基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與施工管理研究

靳強(qiáng)

青島騰遠(yuǎn)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司 山東青島 266000

1 BIM技術(shù)的內(nèi)涵

BIM技術(shù)是一種用于對(duì)建筑信息進(jìn)行建模的技術(shù)，這是一種虛擬建筑設(shè)計(jì)技術(shù)。建筑師通過分析和計(jì)算虛擬模型涵蓋的各種建筑數(shù)據(jù)信息來確定建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃的可持續(xù)性。BIM技術(shù)在創(chuàng)建虛擬模型中的應(yīng)用表明，建筑物的可持續(xù)設(shè)計(jì)幾乎包含了所有必需的信息，例如建筑物組成，建筑物功能，建筑物的外觀，建筑材料等，并且在建筑物的可持續(xù)設(shè)計(jì)中發(fā)揮了良好的領(lǐng)導(dǎo)作用。建筑物計(jì)算機(jī)可以自由地輸入建筑物設(shè)計(jì)，輸入模擬建筑物模型的數(shù)據(jù)，并及時(shí)分析和糾正設(shè)計(jì)計(jì)劃中的問題[1]。通常，BIM技術(shù)在建筑物的可持續(xù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用始于設(shè)計(jì)級(jí)別。它可以更經(jīng)濟(jì)，更準(zhǔn)確，更快捷，并且生活各個(gè)領(lǐng)域的所有階段都可以參與整個(gè)過程并進(jìn)行有效的協(xié)作。這可以大大提高建筑物可持續(xù)設(shè)計(jì)方案的可靠性和準(zhǔn)確性，同時(shí)降低設(shè)計(jì)成本。這對(duì)于建筑物的可持續(xù)設(shè)計(jì)非常重要。建設(shè)項(xiàng)目的成功規(guī)劃和完成是現(xiàn)代建筑規(guī)劃以及運(yùn)營和管理的技術(shù)基礎(chǔ)。未來建筑物的維護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 BIM支持的建筑設(shè)計(jì)的可行性

2.1 傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的需求

在不斷發(fā)展的過程中，建筑設(shè)計(jì)逐漸豐富和規(guī)范了內(nèi)容，成為一個(gè)完整有序的系統(tǒng)。在發(fā)展中，他們有自己的專業(yè)語言和技能。傳統(tǒng)的建筑師通過自己的空間結(jié)構(gòu)控制，運(yùn)用視覺思維對(duì)建筑進(jìn)行建模，繪制基本的圖形。與相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交流，運(yùn)用圖形思維形式，將信息交流和思想整合，最后用CAD繪制出圖紙。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)測(cè)值比較、模型試驗(yàn)，推翻了以往不準(zhǔn)確的結(jié)論和構(gòu)成。在逐步獲得最佳圖紙的過程中，規(guī)劃建筑的施工。經(jīng)過長期的實(shí)踐和發(fā)展，越來越多的實(shí)踐者認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)院的弊端。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)有其鮮明的特點(diǎn)，它需要員工具備固定空間的營造能力和視覺捕捉能力。它能將思維的維度與計(jì)算的維度結(jié)合起來，用圖形的力量表現(xiàn)思維的特點(diǎn)。同時(shí)，經(jīng)驗(yàn)往往決定了這個(gè)行業(yè)的專業(yè)知識(shí)在人口中所占的比例。這造成了建筑設(shè)計(jì)行業(yè)經(jīng)營困難、門檻高、人才稀缺的局面。

2.2 相輔相成的BIM技術(shù)

BIM打破了傳統(tǒng)的人的結(jié)構(gòu)，以先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)取代任務(wù)分配人員。BIM技術(shù)集采集、整理、分析、建模等功能于一體。在墻體結(jié)構(gòu)的分析和處理中，可以采用數(shù)字檢測(cè)技術(shù)，不僅可以描述墻體的長度、寬度和高度，還可以構(gòu)造出三維空間結(jié)構(gòu)。對(duì)墻體的性能進(jìn)行了分析，充分了解了墻體的硬度、熱度和材質(zhì)。BIM軟件包括構(gòu)造軟件和構(gòu)造軟件，它在施工計(jì)劃，構(gòu)造施工圖，分析施工過程等方面具有廣泛的用途。

2.3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)可以自動(dòng)組織和分析數(shù)據(jù)、生成數(shù)據(jù)、創(chuàng)建和修改文檔。這就涉及到不同地點(diǎn)的勞動(dòng)力，跨多個(gè)地點(diǎn)，崗位的功能很大，節(jié)省了人力，促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)的健康競(jìng)爭。在解決大多數(shù)人才匱乏的情況下，BIM技術(shù)的缺陷糾正了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)從業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)造成的錯(cuò)誤。復(fù)雜的數(shù)字技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的觀測(cè)在一定程度上超過了人類的能力。它彌補(bǔ)了員工經(jīng)驗(yàn)的不足，簡化了操作步驟。借助于BIM技術(shù)中清晰的可視化技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)變得簡單明了。

3 BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的具體應(yīng)用

BIM技術(shù)是第一個(gè)被廣泛應(yīng)用的技術(shù)，到目前為止它不僅是一種繪圖工具，更是一種工具設(shè)計(jì)原理。在設(shè)計(jì)中，數(shù)字建筑實(shí)體和構(gòu)件被用作設(shè)計(jì)元素。在相應(yīng)單元的基礎(chǔ)上，建立了包含實(shí)際建筑所有特征的虛擬建筑模型。在設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)主要包括協(xié)同設(shè)計(jì)、渲染、動(dòng)畫以及建筑屬性的加固等。在建筑設(shè)計(jì)方面，可以直接生成三維實(shí)體模型，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)中提取信息進(jìn)行分析，在這種情況下，設(shè)備專業(yè)可以對(duì)HVAC陽極進(jìn)行全面分析，中間模型可以使用過的處理器可以修改和構(gòu)建模型，以便盡快實(shí)現(xiàn)信息傳輸。提高建筑設(shè)計(jì)效率。換句話說，通過在BIM技術(shù)中使用建模，渲染和動(dòng)畫技術(shù)，專業(yè)的二維建筑描述被抽象為易于理解，生動(dòng)，直觀的三維圖像，以便外行人員可以做出更準(zhǔn)確的判斷。隨著設(shè)計(jì)圖的更改，可以通過圖像圖更直觀地反映出來，從而大大降低了建筑設(shè)計(jì)的成本。

BIM技術(shù)可以提供高度協(xié)調(diào)的通信平臺(tái)，以最大程度地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工之間的通信，從而使施工人員可以充分了解早期設(shè)計(jì)階段，充分掌握它，并完全改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式[2]。

3.2 BIM在施工過程中的應(yīng)用

在創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，BIM技術(shù)主要包括四個(gè)方面：三維碰撞檢測(cè)，計(jì)算技術(shù)，虛擬建筑和4D施工模擬。三維碰撞檢測(cè)借助BIM技術(shù)本身的可視功能結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可以在處理項(xiàng)目的早期階段識(shí)別建筑工作，管道和工程設(shè)備，以及針對(duì)集成管道和碰撞的其他特定檢測(cè)。在這種情況下，不僅可以消除項(xiàng)目中的碰撞現(xiàn)象并優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，而且還可以最大程度地減少施工過程中的錯(cuò)誤和返工并優(yōu)化三維管道解決方案。計(jì)算技術(shù)在于使用可在BIM軟件中計(jì)算的組件信息來完全識(shí)別模型中的各個(gè)組件，并根據(jù)組件本身的物理信息準(zhǔn)確地計(jì)算模型中的組件數(shù)量。這樣，可以代替圖紙實(shí)現(xiàn)BIM軟件的生成功能，可以直接生成材料信息，提高了計(jì)算效率。對(duì)建筑物的外觀，環(huán)境功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模和分析[3]。

4 結(jié)語

建筑設(shè)計(jì)不斷突破自我，樹立越來越高、越來越強(qiáng)的目標(biāo)，以達(dá)到一個(gè)又一個(gè)的高端要求。科技進(jìn)步與建筑發(fā)展相互促進(jìn)，是城市化發(fā)展的必然趨勢(shì)。從社會(huì)的角度來看，BIM技術(shù)的升級(jí)提高了建筑儀表設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，建筑設(shè)計(jì)對(duì)市場(chǎng)需求的需求日益增長，先進(jìn)數(shù)字技術(shù)的誕生，兩者相輔相成，密不可分，這將成為建筑業(yè)未來發(fā)展不可阻擋的趨勢(shì)。