淺析BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

岳良

安徽碩川建筑工程有限公司 安徽 合肥 230000

1 BIM的技術(shù)概念

BIM技術(shù)主要依托虛擬建筑信息模型的構(gòu)建，達(dá)到直觀、全面顯現(xiàn)土建相關(guān)數(shù)據(jù)信息的效果，在當(dāng)前的建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。通過將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，促使協(xié)同設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)，并可以在設(shè)計(jì)中展開碰撞檢驗(yàn)，迅速、準(zhǔn)確定位管線之間、管線與建筑結(jié)構(gòu)之間的矛盾，以此達(dá)到優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)整體質(zhì)量、可靠性以及可操作性的效果，有效規(guī)避在后續(xù)施工階段發(fā)生設(shè)計(jì)變更等問題，化解業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工運(yùn)營(yíng)方之間的隔閡，推動(dòng)對(duì)建筑工程展開全生命周期管理成為可能。

在當(dāng)前的實(shí)踐中，BIM技術(shù)被深入應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，促使工程建設(shè)中原有的二維設(shè)計(jì)思路逐步發(fā)展成為三維設(shè)計(jì)，且實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)數(shù)據(jù)庫信息的進(jìn)一步完善，為建筑工程信息化轉(zhuǎn)變提供了有力支持。在BIM參數(shù)模型中，包含著大量有關(guān)于建筑工程項(xiàng)目的信息數(shù)據(jù)，且其能夠在建筑工程項(xiàng)目的全過程中實(shí)現(xiàn)傳遞與共享，為建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化改進(jìn)提供技術(shù)與平臺(tái)支撐?？傮w而言，BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，在建筑工程設(shè)計(jì)中引入BIM技術(shù)具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可視化特點(diǎn)

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)“所見即所得”，例如，在BIM軟件中能夠三維展現(xiàn)出某建筑構(gòu)件的造型、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)等等，與該構(gòu)件的現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)效果保持一致，這是傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)圖紙中無法實(shí)現(xiàn)的。從這一角度來看，BIM技術(shù)具備極為明顯的可視化特點(diǎn)，促使建筑信息模型的整個(gè)過程均直觀可視。在BIM技術(shù)的支持下，對(duì)建筑工程進(jìn)行模擬施工成為可能，以此更為直觀地展示出施工內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上做出對(duì)不合理、不完善部位的優(yōu)化調(diào)整，以此達(dá)到減少工作量、工程施工缺陷的效果，縮減設(shè)計(jì)時(shí)間，提升設(shè)計(jì)效率。

2.2 協(xié)調(diào)性特點(diǎn)

建筑工程需要業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方等多方協(xié)調(diào)工作，共同保證建筑工程如期保質(zhì)完工，而這就要求著各方可以迅速完成信息的共享以及交流溝通。BIM軟件就為施工參建方之間的交流與數(shù)據(jù)共享提供了良好平臺(tái)支持，促使各方協(xié)調(diào)工作。以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說明，通過在其中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠促使多樣性的工作數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出極為明顯的關(guān)聯(lián)性狀態(tài)，當(dāng)相關(guān)工作人員對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行修改與調(diào)整后，BIM軟件可以自動(dòng)完成其他相關(guān)聯(lián)信息的修改，同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖紙制作的自動(dòng)傳遞，方便后續(xù)施工環(huán)節(jié)的高質(zhì)量、高效率展開。

3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 場(chǎng)地分析

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，最先需要考量與分析的內(nèi)容就是場(chǎng)地信息，該類信息中所包含著的部分內(nèi)容會(huì)直接對(duì)建筑設(shè)計(jì)決策產(chǎn)生影響。實(shí)踐中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要利用場(chǎng)地分析實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境、景觀規(guī)劃、建后交通流量等因素的評(píng)價(jià)，并以此為基礎(chǔ)確定建筑物的空間位置，促使建筑物與周邊環(huán)境之間建立起良好的關(guān)系。在傳統(tǒng)的場(chǎng)地分析工作中，實(shí)際工作量相對(duì)較大，且由于大量工作均需要人工完成，所以最終獲取到的分析評(píng)價(jià)結(jié)果具有極高的主觀性。而通過在場(chǎng)地分析環(huán)節(jié)中引入BIM技術(shù)，就能夠達(dá)到緩解上述問題的效果。在BIM技術(shù)的支持下，可以搭建起建筑工程的虛擬三維模型，保證獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的速度與全面性，為建筑設(shè)計(jì)工作的展開提供更多、更具參考價(jià)值的數(shù)據(jù)信息依據(jù)，促使建筑工程布局成果、場(chǎng)地規(guī)劃達(dá)到最優(yōu)。

利用BIM技術(shù)展開建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)布置平面圖的設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用如下方式：結(jié)合建筑工程設(shè)計(jì)方所提供的標(biāo)高方格網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工區(qū)域地形的導(dǎo)入，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)以及周邊的道路標(biāo)高系統(tǒng)、排水系統(tǒng)落實(shí)提前策劃，創(chuàng)建施工現(xiàn)場(chǎng)臨建挖填方模型；布置建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)中各個(gè)階段所應(yīng)用的施工輔助設(shè)備，保證全面、準(zhǔn)確的反映出施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)，方便相關(guān)工作人員展開對(duì)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的高質(zhì)量管理。在此過程中，要積極建立起基于施工現(xiàn)場(chǎng)的元素標(biāo)準(zhǔn)化族庫，并針對(duì)該族庫內(nèi)所有元素形成詳細(xì)做法，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，提高場(chǎng)地布置效率，能夠在前期臨建施工時(shí)更直觀的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用也推動(dòng)著對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)管理的工作升級(jí)，對(duì)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)內(nèi)布置提前展開策劃和轉(zhuǎn)換預(yù)演，以此為基礎(chǔ)確定出最優(yōu)布置方案，提高場(chǎng)地使用效率，并同時(shí)達(dá)到減少二次布置所產(chǎn)生費(fèi)用支出的效果。

3.2 方案輔助設(shè)計(jì)

通過在建筑設(shè)計(jì)階段引入BIM技術(shù)，能夠搭建起對(duì)建筑物的虛擬建筑信息模型，在該模型內(nèi)，包含著大量與建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，且可以隨著建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容、形式的變化在BIM軟件中自動(dòng)完成更新調(diào)整，并反饋給設(shè)計(jì)人員，促使對(duì)建筑工程進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)成為可能。相比于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法形式來說，基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)方法能夠達(dá)到促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)多元化發(fā)展的效果，且整體邏輯性更強(qiáng)。同時(shí)，在進(jìn)行復(fù)雜建筑外形、表皮的設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為明顯。實(shí)踐中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員只需要在BIM軟件內(nèi)對(duì)建筑的形態(tài)參數(shù)實(shí)施變更，BIM軟件就可以自動(dòng)完成對(duì)建筑物外形的參數(shù)化調(diào)整改變，迅速生成基于不同形態(tài)的建筑設(shè)計(jì)方案，同時(shí)完成各個(gè)設(shè)計(jì)方案之間的性能分析與對(duì)比，最終推選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案展開深化，以此達(dá)到形成最理想建筑設(shè)計(jì)方案的效果。

以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說明，在以往的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，普遍應(yīng)用二維平面制圖的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的表達(dá)，這雖然能夠達(dá)到科學(xué)規(guī)劃整體建筑結(jié)構(gòu)的效果，但是在內(nèi)容展示方面的細(xì)致程度存在著較為明顯的不足。而BIM技術(shù)的應(yīng)用就能夠彌補(bǔ)上述缺陷，依托三維的方式對(duì)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)容進(jìn)行展現(xiàn)，確保所有參建人員可以充分、直觀的了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷并迅速落實(shí)設(shè)計(jì)變更，維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及科學(xué)合理性，以此確保后續(xù)建筑施工得到有序、順利展開。在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，所涉及的參數(shù)相對(duì)較多，且各個(gè)參數(shù)之間普遍存在著一定的關(guān)聯(lián)性。換言之，當(dāng)某一參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)促使相關(guān)聯(lián)參數(shù)均發(fā)生不同程度的變化，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度造成較大影響。通過在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)，可以利用其中所包含的信息數(shù)據(jù)庫完成設(shè)計(jì)參數(shù)變更。由于在該數(shù)據(jù)庫內(nèi)所包含著的數(shù)據(jù)信息具有關(guān)聯(lián)性，所以能夠在變化某一參數(shù)后自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)其他相關(guān)聯(lián)參數(shù)的變更，體現(xiàn)出對(duì)基于BIM技術(shù)的三維結(jié)構(gòu)模型合理性、真實(shí)性的維護(hù)，支持后期施工。

3.3 建筑模擬分析

想要保證建筑設(shè)計(jì)方案具有極高的科學(xué)性以及可操作性，必須要在相應(yīng)設(shè)計(jì)方案初步形成后實(shí)施深化分析，確定其中包含的問題并落實(shí)針對(duì)性的優(yōu)化調(diào)整。在該環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)就能夠發(fā)揮出極為理想的效果。通過在建筑深化設(shè)計(jì)中引入BIM技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)建筑工程的模擬分析，包括建筑物的模型模擬分析、緊急疏散模擬分析、日照模擬分析、節(jié)能模擬分析、熱傳導(dǎo)模擬分析等等[2]。相比較而言，傳統(tǒng)基于人工操作的建筑方案深化設(shè)計(jì)需要人工完成的工作量更多，且只能利用二維施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行近似模擬分析，無法保證建設(shè)模擬分析的效率效果，而這是基于BIM技術(shù)的模擬分析工作方式重點(diǎn)規(guī)避的問題。在BIM軟件內(nèi)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以利用建筑物的三維信息模型實(shí)施多樣性的模擬仿真實(shí)驗(yàn)，迅速且精準(zhǔn)定位設(shè)計(jì)問題點(diǎn)并生成處理方案，有效節(jié)約在深化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中消耗的時(shí)間與成本。

對(duì)于BIM技術(shù)而言，其進(jìn)行建筑工程所需數(shù)據(jù)資料呈現(xiàn)的主要方式為模擬建模，依托建筑模型，能夠讓所有參建方對(duì)建筑工程項(xiàng)目的全部施工內(nèi)容進(jìn)行了解，并結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況展開分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到提高建筑工程設(shè)計(jì)合理程度的效果。通過搭設(shè)建筑模型，可以對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行全面分析與處理，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容的效果，促使施工質(zhì)量增強(qiáng)，也方便建筑工程施工管理人員明確本項(xiàng)目的管理重點(diǎn)，體現(xiàn)出建筑工程施工順利程度的維護(hù)。碰撞檢測(cè)是建筑模擬分析中的重要內(nèi)容，也是BIM軟件中配置的重要功能，可以在施工前幫助相關(guān)設(shè)計(jì)人員及時(shí)、準(zhǔn)確、全面了解相應(yīng)建筑設(shè)計(jì)圖紙中所包含的管線之間沖突問題、管線與結(jié)構(gòu)之間沖突問題等等，支持相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)三維設(shè)計(jì)模型的變更操作，最終形成更為合理的建筑設(shè)計(jì)方案，防止在后續(xù)的建筑工程施工環(huán)節(jié)中發(fā)生設(shè)計(jì)變更問題，體現(xiàn)出對(duì)建筑工程施工質(zhì)量、工期進(jìn)度以及成本造價(jià)管控的維護(hù)。

3.4 出具施工圖

依托BIM軟件中包含的建筑三維模型，不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)建筑設(shè)計(jì)圖紙、構(gòu)件加工圖紙的繪制，還能夠利用對(duì)建筑物的可視化展示、模擬、優(yōu)化等，生成專業(yè)性更強(qiáng)的不同結(jié)構(gòu)、空間、細(xì)節(jié)部位的設(shè)計(jì)圖紙以及深化圖紙，包括綜合結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞設(shè)計(jì)圖、管線綜合設(shè)計(jì)圖、設(shè)計(jì)方案變更圖等等，這些圖紙具有更強(qiáng)的實(shí)用性，可以為后續(xù)建筑工程施工工作的展開支持與指導(dǎo)，提升工程表達(dá)的詳細(xì)性。綜合來看，BIM技術(shù)的出圖便捷程度更強(qiáng)，不需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員消耗大量的時(shí)間與精力出具施工圖。

在建筑工程施工設(shè)計(jì)末期的出具施工圖與施工設(shè)計(jì)展示階段，可以應(yīng)用激光電子沙盤和BIM技術(shù)進(jìn)行相關(guān)建筑工程的施工圖技術(shù)交底，從傳統(tǒng)的平面圖紙交底提升為基于真實(shí)場(chǎng)景和設(shè)計(jì)模型的三維數(shù)字化技術(shù)交底，這種真實(shí)可視場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)交底方式更有利于各標(biāo)段加深對(duì)工程項(xiàng)目的理解。激光電子沙盤的制作和應(yīng)用，是推動(dòng)施工管理手段從傳統(tǒng)管理方式走向現(xiàn)場(chǎng)管理+數(shù)字化、信息化管理邁出的重要一步，是推進(jìn)數(shù)字化、信息化技術(shù)在建筑工程建設(shè)領(lǐng)域的一次實(shí)用型、創(chuàng)新型應(yīng)用，值得重點(diǎn)推廣應(yīng)用。另外，BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的的應(yīng)用也促使施工圖數(shù)字化審查成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)踐中，發(fā)揮BIM模型的三維模式可視化，建立基于BIM技術(shù)的可視化輔助功能和審閱輔助審查功能，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)二維審查模式向三維審查模式發(fā)展，達(dá)到提高施工圖出示與審查工作效率效果的目標(biāo)，確?？梢愿友杆俚剡M(jìn)入建筑工程實(shí)際施工環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)工作中引入BIM技術(shù)具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。對(duì)于BIM技術(shù)而言，其具有可視化以及協(xié)調(diào)性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過將其應(yīng)用于場(chǎng)地分析、方案輔助設(shè)計(jì)、建筑模擬分析、出具施工圖等環(huán)節(jié)中，提升了建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率，也達(dá)到了維護(hù)建筑工程總體質(zhì)量的效果。