑目的。與此同時，結(jié)合實際數(shù)據(jù)參考對比，協(xié)助設計者完善優(yōu)化設計方案，運用BIM分析工具，對降溫、供暖需求進行分析，確定日照指數(shù)，選擇適合建筑節(jié)能的具體設備。在工程建設中，隨著各種新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和應用，工程上對BIM技術(shù)所建立的三維空間立體模型進行了分析和總結(jié)：該技術(shù)利用各種施工數(shù)據(jù)構(gòu)造出三維立體模型，通過不同的角度展示建筑構(gòu)件的各種內(nèi)容，當設計人員發(fā)現(xiàn)某一施工作業(yè)存在錯誤時，只需對三維立體模型進行修改，即可有效地確定施工現(xiàn)場的實際情況，為施工進度的順利進行提供有力的數(shù)據(jù)保障。

2.2工程數(shù)據(jù)唯一，數(shù)據(jù)信息動態(tài)關聯(lián)

實際工程施工中，采用BIM技術(shù)，對建筑信息進行集成，建立單一的工程數(shù)據(jù)源。建設工程實際設計過程中，各主體之間應建立良好的合作關系，相互配合。利用BIM技術(shù)可以使相關主體之間相互協(xié)作。實施BIM技術(shù)應用，需要以虛擬平臺為設計基礎，構(gòu)建三維立體建筑模型，加強各項目間的互聯(lián)互通，保證各種信息能夠正常傳遞，實現(xiàn)信息共享。采用BIM模式時，建筑工程的設計內(nèi)容可放入關聯(lián)模型文件中，且模型文件與數(shù)字化建筑信息數(shù)據(jù)庫的功能一致，涵蓋了建筑工程的所有信息。為此，將BIM技術(shù)的參數(shù)化、可視化設計功能與建筑的形態(tài)設計相結(jié)合，能完美地將設計者的創(chuàng)造性思維以造型的形式呈現(xiàn)出來，滿足不同角度、不同視點的模型觀察需求，幫助設計者快速發(fā)現(xiàn)設計方案中的缺陷，為設計細節(jié)的細化和調(diào)整提供極大的方便。

2.3可視化的協(xié)同作業(yè)

BIM技術(shù)可作為協(xié)同設計和可視化設計的基礎支撐?？梢暬瘧迷诮ㄖI(yè)中的作用是非常重要的，面對傳統(tǒng)的施工圖紙施工人員不能根據(jù)其上勾勒出的線條更深刻地理解整個建筑，而建筑物的實際結(jié)構(gòu)形式則只能由施工人員自己去想象，2D設計圖帶來的施工資料非常缺乏。相對于2D設計圖的數(shù)據(jù)不足，BIM技術(shù)能夠直觀地將建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來，使傳統(tǒng)的線條以立體的圖像呈現(xiàn)在建筑者面前，使建筑者對建筑結(jié)構(gòu)有了更深層次的理解，從而能充分地減少建筑工程在建模過程中各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的問題，從而最大程度地保證了各環(huán)節(jié)之間的信息交換，同時更有效地促進了建筑工程中各不同施工環(huán)節(jié)的工作效率。設計人員可根據(jù)相應的設計軟件，以中心文檔為基礎，各自組建自己的本地文檔，并建立自己的專屬工作平臺進行設計工作。運用BIM技術(shù)構(gòu)建的可視化模型，能夠滿足相關人員在幾何、物理、功能等不同層次上對施工參考要求，達到圖紙、設計、實際施工三方一致，加強了各環(huán)節(jié)圖紙設計者的溝通與交流，實現(xiàn)綠色建筑整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。

2.4選擇技術(shù)軟件

工程實際設計過程中，應結(jié)合業(yè)主的實際需要展開工作，并應在各個設計環(huán)節(jié)采取相應的處理措施，采用具有不同特點的模型體現(xiàn)設計的真實效果。運用BIM技術(shù)，可以有效地將各類繁雜的設計數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一集成處理，同時又能借助相應的工作軟件將工程所需的各種數(shù)據(jù)導出。BIM技術(shù)所需的軟件工具還不完善，繪圖工具也沒有結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況，加之軟件版本更新太頻繁、價格太高，使相關設計人員無法及時跟進所需軟件工具的使用。由于BIM技術(shù)具有較高的兼容性，因此在實際應用中仍應選擇BIM技術(shù)作為整個設計過程的技術(shù)支持，而且BIM技術(shù)還具有較高的準確度和容錯能力，可以有效地降低不同專業(yè)間施工圖的比選難度，從而提高總體工程效率。

結(jié)語

總之，將BIM技術(shù)應用于綠色建筑設計領域，是實現(xiàn)建筑業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然選擇。實踐證明，要根據(jù)建筑工程的具體情況和特點，確定控制要點，才能有效地改善傳統(tǒng)設計方法存在的平面化、獨立性等問題，使建筑設計工作更加全面、方便。

參考文獻

[1]崔芳芳，李靖，李盼，王登輝，趙明憲.基于BIM技術(shù)的地域性綠色建筑設計[J].建筑節(jié)能，2017，45（10）：51-55.

[2]羅彬.實例探析BIM在建筑方案設計階段的應用要點[J].建材與裝飾，2017（31）：115-116.

[3]崔芳芳.基于BIM技術(shù)綠色低能耗建筑集成設計方法與優(yōu)化研究[D].云南農(nóng)業(yè)大學，2017.