BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的實際應(yīng)用

吳前宏

【摘要】伴隨社會發(fā)展步伐的加快，建筑業(yè)的地位日漸凸顯。設(shè)計是建筑項目的第一步，其效率直接關(guān)系建筑質(zhì)量。在當(dāng)前的建筑行業(yè)發(fā)展過程中，BIM技術(shù)已經(jīng)成為不可或缺的重要組成部分。推廣深挖BIM技術(shù)潛力，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的強(qiáng)大作用，推進(jìn)該項技術(shù)在建設(shè)行業(yè)的全面發(fā)展，已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)廣大從業(yè)者應(yīng)用研究的焦點。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑設(shè)計

伴隨城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步加快，城市規(guī)模的快速擴(kuò)張，需要給予建筑工程設(shè)計更多的重視，吸收先進(jìn)的技術(shù)以及設(shè)計理念，不斷提升我國的建筑行業(yè)綜合競爭力。在現(xiàn)代建筑工程方面，將BIM技術(shù)和建筑設(shè)計的各自優(yōu)勢進(jìn)行融合，并達(dá)到互補(bǔ)互利的效果，在建筑工程設(shè)計中融入BIM技術(shù)，同時展開合理的應(yīng)用，有利于提升建筑工程設(shè)計水平，也有利于促進(jìn)建筑工程設(shè)計的更好發(fā)展，BIM技術(shù)的引入有著非常重要的意義與優(yōu)勢。

1、BIM技術(shù)原理

BIM技術(shù)是一種主要針對建筑與工程設(shè)計的全新CAD技術(shù)，它能夠?qū)εc工程項目有關(guān)的大量信息都進(jìn)行數(shù)字化。應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)⒔ㄖO(shè)計中的全部信息都儲存在電子模型當(dāng)中。眾所周知，建筑物由無數(shù)建筑構(gòu)件組成，而在BIM技術(shù)系統(tǒng)中，每個建筑構(gòu)件都是以編碼的形式表現(xiàn)出來的，而每個建筑構(gòu)件又由多個對象組成，工作人員需要把每個對象都通過一組系數(shù)來標(biāo)示，也就是完成建（構(gòu)）筑物的數(shù)字化建設(shè)。在實際的設(shè)計過程中，BIM技術(shù)的優(yōu)勢則更為明顯，除了滿足工程項目的數(shù)字化設(shè)計要求，同時能夠保證將造價和成本控制在合理范圍內(nèi)，而傳統(tǒng)的繪圖軟件所能表示的內(nèi)容和深度相對來說很有限。

2、BIM技術(shù)的主要特點和優(yōu)勢

2.1視覺設(shè)計

BIM技術(shù)在視覺設(shè)計中最直觀的功能之一。與傳統(tǒng)的CAD圖相比，使用BIM技術(shù)的整個建筑設(shè)計過程是三維可視化。設(shè)計人員可以使用三維視覺模型更好地設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和布局，從而可以更直觀地看到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的形狀、結(jié)構(gòu)和荷載特性，還可以同時模擬建筑過程，使建筑設(shè)計方案更加合理及準(zhǔn)確。

2.2整合不同學(xué)科不同專業(yè)

BIM技術(shù)非常開放，所有參與建筑設(shè)計的部門都可以在統(tǒng)一的BIM平臺上進(jìn)行設(shè)計工作，所有專業(yè)專家都可以提供全面有效的建議和溝通，以減少由于信息障礙而導(dǎo)致的設(shè)計錯誤，并提高建筑設(shè)計的質(zhì)量。

2.3進(jìn)行施工過程模擬

使用BIM完成建筑設(shè)計后，即可進(jìn)行建筑建模。在建模過程中，可以評估和計算項目管理的重要元素，例如工程機(jī)械、材料和施工進(jìn)度。生成的模擬數(shù)據(jù)可以用作施工管理的基礎(chǔ)，這有助于建筑項目工程的精細(xì)化管理。

3、BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計中的運(yùn)用途徑

3.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)方案

在建筑結(jié)構(gòu)性能分析中，針對結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)環(huán)節(jié)，可以運(yùn)用BIM技術(shù)對需要改進(jìn)的特定結(jié)構(gòu)件進(jìn)行選定，實現(xiàn)建筑平面結(jié)構(gòu)的隱式設(shè)計，構(gòu)建需要改進(jìn)部分的建筑數(shù)據(jù)模型，進(jìn)而保證其穩(wěn)定性，無需對其他部分進(jìn)行更改，提高建筑工程設(shè)計效率。設(shè)計人員可以運(yùn)用BIM軟件，對建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析和計算，使得建筑結(jié)構(gòu)性能滿足設(shè)計要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提高建筑結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)確性和效率。特別是在地下室結(jié)構(gòu)分析中，通過BIM技術(shù)對地下室管線鋪設(shè)線路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，防止管道碰撞問題，節(jié)約大量的管材，一旦發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在缺陷或者不足的地方，可以運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行緊急修復(fù)，不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，提高建筑工程設(shè)計的有效性和科學(xué)性，達(dá)到最佳的優(yōu)化效果。

3.2加強(qiáng)三維圖紙設(shè)計

在圖紙設(shè)計中，通過BIM技術(shù)可以實現(xiàn)三維圖紙設(shè)計，通過對建筑物三維影響分析，設(shè)計人員可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)建筑物設(shè)計的評估，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案存在的問題，可以及時更改，不會由于設(shè)計方案的更改而影響勞動力成本與材料成本的核算，保證建筑工程設(shè)計的有效性。在圖紙設(shè)計中運(yùn)用BIM技術(shù)，可以解決傳統(tǒng)建筑設(shè)計中的缺陷和不足，這是由于該信息技術(shù)可以提供準(zhǔn)確的數(shù)字信息，對施工中可能發(fā)生的錯誤進(jìn)行預(yù)見性判斷，制定預(yù)防措施，進(jìn)而有效提高建筑工程的綜合質(zhì)量。

3.3加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

就當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展而言，大型結(jié)構(gòu)多以鋼結(jié)構(gòu)為主，這就增加了建筑工程設(shè)計難度，提高了建模建筑信息模型構(gòu)建的復(fù)雜性。在建筑工程設(shè)計中，不僅要明確個體鋼制零件間的連接方式，還要明確梁和梁之間的連接方式。在這樣的情況下，設(shè)計人員可以運(yùn)用BIM技術(shù)，對鋼構(gòu)件參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整，通過BIM系統(tǒng)自動更新鋼質(zhì)零件間或是梁和梁間的間距，進(jìn)而得出最合理的設(shè)計方案，提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合水平，保證鋼結(jié)構(gòu)的合理性和穩(wěn)定性。例如，在上海白玉蘭廣場工程建設(shè)項目中，在設(shè)計階段就運(yùn)用了BIM技術(shù)，除了大大提高了施工效率之外，BIM技術(shù)的應(yīng)用還節(jié)省了大量的鋼材，使得裝備得到重復(fù)利用，特別是在建設(shè)前期利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑信息模型的構(gòu)建，在設(shè)計模擬中對鋼平臺進(jìn)行模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化處理，解決傳統(tǒng)設(shè)計方案中，由于平臺支撐鋼柱布設(shè)在墻體內(nèi)而造成的鋼材浪費(fèi)問題，實現(xiàn)施工成本的控制。

3.4細(xì)節(jié)設(shè)計和處理

在建筑工程設(shè)計中，設(shè)計人員必須要注重細(xì)節(jié)問題，因為細(xì)節(jié)決定成敗，任何設(shè)計細(xì)節(jié)上的問題都可能影響到建筑工程的質(zhì)量和安全性。在BIM技術(shù)應(yīng)用中，除了可以對建筑工程進(jìn)行整體控制，設(shè)計中還可以對每個設(shè)計環(huán)節(jié)及細(xì)節(jié)進(jìn)行有效優(yōu)化。由于BIM系統(tǒng)可以獲取大量詳細(xì)的建筑數(shù)據(jù)模型，使得走廊或是樓梯尺寸等參數(shù)符合設(shè)計要求。從另一方面上看，BIM技術(shù)在實際應(yīng)用中具有極強(qiáng)的協(xié)調(diào)性功能，可以為設(shè)計人員提供動態(tài)化信息數(shù)據(jù)，包括施工中可能發(fā)生的問題，利用BIM技術(shù)預(yù)先進(jìn)行施工中薄弱環(huán)節(jié)的控制和問題的避免，加強(qiáng)與施工人員的溝通，促進(jìn)各個部門間的協(xié)作與配合，提高建筑工程設(shè)計的綜合水平。

結(jié)語：

綜上所述，在建筑工程設(shè)計中使用BIM技術(shù)，其優(yōu)勢非常多，目前已然成為我國建筑工程行業(yè)中至關(guān)重要的技術(shù)，在實際的運(yùn)用過程中，建筑設(shè)計者若能合理地利用BIM技術(shù)，并發(fā)揮出其所具有的效能，將會有效提升建筑工程的設(shè)計質(zhì)量以及水平，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

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