BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及推廣策略

徐雪蓮

（華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，安徽 合肥 230000）

步入本世紀(jì)以來，信息技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，工業(yè)化時(shí)代逐步取代了信息時(shí)代，各行業(yè)對(duì)信息化水平的要求越來越高，但建筑業(yè)產(chǎn)值在國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值中占有很大比重，是重要的支柱產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的二維模型在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加工時(shí)，在建筑設(shè)計(jì)中暴露出很多方面的問題，而應(yīng)用BIM 技術(shù)可以有效地避免這些缺陷，提高工程質(zhì)量，增強(qiáng)建筑業(yè)的生產(chǎn)能力。為保證該技術(shù)能更好地推廣應(yīng)用，必須采取一些切實(shí)可行的策略，以保證該技術(shù)的推廣。

一、BIM 技術(shù)概述及其實(shí)際應(yīng)用

BIM 技術(shù)在我國(guó)建筑領(lǐng)域是一項(xiàng)新興的技術(shù)，叫作建筑信息化模型，這是三維建模技術(shù)的基礎(chǔ)，在三維設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建過程中，需要把建筑系統(tǒng)中的各個(gè)部分結(jié)合起來，建筑設(shè)計(jì)模型的形成，可以極大地提高建筑工程質(zhì)量，減少錯(cuò)誤的發(fā)生，減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，從而提高建筑工程質(zhì)量。另外，在建筑設(shè)計(jì)中科學(xué)有效地運(yùn)用BIM技術(shù)，不僅可以很好地提高設(shè)計(jì)效率，而且可以不斷地優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)行業(yè)。

（一）BIM 技術(shù)概述

BIM 是指在建筑設(shè)施的整個(gè)生命周期內(nèi)持續(xù)不斷地利用數(shù)字信息（包括建筑設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)）。要發(fā)揮BIM 方法的潛能，就必須對(duì)BIM的關(guān)鍵原理和應(yīng)用有基本的認(rèn)識(shí)。

目前，建筑行業(yè)的信息交換主要依賴于技術(shù)圖紙的交換，這些技術(shù)圖紙主要以剖面、平面圖、詳細(xì)圖紙的形式反映建筑信息。這樣的線圖通常不能被計(jì)算機(jī)解釋，它所包含的大部分信息不能被自動(dòng)訪問和處理。BIM為計(jì)算機(jī)在結(jié)構(gòu)規(guī)劃、構(gòu)造和運(yùn)行方面提供了廣泛的可能性。由于關(guān)于結(jié)構(gòu)的信息沒有被存儲(chǔ)在圖形中，而是作為一個(gè)綜合的數(shù)字結(jié)構(gòu)模型來創(chuàng)建、存儲(chǔ)和傳遞，這就是BIM 概念的由來。

BIM 是一個(gè)綜合的數(shù)字架構(gòu)，它在設(shè)計(jì)、建造、維修、鏈條等方面構(gòu)成了所有建設(shè)項(xiàng)目合作的信息管理基礎(chǔ)。BIM 具有可視化、互操作和交換信息的功能，是當(dāng)今電子領(lǐng)域中信息技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。近年來，基于BIM的方法開始擴(kuò)展到設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐。BIM 到目前為止主要是根據(jù)部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行測(cè)試和試驗(yàn)，選擇選定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步開發(fā)。除設(shè)計(jì)外，建筑電腦試運(yùn)行的區(qū)域還包括施工計(jì)劃和實(shí)際施工階段。

（二）BIM 技術(shù)的應(yīng)用

第一，BIM 是一種基于BIM的規(guī)則和算法，通過使用基于BIM的規(guī)則和算法，來滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)和用戶的需要。該設(shè)計(jì)方法在建筑界的許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如空間、幾何與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、建筑能耗分析、聲學(xué)優(yōu)化等。

第二，應(yīng)用BIM 可以最大程度地減少碎片，改善項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通，提高信息交換的價(jià)值，以及對(duì)能源和環(huán)境影響的可持續(xù)性評(píng)估時(shí)間。雖然現(xiàn)有的手工計(jì)算方法有其優(yōu)點(diǎn)，但由于數(shù)據(jù)需求的復(fù)雜性和易訪問性，其不足之處是：設(shè)計(jì)時(shí)間過長(zhǎng)，人為錯(cuò)誤很難及時(shí)修復(fù)。當(dāng)可持續(xù)發(fā)展過程中，BIM 可以減少重復(fù)工作的負(fù)擔(dān)，從而提供及時(shí)的評(píng)估。舉例來說，建筑模型的改變會(huì)自動(dòng)地反應(yīng)。BIM的形式使得信息交換具有透明度。一個(gè)用例場(chǎng)景詳細(xì)描述了工作流程的每一個(gè)層次，明確顯示了要執(zhí)行的任務(wù)、參與方、發(fā)布的信息和發(fā)布輸出的目的地。這減少了在從修訂設(shè)計(jì)中抽取數(shù)據(jù)和重新計(jì)算結(jié)果所花費(fèi)的時(shí)間。

可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)是現(xiàn)代建筑的一個(gè)重要組成部分，它是一種綜合考慮環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因素的建筑設(shè)計(jì)。在可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)需求日益增長(zhǎng)的今天，基于BIM的建筑設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)包括建筑節(jié)能、生態(tài)效率和經(jīng)濟(jì)參數(shù)在內(nèi)的能源管理與優(yōu)化過程。并且可以對(duì)建筑能源需求和生態(tài)建筑參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，為縮小預(yù)期與實(shí)際能源表現(xiàn)之間的差距創(chuàng)造一個(gè)前提。從實(shí)際應(yīng)用來看，BIM 是一種模擬技術(shù)，包括：建筑位置、方位、日光路徑分析、材料的熱特性、采暖負(fù)荷、采光和通風(fēng)。以BIM 為基礎(chǔ)的模擬技術(shù)，在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過程中，引入一種簡(jiǎn)化的方法，作為一種評(píng)估可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)的工具，可以幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)指定的綠色建筑評(píng)估體系對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的評(píng)估。基于LEED 評(píng)級(jí)系統(tǒng)研究了使用BIM的配置，并生成了可操作的評(píng)估模板，以衡量是否符合可持續(xù)性要求以及測(cè)量設(shè)計(jì)無法達(dá)到的潛在點(diǎn)。

二、BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

（一）科學(xué)有效的空間規(guī)劃

在建筑設(shè)計(jì)中，空間規(guī)劃是其中的一個(gè)重要內(nèi)容，住宅景觀造型分析中，依靠三維可視與地形分析，充分運(yùn)用BIM 技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)建筑外部環(huán)境進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)以地貌分析作為基礎(chǔ)前提條件，進(jìn)一步確立工程建筑容積關(guān)系和地貌的轉(zhuǎn)變，在這個(gè)階段應(yīng)使用專業(yè)的分析系統(tǒng)，這樣能夠?yàn)榻＝o予可靠的信息支持。此外，在具體的實(shí)踐活動(dòng)中GIS 被非常普遍的運(yùn)用，促使地貌分析圖表的制作更為省時(shí)省力，高效，從而極大地提高了數(shù)據(jù)資料的利用率。

（二）做好前期模擬工作

初期階段，開展模擬設(shè)計(jì)，可以全面檢驗(yàn)建筑施工內(nèi)容和方法，從而保證設(shè)計(jì)施工的有序進(jìn)行。施工過程中，在具體的施工過程中，都要通過模擬的情景，對(duì)可能出現(xiàn)的問題及存在的原因進(jìn)行科學(xué)有效的預(yù)測(cè)，并做好施工前的相應(yīng)處理，編制有效的應(yīng)急預(yù)案。第二，實(shí)施前期模擬工作，可以為施工人員提供科學(xué)有效的依據(jù)，優(yōu)化和改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)方案，合理達(dá)到總體建設(shè)規(guī)定。除此之外，工程建筑施工過程中的輸送工作是重點(diǎn)，在制定中運(yùn)用BIM 技術(shù)能夠制定運(yùn)輸方式來方便施工。

（三）加強(qiáng)動(dòng)態(tài)管理

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)，動(dòng)態(tài)控制是保證工程進(jìn)度的重要組成部分，在具體工作應(yīng)運(yùn)用BIM 技術(shù)性來收集，整理施工工地的環(huán)境信息，并憑借模擬模型對(duì)其進(jìn)行綜合性規(guī)劃和分析，特別是在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)管理時(shí)，應(yīng)綜合管理多種類型的數(shù)據(jù)信息，依據(jù)變動(dòng)進(jìn)行升級(jí)，以達(dá)到動(dòng)態(tài)性設(shè)計(jì)方案的要求。工程建筑施工進(jìn)度方案設(shè)計(jì)方案應(yīng)確立專業(yè)技術(shù)人員的崗位職責(zé)，持續(xù)優(yōu)化和健全工程進(jìn)度方案的內(nèi)容，根據(jù)場(chǎng)景分析與觀察，及時(shí)處理施工工藝與計(jì)劃方案中存在的不足，使其切合實(shí)際狀況。此外，執(zhí)行信息的工程進(jìn)度，能夠避免施工期耽誤給公司帶來的損失。

三、BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的推廣策略

（一）政府應(yīng)增加財(cái)政支出，鼓勵(lì)企業(yè)運(yùn)用BIM 技術(shù)

由于BIM 技術(shù)建模投資成本較高，許多中小企業(yè)沒有能力開發(fā)和應(yīng)用BIM 技術(shù)，也沒有考慮將BIM 技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)。為激勵(lì)建筑行業(yè)各公司積極主動(dòng)地應(yīng)用和營(yíng)銷推廣BIM 技術(shù)，政府部門應(yīng)頒布一些政策，對(duì)運(yùn)用BIM 技術(shù)應(yīng)用的建筑施工企業(yè)給予一定的獎(jiǎng)賞，在政治上大力支持?？砷_設(shè)政府部門BIM 專項(xiàng)資金，對(duì)民企運(yùn)用BIM 技術(shù)性給予一定的獎(jiǎng)賞，以緩解公司使用BIM 技術(shù)應(yīng)用的壓力，推動(dòng)BIM 技術(shù)性在建筑行業(yè)獲得廣泛運(yùn)用和營(yíng)銷推廣。

（二）協(xié)同設(shè)計(jì)方面

近幾年來，隨著社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)建筑工程數(shù)量不斷增加，并且具有廣泛的普遍性和結(jié)構(gòu)多樣性，促使建筑設(shè)計(jì)難度加大，設(shè)計(jì)過程應(yīng)采用科學(xué)有效的方法，而運(yùn)用BIM 技術(shù)則根據(jù)協(xié)調(diào)工作的優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑物主體進(jìn)行合理仿真模擬，并將其置于技術(shù)性平臺(tái)上執(zhí)行更為合理有效的操作和活動(dòng)，進(jìn)一步提高信息材料的靈活性，使建筑物的每一個(gè)控制模塊都能巧妙地融合起來，促進(jìn)了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)更加合理，避免了設(shè)計(jì)失誤，提高了各部門之間的協(xié)調(diào)度，使之適應(yīng)于現(xiàn)代建筑的管道布置。

（三）建筑工程可視化

在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)工作時(shí)，與三維模型配合進(jìn)行視覺設(shè)計(jì)，能很好地突出建筑各結(jié)構(gòu)部分的特點(diǎn)，防止后期施工過程中出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。過去的建筑工程施工中常采用CAD 程序來建立二維模型，即利用不同形狀的幾何圖形，將模型內(nèi)的部分結(jié)構(gòu)形態(tài)直觀地表示出來，但不能保證這些平面關(guān)系能完全準(zhǔn)確地構(gòu)成立體建筑結(jié)構(gòu)，而且BIM 技術(shù)能夠構(gòu)建出三維立體模型圖，它能幫助施工隊(duì)伍清晰，詳細(xì)地把握建筑工程項(xiàng)目的整體特點(diǎn)，并給予輔助作用，隨后依據(jù)具體情況進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和整體規(guī)劃。因而，運(yùn)用BIM 技術(shù)性來完成工程的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)方案，主要是依據(jù)已有的結(jié)構(gòu)模型動(dòng)態(tài)性來演示建設(shè)效果，使設(shè)計(jì)可以逐步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而科學(xué)、合理地進(jìn)行工程項(xiàng)目施工。

（四）工程其他細(xì)部設(shè)計(jì)

在建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，BIM 技術(shù)不僅應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的造型設(shè)計(jì)，在其他細(xì)節(jié)上需要應(yīng)用到BIM 技術(shù)，如框架結(jié)構(gòu)與機(jī)器設(shè)備管道的穿插，及其架構(gòu)與電梯轎廂等設(shè)施的連接。在具體的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常需要精益求精解決，細(xì)節(jié)對(duì)建筑質(zhì)量擁有根本性的影響，因而設(shè)計(jì)師必須 提升BIM 技術(shù)應(yīng)用的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，熟練地了解和掌握新技術(shù)應(yīng)用步驟，使建筑工程的每一個(gè)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)都能靈活地運(yùn)用于各種技術(shù)，從而從整體上提高建筑設(shè)計(jì)水平。

四、結(jié)語

總而言之，BIM 技術(shù)在建筑業(yè)中包含了很多的建筑物信息，主要是根據(jù)輸入工程建筑信息內(nèi)容來進(jìn)行建模任務(wù)，推動(dòng)不同技術(shù)專業(yè)之間的消息和共享資源，完成契約化，提升勞動(dòng)生產(chǎn)率的目的，這也說明BIM 技術(shù)應(yīng)用的生產(chǎn)量很強(qiáng)。此外，為確保BIM 技術(shù)性在中國(guó)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中更全方位地運(yùn)用，應(yīng)采用一些有效的對(duì)策提升營(yíng)銷推廣，促進(jìn)BIM 技術(shù)性在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，推動(dòng)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展觀。