BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李馨

（廈門(mén)土注文化傳播有限公司，福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

BIM 技術(shù)作為新型的技術(shù)，能夠幫助施工者、設(shè)計(jì)者及管理者提升建筑建造實(shí)效， 特別在設(shè)計(jì)前期階段，可以優(yōu)化作業(yè)模式，提升作業(yè)質(zhì)量，為我國(guó)建筑事業(yè)的健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 BIM 技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)

建筑信息模型（簡(jiǎn)稱BIM）是以建筑工程的信息數(shù)據(jù)為模型建構(gòu)前提， 進(jìn)行模型構(gòu)建及仿真模擬的工具，涵蓋了建筑組件、地理信息系統(tǒng)、空間關(guān)系、幾何學(xué)等內(nèi)容，能夠被用來(lái)展示建筑“興建”“營(yíng)運(yùn)”的全過(guò)程，幫助人們更好地了解建筑材料基本信息及建筑施工中可能出現(xiàn)的狀況。 BIM 不僅是一項(xiàng)重要的技術(shù)變革， 同時(shí)也是引發(fā)建筑工作流程與工作模式變革的重要因素， 建筑設(shè)計(jì)者能夠通過(guò)BIM 技術(shù)有效地搭建建筑模型， 分析并表達(dá)建筑，使建筑建造中所有的信息可以完整地、充分地呈現(xiàn)出來(lái)。 其所擁有的技術(shù)特點(diǎn)主要包括可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等內(nèi)容。

1.1 可視化

可視化主要指建筑設(shè)計(jì)者可以將構(gòu)思好的設(shè)計(jì)方案通過(guò)二維輔助軟件轉(zhuǎn)化為平立剖面圖，隨后經(jīng)過(guò)推敲和分析，將其轉(zhuǎn)化為3D 模型。 在3D 模型的支持下，建筑行業(yè)能夠打破傳統(tǒng)二維模型所存在的局限性，節(jié)約大量的時(shí)間成本、溝通成本，降低表達(dá)難度，使建筑設(shè)計(jì)概念或方案，能夠完整地、全面地、充分地呈現(xiàn)出來(lái)。

1.2 協(xié)調(diào)性

傳統(tǒng)建筑作業(yè)模式中所常見(jiàn)的問(wèn)題是專業(yè)圖紙的沖突與碰撞問(wèn)題， 如結(jié)構(gòu)梁與管線布置碰撞，以及水暖電等專業(yè)間的矛盾和沖突等， 而在BIM技術(shù)的支持下，各專業(yè)或階段的信息能夠充分地整合起來(lái)、融合起來(lái)，使信息在交流與流通的過(guò)程中，減少建筑圖紙中所存在的各類沖突。

1.3 模擬性

BIM 模型能夠切實(shí)模擬建筑項(xiàng)目的基本情況，能夠通過(guò)各類模擬或?qū)嶒?yàn)的方式，提升設(shè)計(jì)方案的實(shí)用價(jià)值。如熱能模擬、節(jié)能模擬及日照模擬等。特別在4D 模擬中，加入了進(jìn)度管理，建筑設(shè)計(jì)者可以規(guī)劃出科學(xué)的施工方案， 提升施工過(guò)程的合理性、操作性及有效性。

2 BIM 在建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用挑戰(zhàn)

2.1 缺乏本土化的BIM 標(biāo)準(zhǔn)

傳統(tǒng)的二維作業(yè)模式在幾十年的發(fā)展與應(yīng)用中， 逐漸形成了統(tǒng)一而完整的應(yīng)用體系和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 使建筑行業(yè)能夠切實(shí)提升建筑“設(shè)計(jì)”“施工”“運(yùn)營(yíng)”的效率。 由于BIM 屬于舶來(lái)品，國(guó)內(nèi)尚未形成相對(duì)成熟的BIM 應(yīng)用體系，BIM 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中難以發(fā)揮出真正的優(yōu)勢(shì)和作用。所以我國(guó)急需一套“行之有效”“系統(tǒng)合理”的本土化BIM 標(biāo)準(zhǔn)，使BIM 能夠充分、有效、完整地貫穿于我國(guó)建筑項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)及過(guò)程中。

2.2 革新工具的普及難度大

BIM 對(duì)建筑產(chǎn)業(yè)的模式優(yōu)化與改進(jìn)，擁有舉足輕重的重要功能，能夠使建筑作業(yè)的內(nèi)容與工具發(fā)生巨大的變化。 如將工具從二維的CAD 轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的BIM；將內(nèi)容從分離的、抽象的、靜止的二維圖紙表達(dá)，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S的、動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的模型表達(dá)。建筑設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的作業(yè)模式及硬件軟件設(shè)施都需要進(jìn)行徹底的轉(zhuǎn)變。 因此BIM 技術(shù)的推廣與應(yīng)用需要較為漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。

2.3 缺乏本土化的BIM 軟件

BIM 屬于典型的舶來(lái)品， 目前主流的Revit、Bentley 等軟件是由美國(guó)公司研發(fā)。 雖然近些年，施工企業(yè)對(duì)BIM 的認(rèn)識(shí)不斷提高， 并且在相關(guān)建筑項(xiàng)目上獲得顯著的成就，然而國(guó)內(nèi)中小建筑企業(yè)卻普遍缺乏應(yīng)用BIM 技術(shù)的理念和意識(shí)。 而在技術(shù)發(fā)展、 應(yīng)用及推廣的層面，BIM 技術(shù)的本土化程度相對(duì)緩慢， 符合我國(guó)基本國(guó)情或建筑行業(yè)特點(diǎn)的BIM 軟件相對(duì)缺失， 只能援用西方的BIM 軟件來(lái)過(guò)渡。然而西方軟件所存在的水土不服問(wèn)題卻日漸顯現(xiàn)和突出，如功能、語(yǔ)言及方法，難以契合我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)實(shí)際。

3 BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

3.1 制定科學(xué)的BIM 標(biāo)準(zhǔn)

在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)及階段，BIM 工作會(huì)伴隨建筑項(xiàng)目的啟動(dòng)而開(kāi)展。需要建筑企業(yè)在前期制定較為完善的BIM 標(biāo)準(zhǔn)。 雖然我國(guó)還沒(méi)有形成統(tǒng)一的、覆蓋面廣的BIM 標(biāo)準(zhǔn)體系，然而在實(shí)踐應(yīng)用階段，建筑企業(yè)可以結(jié)合項(xiàng)目目標(biāo)， 制定出便于項(xiàng)目實(shí)施的、提升軟件利用效率的企業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

首先是模型規(guī)劃。 通常來(lái)講，在構(gòu)建BIM 模型的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者需要分步驟、分階段的進(jìn)行深化；需要結(jié)合BIM 模型所擁有的用途和功能， 對(duì)其進(jìn)行分類建造。 其次規(guī)定訪問(wèn)與修改權(quán)限。BIM 技術(shù)能夠?yàn)榻ㄖ?xiàng)目的不同參與方提供有效地“交流、協(xié)同”平臺(tái)，在該平臺(tái)中，各參與方可以進(jìn)行暢通無(wú)阻地交流。 然而在實(shí)際的實(shí)施中，出于對(duì)各方利益的維護(hù)或保護(hù)，很多信息數(shù)據(jù)都不能進(jìn)行隨意的修改，因此我們需要在數(shù)據(jù)信息訪問(wèn)和修改上進(jìn)行權(quán)限設(shè)定。最后是文件夾通知、對(duì)文件夾操作，需要確保選定的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、 個(gè)人或群組能夠接收到通知，通知訊息應(yīng)包含相關(guān)的人員身份數(shù)據(jù)，并在列表中枚列出不同文件夾所通知的群組和個(gè)人。

3.2 明確BIM 技術(shù)的應(yīng)用點(diǎn)

首先是建筑設(shè)計(jì)前期的應(yīng)用點(diǎn)。我國(guó)建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)在應(yīng)用BIM 技術(shù)的過(guò)程中確定技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)， 通過(guò)綜合分析建筑設(shè)計(jì)中所涉及的地貌特色、場(chǎng)地地形、生態(tài)環(huán)境、人工要素等方面的因素，使建筑設(shè)計(jì)更加科學(xué)、規(guī)范、有效。 其次在初步設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者應(yīng)圍繞“深化施工方案”的角度出發(fā)，明確BIM 技術(shù)的應(yīng)用方向， 開(kāi)展相應(yīng)的性能模擬工作。 最后是施工圖設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用點(diǎn)。 施工圖設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容包括建筑信息模型建設(shè)、設(shè)計(jì)理念呈現(xiàn)等內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)者結(jié)合設(shè)備、結(jié)構(gòu)、建筑等專業(yè)人員，深化設(shè)計(jì)，校隊(duì)數(shù)據(jù)，排查沖突和矛盾，從而有效地降低各類返工問(wèn)題的發(fā)生。

3.3 制定BIM 技術(shù)的流程

（1）模型構(gòu)建。 模型構(gòu)建在BIM 技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中擁有舉足輕重的重要功能和作用，主要作業(yè)內(nèi)容包括接收專業(yè)圖紙、更新、構(gòu)建基本模型，但不限于機(jī)電、結(jié)構(gòu)、建筑、室內(nèi)裝修、幕墻、景觀等專業(yè)施工模型。

（2）信息復(fù)核。在建筑設(shè)計(jì)方案得到確認(rèn)后，設(shè)計(jì)者需要結(jié)合各參與方所提出的要求，繪制出施工圖紙。但由于設(shè)計(jì)工作在協(xié)調(diào)上或人員經(jīng)驗(yàn)上存在著諸多的不確定因素，導(dǎo)致施工圖紙出現(xiàn)各類問(wèn)題和紕漏， 所以我們需要借助BIM 技術(shù)對(duì)圖紙中所存在的錯(cuò)誤進(jìn)行梳理、排查及總結(jié)，修改“錯(cuò)圖”、補(bǔ)充“缺圖”，使施工圖紙所存在的問(wèn)題獲得及時(shí)、有效、全面地解決，從而確保信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性。

（3）碰撞檢測(cè)。碰撞檢測(cè)是建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)用BIM技術(shù)的關(guān)鍵和重點(diǎn)，不僅在建筑設(shè)計(jì)階段，而且在施工階段，都擁有難以替代的價(jià)值，在碰撞檢測(cè)階段，建筑設(shè)計(jì)師可以將BIM 軟件所擁有的優(yōu)勢(shì)淋漓盡致的呈現(xiàn)出來(lái)。 一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)者可以通過(guò)構(gòu)建三維模型的方式，發(fā)現(xiàn)圖紙中所存在的錯(cuò)漏碰缺及專業(yè)間的沖突，使所繪制的三維模型更加精確無(wú)誤。 在碰撞檢測(cè)后，建筑設(shè)計(jì)者還需要將碰撞結(jié)果（即碰撞檢測(cè)后所得出的數(shù)據(jù)），編制成“碰撞檢測(cè)報(bào)告”，使其涵蓋專業(yè)、位置、圖紙編號(hào)及模型截圖等方面的信息，設(shè)計(jì)單位再參照《檢測(cè)報(bào)告》，進(jìn)行最終的圖紙修改工作。

（4）凈高分析、設(shè)計(jì)復(fù)核。根據(jù)建筑空間的凈高要求，對(duì)圖紙進(jìn)行檢測(cè)復(fù)核，并通過(guò)檢測(cè)，調(diào)整施工圖中不滿足相關(guān)要求的部分， 整理出凈高分析報(bào)告。 設(shè)計(jì)復(fù)核即在構(gòu)建BIM 模型后明確建筑設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤與不合理性，通過(guò)綜合考量建模、碰撞及協(xié)調(diào)等問(wèn)題，提出相應(yīng)的優(yōu)化方案。 此外，在BIM 應(yīng)用的過(guò)程中，施工企業(yè)應(yīng)將BIM 軟件進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，使其所涉及的信息數(shù)據(jù)（不包括保密數(shù)據(jù)）呈現(xiàn)給軟件開(kāi)發(fā)商或研究院所， 讓其根據(jù)BIM 技術(shù)的應(yīng)用狀況及需求，更好地設(shè)計(jì)出相應(yīng)的、本土化的、符合我國(guó)國(guó)情的BIM 軟件。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，BIM 技術(shù)雖然可以在建筑項(xiàng)目全周期中得到充分而廣泛的應(yīng)用，可以切實(shí)彌補(bǔ)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中所存在的問(wèn)題，使建筑設(shè)計(jì)者能夠充分地考慮到建筑項(xiàng)目的內(nèi)外環(huán)境、使用功能、外觀效果、施工可行性及經(jīng)濟(jì)成本等方面的因素，讓建筑后期的施工過(guò)程更流暢。 因此在具體的應(yīng)用中，我們應(yīng)通過(guò)制定BIM 標(biāo)準(zhǔn)、 明確應(yīng)用點(diǎn)及制定應(yīng)用流程的方式，提升BIM 應(yīng)用與推廣質(zhì)量，為我國(guó)建筑事業(yè)的健康發(fā)展，提供必要的支持。