建筑方案設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM的研究

高輕寒

摘要：以往建筑工程建設(shè)容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題，而致使施工質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因之一便是建筑方案設(shè)計(jì)不合理。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑方案設(shè)計(jì)之中，能夠?qū)鹘y(tǒng)建筑設(shè)計(jì)予以優(yōu)化，通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)及信息互用性技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建建筑模型，模擬不同情況，客觀分析建筑物是否存在缺陷，優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑物，提高建筑方案的可行性?；诖?，本文將結(jié)合案例，著重分析和研究建筑方案設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑方案;方案設(shè)計(jì);BIM技術(shù)

一、BIM技術(shù)在建筑方案設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)為現(xiàn)代化的建筑信息模型，通過(guò)仿真模擬建筑物，集成建筑工程項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)，以便相關(guān)工作人員能夠客觀分析建筑工程項(xiàng)目建設(shè)是否存在缺陷或者不足，從而優(yōu)化調(diào)整工程水方案，為規(guī)范化、合理化、有效化地展開工程建設(shè)與管理創(chuàng)造條件。

總結(jié)性分析以往BIM技術(shù)在建筑工程建設(shè)應(yīng)用實(shí)際情況，了解到建筑設(shè)計(jì)之中該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用具有以下特點(diǎn)：

（1）可視性。基于傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑方案設(shè)計(jì)之中，則是構(gòu)建三維空間思維，將平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為立體設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)相對(duì)真實(shí)的建筑實(shí)物，如此設(shè)計(jì)人員能夠更加直觀地分析各個(gè)部分設(shè)計(jì)實(shí)際情況，判斷設(shè)計(jì)工作是否存在缺陷或者不足，進(jìn)而有針對(duì)性地調(diào)整建筑方案，提高建筑方案的應(yīng)用價(jià)值，為后續(xù)更加科學(xué)化地建設(shè)和管理建筑工程奠定基礎(chǔ)。

（2）協(xié)調(diào)性。建筑方案設(shè)計(jì)所涉及的方面較多，相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作涵蓋的專業(yè)知識(shí)較多，需要設(shè)計(jì)人員能夠與技術(shù)人員、施工人員、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及相關(guān)專家進(jìn)行深入地溝通交流，解決不同專業(yè)的問(wèn)題，以便提高建筑方案設(shè)計(jì)的可行性。為了能夠做到這一點(diǎn)，BIM技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為必要。該項(xiàng)技術(shù)具有協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，可以顯示建筑物各個(gè)方面的信息，并且促進(jìn)不同專業(yè)信息的協(xié)調(diào)，以便設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際情況、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求等高度協(xié)調(diào)不同專業(yè)信息，優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑方案。

（3）模擬性。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)講，BIM技術(shù)應(yīng)用的重要優(yōu)勢(shì)之一是模擬性。建筑方案設(shè)計(jì)過(guò)程中需要結(jié)合周邊環(huán)境、交通狀況、人們居住需求等方面的實(shí)際情況，合理地規(guī)劃建筑工程，明確建筑工程相關(guān)參數(shù)，以便提高設(shè)計(jì)方案的可行性。但事實(shí)上，建筑工程方案設(shè)計(jì)過(guò)程中常常出現(xiàn)某方面指標(biāo)設(shè)置不準(zhǔn)確的情況，導(dǎo)致建筑方案需要反復(fù)推敲，優(yōu)化調(diào)整。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，則可以直接呈現(xiàn)立體化的建筑物，在此基礎(chǔ)上模擬不同條件下建筑物使用情況，比如模型行人流動(dòng)情況下分析建筑空間設(shè)計(jì)是否合理;模擬火災(zāi)發(fā)生情況下建筑消防系統(tǒng)使用是否有效等等。如此可以清晰明了地知曉建筑工程設(shè)計(jì)不足之處，依據(jù)模擬結(jié)果來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高建筑方案的應(yīng)用價(jià)值。

（4）優(yōu)化性。建筑方案設(shè)計(jì)并不是非常容易，因建筑工程建設(shè)需要滿足的外部條件和內(nèi)部條件較多，這就意味著建筑結(jié)構(gòu)、建筑功能等方面的設(shè)計(jì)可能存在問(wèn)題，難以滿足外部條件和內(nèi)部條件，需要設(shè)計(jì)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、優(yōu)化解決問(wèn)題。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑方案設(shè)計(jì)之中，則可以實(shí)現(xiàn)建筑物各個(gè)方面信息共享，一方面能夠提供各專業(yè)信息，促使設(shè)計(jì)人員有效利用信息來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量避免不同專業(yè)對(duì)接存在問(wèn)題的情況;另一方面能夠?qū)υO(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的三維立體建筑物予以自檢，顯示存在的設(shè)計(jì)問(wèn)題，以便設(shè)計(jì)人員能夠第一時(shí)間作出修改，根據(jù)修改結(jié)果來(lái)調(diào)整建筑物模型，如此即可保證建筑方案的可行性，還能夠節(jié)約建筑修改時(shí)間，減輕設(shè)計(jì)人員的工作量。

二、建筑方案設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

（一）建筑方案設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

1、概念設(shè)計(jì)階段

對(duì)以往建筑工程項(xiàng)目落實(shí)實(shí)際情況予以分析，建筑工程施工過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題，而問(wèn)題產(chǎn)生的原因之一便是建筑方案存在缺陷。這就意味著建筑方案設(shè)計(jì)科學(xué)與否直接關(guān)系到后續(xù)工程施工能否高質(zhì)量地展開。需要建設(shè)單位能夠高度重視=這一情況，要求設(shè)計(jì)人員能夠樹立正確的設(shè)計(jì)理念，了解工程項(xiàng)目實(shí)際情況、設(shè)計(jì)要求及施工現(xiàn)場(chǎng)考察等，優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑工程，提高建筑方案的可行性。為了能夠真正做到這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑方案設(shè)計(jì)之中。首先在概念設(shè)計(jì)階段，需要設(shè)計(jì)人員能夠盡可能全面地收集建筑工程項(xiàng)目相關(guān)資料，并對(duì)資料予以整理;需要深入到施工現(xiàn)場(chǎng)，做好基本的勘察工作，比如了解周邊環(huán)境、施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)條件、地下管線構(gòu)成情況、周邊交通條件等等。之后利用BIM 技術(shù)來(lái)整合以上信息，按照設(shè)計(jì)要求來(lái)處理建筑物相關(guān)數(shù)據(jù)，之后三維構(gòu)圖，獲得最優(yōu)的概念方案。

2、初步設(shè)計(jì)階段

初步設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)是建筑物功能布局及詳細(xì)設(shè)計(jì)。概念方案的提出，僅僅是建筑方案設(shè)計(jì)的第一步，在此基礎(chǔ)上還需要具體設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)、建筑功能、建筑外部景觀等等。為此，需要設(shè)計(jì)人員運(yùn)用BIM技術(shù)的3D模擬功能，逐一模擬不同條件下建筑物的使用情況，進(jìn)而具體設(shè)計(jì)建筑物總體結(jié)構(gòu)和空間組織;從滿足居住者居住需求的角度出發(fā)來(lái)具體設(shè)計(jì)建筑功能，包括空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等等。之后模擬分析不同場(chǎng)景下建筑功能用是否合理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，優(yōu)化調(diào)整以上各個(gè)系統(tǒng)的布局，提高建筑功能的應(yīng)用效果。

3、深化設(shè)計(jì)階段

建筑工程設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜、繁瑣的，需要設(shè)計(jì)人員考慮的內(nèi)容較多，大到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，小到基礎(chǔ)配件應(yīng)用設(shè)計(jì)。所以，在完成初步設(shè)計(jì)之后，需要展開建筑方案的深化設(shè)計(jì)，具體進(jìn)行每個(gè)部分的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，為后續(xù)建筑工程施工順利地、科學(xué)地、合理地展開創(chuàng)造條件。為此，設(shè)計(jì)人員需要從建筑工程施工的角度來(lái)考慮，結(jié)合BIM模型來(lái)具體繪制施工圖。又因?yàn)槭┕D紙繪制是比較復(fù)雜的，需要充分考慮施工技術(shù)的應(yīng)用、施工標(biāo)準(zhǔn)要求、施工工藝選用、交叉施工等等，所以施工圖紙繪制容易出現(xiàn)差錯(cuò)。為了避免此種情況發(fā)生，設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)來(lái)輔助施工繪圖，也就是利用Revit軟件的詳圖試圖功能，將建筑方案與施工繪圖進(jìn)行雙向關(guān)聯(lián)，以便設(shè)計(jì)人員能夠掌握建筑工程各方面數(shù)據(jù)，按照施工要求及建筑工程基本情況，展開建筑施工圖紙各個(gè)部分的設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)不同專業(yè)、不同施工工藝等，為后續(xù)有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行建筑工程施工奠定基礎(chǔ)。

4、模型分析階段

完成建筑方案設(shè)計(jì)，并不意味著該方案可以直接應(yīng)用于建筑工程建設(shè)之中。因?yàn)榻ㄖ桨缚赡艽嬖谂c實(shí)際情況不相符的問(wèn)題，而設(shè)計(jì)缺陷又會(huì)導(dǎo)致后續(xù)工程施工不合理，誘發(fā)施工質(zhì)量問(wèn)題。所以，建筑方案審核是一項(xiàng)非常重要的工作。在組織相關(guān)專家、工程負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員及施工人員等進(jìn)行綜合評(píng)估和審核建筑方案之前，設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)來(lái)模擬分析建筑方案，進(jìn)一步優(yōu)化建筑方案。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠基于建筑方案來(lái)創(chuàng)建虛擬建筑模型，對(duì)建筑相關(guān)信息予以整理，開展智能化的分析，判斷建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理、建筑基本參數(shù)設(shè)置是否合理、建筑使用是否科學(xué)，從而提出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑方案存在的問(wèn)題，有針對(duì)性的修改，獲得與工程信息相一致的建筑方案，為后續(xù)可以有效應(yīng)用建筑方案展開工程設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件。

（二）案例分析

1、建筑工程概述

位于某市的美術(shù)館建設(shè)項(xiàng)目被視為城市標(biāo)志性建筑物，要求建筑物具有較強(qiáng)的藝術(shù)感、具有較強(qiáng)的功能性及實(shí)用性。建筑工程項(xiàng)目的用地面積約8000m2，總建筑面積約2000m3，建筑高度25m，地上6層，地下1層。

2、建筑工程分析

從城市建設(shè)的角度來(lái)講，該建筑工程項(xiàng)目為公共文化場(chǎng)館，佇立在高樓之間，需要與高樓相融合，需要與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，同時(shí)具有一定的藝術(shù)感、文化感。為此，建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要解決的難題是大跨度的建筑空間的呈現(xiàn)、多樣化的建筑功能的呈現(xiàn);藝術(shù)感和文化感要求建筑結(jié)構(gòu)不能中規(guī)中矩，比如設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)樓梯、曲線的建筑外形等等;建筑物占地面積不大，周圍環(huán)境比較復(fù)雜，人員流動(dòng)頻繁，使得建筑施工場(chǎng)地有限，且要注意避免破壞地下管線、避免影響周邊正常交通運(yùn)行等，所以建筑工程施工難度較大。

3、基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)

基于以上對(duì)BIM技術(shù)在建筑方案設(shè)計(jì)中應(yīng)用分析，該文化館方案設(shè)計(jì)的具體流程如下，即：

（1）前期策劃

考慮到建筑方案設(shè)計(jì)難度較大，設(shè)計(jì)要求較多的情況，需要BIM技術(shù)的支持。為了保證建筑方案設(shè)計(jì)順利展開，首先是成立BIM設(shè)計(jì)小組，確定項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，并由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制定崗位工作責(zé)任制，將工作責(zé)任落實(shí)到每個(gè)設(shè)計(jì)人員的頭上，以便他們認(rèn)真履職。在此基礎(chǔ)上組織小組成員共同制定BIM設(shè)計(jì)目標(biāo)，即搭建BIM平臺(tái)，負(fù)責(zé)建筑物相關(guān)信息的傳遞與處理;基于BIM技術(shù)展開建筑物設(shè)計(jì)，綜合性分析設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化建筑物設(shè)計(jì)。組織小組成員共同構(gòu)建BIM應(yīng)用軟件，比如算量軟件、建模軟件、綠色建筑分析軟件、可視軟件等等。

（2）技術(shù)評(píng)審

本次建筑工程設(shè)計(jì)涉及到的專業(yè)較多，包括建筑專業(yè)、機(jī)電專業(yè)、電力專業(yè)等等，為了保證建筑方案設(shè)計(jì)滿足各個(gè)專業(yè)要求，提高整個(gè)建筑方案的應(yīng)用價(jià)值，需要明確不同的專業(yè)技術(shù)評(píng)審，以便在后續(xù)設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行針對(duì)性技術(shù)評(píng)審，及時(shí)發(fā)現(xiàn)專業(yè)問(wèn)題，并予以處理，避免設(shè)計(jì)方案遺留問(wèn)題。具體來(lái)講，建筑方案技術(shù)評(píng)審包括總平面設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求、建筑單體設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范;建筑施工圖設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)審，包括建筑專業(yè)評(píng)審、結(jié)構(gòu)專業(yè)評(píng)審、機(jī)電專業(yè)評(píng)審。比如建筑專業(yè)評(píng)審，主要是對(duì)建筑材料、消防系統(tǒng)、墻體構(gòu)造等方面設(shè)計(jì)予以評(píng)審;結(jié)構(gòu)專業(yè)評(píng)審則是對(duì)基礎(chǔ)選型、地下室結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)布置平面圖、結(jié)構(gòu)抗震性等方面設(shè)計(jì)予以評(píng)審;機(jī)電專業(yè)評(píng)審則是對(duì)機(jī)電統(tǒng)一技術(shù)、管線綜合設(shè)計(jì)、室外管線設(shè)計(jì)、平面立管、通風(fēng)空調(diào)房排線設(shè)計(jì)等方面予以評(píng)審。

（3）方案設(shè)計(jì)

利用BIM技術(shù)來(lái)整合處理建筑工程相關(guān)信息，模擬真實(shí)的環(huán)境來(lái)客觀地分析不同條件下建筑設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。具體包括模擬不同日照條件對(duì)建筑物的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)，也就是利用BIM模型進(jìn)行日照分析，收集并整理當(dāng)?shù)貧夂蛳嚓P(guān)信息數(shù)據(jù)，大致設(shè)置不同季節(jié)日照，分析建筑物朝向，設(shè)計(jì)最佳朝向的建筑物;模擬不同風(fēng)向環(huán)境對(duì)建筑物的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)，也就是利用BIM模型進(jìn)行風(fēng)環(huán)境分析，比如不同風(fēng)向、不同風(fēng)力對(duì)建筑物的影響，進(jìn)而設(shè)計(jì)建筑物的結(jié)構(gòu)、建筑中庭位置等;模擬不同場(chǎng)地聲音對(duì)建筑物的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)，也就是對(duì)建筑物所在地周圍環(huán)境進(jìn)行全面分析，了解噪音產(chǎn)生來(lái)源及噪音傳播情況，進(jìn)而客觀分析建筑物可能遭受的噪音影響，以此為依據(jù)來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑物，降低建筑室內(nèi)遭受噪音影響程度。

結(jié)束語(yǔ)：

城市現(xiàn)代化發(fā)展的背景下建筑工程建設(shè)不僅要滿足人們的使用需求，還要具有美化城市、改善環(huán)境等作用，所以建筑工程建設(shè)必須要?jiǎng)?chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及生態(tài)效益。為此，建筑工程設(shè)計(jì)難度較大。此種情況下應(yīng)注重加強(qiáng)BIM技術(shù)的應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)具有多種功能，能夠根據(jù)建筑工程項(xiàng)目實(shí)際情況、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求等，整合建筑工程相關(guān)信息，擬建建筑模型，基于日照、風(fēng)向、周圍環(huán)境等不同條件來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑物，提高建筑方案的可行性，同時(shí)減輕設(shè)計(jì)人員工作量，提高工作質(zhì)量和工作效率。所以，將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑方案設(shè)計(jì)之中是非常有意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1]高德昊. BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究——評(píng)《建筑工程BIM概論》[J]. 工業(yè)建筑， 2020， v.50;No.572（09）：190-190.

[2]張東亮. BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及推廣策略研究[J]. 城鎮(zhèn)建設(shè)， 2020， 000（001）：234-234.

[3]席新元. BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)[J]. ?2021（2020-20）：147-148.

[4]席新元. BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)[J]. 設(shè)備管理與維修， 2020， No.482（20）：153-154.