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

朱琳

（貴陽(yáng)建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 引言

在信息化時(shí)代來(lái)臨的今天，數(shù)字化、智能化是現(xiàn)今建筑業(yè)的主要發(fā)展方向。在此背景下，建筑行業(yè)開始重視應(yīng)用信息化手段開展建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)工作。建筑設(shè)計(jì)所涉及的范圍非常廣泛，不僅需要有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)施工，同時(shí)也需要建設(shè)單位設(shè)立一個(gè)完整的建筑信息化體系，因此，BIM 技術(shù)在建設(shè)過程中起到了很大的作用，使建筑行業(yè)的資源得到有效的利用。

1 BIM 在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 場(chǎng)地分析

將BIM 技術(shù)與地理信息系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，可基于場(chǎng)地及擬建建筑物空間數(shù)據(jù)來(lái)開展建模操作，就場(chǎng)地使用條件進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，明確場(chǎng)地特點(diǎn)，以便做出科學(xué)化，為新建項(xiàng)目的順利推進(jìn)提供支持，確保建筑布局、交通流線組織關(guān)系等決策的科學(xué)性與可行性。

1.2 可視化設(shè)計(jì)

BIM 技術(shù)能借助可視化軟件的優(yōu)勢(shì)和功能，做出符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的模型，使得建筑物的設(shè)計(jì)效果得到較好的體現(xiàn)，讓業(yè)主能預(yù)先感知建筑物的有無(wú)。因此，在建筑施工過程中使用可視化設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助決策具有十分重要的意義[1]。而在施工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，可視化設(shè)計(jì)作為一種數(shù)字化信息建模方法，為提高工程建設(shè)效率提供著有力保障，同時(shí)還可以推動(dòng)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展，所以，將可視化設(shè)計(jì)運(yùn)用到建筑工程施工當(dāng)中尤為重要。此外，借助可視化設(shè)計(jì)能夠多角度、全方位地觀測(cè)建筑物，可以最大限度地滿足業(yè)務(wù)需求并提升業(yè)主的滿意度。

1.3 協(xié)同設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)建筑的要求也越來(lái)越高。為了更好地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)建筑功能的多元化發(fā)展，需要加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)工作中的跨學(xué)科合作[2]。所以，利用BIM 技術(shù)建筑施工單位的不同部門與崗位職責(zé)人員能夠以更為全面的視角履行自身職責(zé)，并從自身專業(yè)角度對(duì)建筑的設(shè)計(jì)方案合理性進(jìn)行提升，從本質(zhì)上推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)水平的提升，確保建筑工程質(zhì)量滿足相關(guān)需求，并讓建筑企業(yè)因此切實(shí)提高其在建筑行業(yè)中的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1.4 方案論證

基于BIM 技術(shù)可對(duì)待設(shè)計(jì)空間實(shí)施評(píng)估，獲得互動(dòng)效應(yīng)，確保信息反饋的時(shí)效性。依托BIM 平臺(tái)可引導(dǎo)項(xiàng)目各方明確熱點(diǎn)，確保展示的直觀化，促進(jìn)意見共識(shí)達(dá)成，進(jìn)而做出決策。

1.5 輔助設(shè)計(jì)

利用BIM 技術(shù)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)輔助能夠在項(xiàng)目模型的任意位置或角度開展剖切操作，進(jìn)而得到平面圖紙、剖面圖紙及立面圖等基本元素。而后借助二維出圖插件，實(shí)現(xiàn)BIM 立體模型出圖。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員可直接通過自動(dòng)添加所需具體標(biāo)注配合索引做法，保證施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)需要被全面滿足。

2 BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

2.1 展示建筑三維信息與空間信息

將BIM 技術(shù)引入建筑設(shè)計(jì)中，BIM 技術(shù)能夠把平面設(shè)計(jì)圖變成三維設(shè)計(jì)圖，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其建模，讓設(shè)計(jì)人員、施工人員能夠直觀觀察到最終效果[3]。同時(shí)，也可以為設(shè)計(jì)人員提供更多的參考和幫助，使設(shè)計(jì)人員能更好地了解設(shè)計(jì)過程，從而制定出更加科學(xué)化、合理化以及可行性更強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案。目前，BIM 技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)之中，為各領(lǐng)域帶來(lái)極大便利。另外，BIM 技術(shù)將建筑三維信息和空間信息結(jié)合起來(lái)，使設(shè)計(jì)人員能更直觀地了解工程實(shí)際情況，當(dāng)計(jì)算機(jī)收到設(shè)計(jì)人員修改命令時(shí)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模處理，顯著提高設(shè)計(jì)效率并進(jìn)一步控制成本投入以獲得最大收益。

2.2 提升施工圖紙的可行性與可操作性

在前期建設(shè)中，設(shè)計(jì)人員和施工人員均需探討設(shè)計(jì)方案、圖紙內(nèi)容，其中涉及材料、設(shè)備的協(xié)調(diào)使用以及建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)規(guī)劃等工作，同時(shí)也要考慮到各種突發(fā)情況，并將這些因素納入施工方案和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中[4]。但是，隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，人們對(duì)于建筑施工安全也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。所以為了保障建筑工程能夠順利完成，就必須要提高對(duì)有關(guān)問題的關(guān)注，切實(shí)做好施工進(jìn)度的管理工作。在設(shè)計(jì)期限內(nèi)，設(shè)計(jì)人員必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所有設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)落實(shí)完畢，同時(shí)保證圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是可行的。在工程實(shí)踐中，由于施工環(huán)境惡劣、施工人員技術(shù)不達(dá)標(biāo)等問題，從而影響到工程的整體進(jìn)度和效果，也會(huì)給設(shè)計(jì)單位帶來(lái)了一定的損失，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，BIM 技術(shù)是必不可少的手段之一。在新時(shí)期下，BIM 技術(shù)逐漸被應(yīng)用到建筑施工領(lǐng)域當(dāng)中，并且取得了顯著成效，極大地提升了建筑工程質(zhì)量[5]。設(shè)計(jì)人員需結(jié)合實(shí)際建設(shè)需求，依據(jù)實(shí)際地理環(huán)境對(duì)工程進(jìn)行模塊分割。BIM 技術(shù)能夠結(jié)合實(shí)際需要打造不同的管理系統(tǒng)，對(duì)空間問題進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，對(duì)各模塊進(jìn)行有效銜接，規(guī)避失誤。另外，BIM 技術(shù)在工程施工中的運(yùn)用為決策人員的決策提供了可靠的基礎(chǔ)，使施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都能達(dá)到密切的協(xié)同和精細(xì)的管理。

2.3 清晰展現(xiàn)較為復(fù)雜的建筑形體

在沒有引進(jìn)BIM 技術(shù)前，建筑設(shè)計(jì)工作的復(fù)雜性將影響設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性[6]。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)建筑質(zhì)量、安全等方面的要求。然而，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，建筑領(lǐng)域中BIM 技術(shù)也得到了越來(lái)越多的運(yùn)用，在BIM 技術(shù)運(yùn)用中，無(wú)論結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，只需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，使用BIM 三維模型，都能夠清楚、直觀地看出設(shè)計(jì)成果[7]。BIM 主要目的是對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和校驗(yàn)，可以根據(jù)所獲得的信息構(gòu)造出一個(gè)立體的模型，使設(shè)計(jì)人員可以從各個(gè)角度展示設(shè)計(jì)結(jié)果，通過要修改參數(shù)，來(lái)彌補(bǔ)設(shè)計(jì)缺陷。

此外，在綠色建筑上的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在節(jié)能通風(fēng)、與周圍環(huán)境的結(jié)合等方面，能夠讓綠色建筑的節(jié)能綠色設(shè)計(jì)方案上的巧妙設(shè)計(jì)得到最大化的實(shí)現(xiàn)。

2.4 各專業(yè)實(shí)施協(xié)同設(shè)計(jì)過程

BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使各個(gè)環(huán)節(jié)的專家都能主動(dòng)參與到建筑的整體設(shè)計(jì)中，另外，各個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)人員都能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，使BIM 技術(shù)達(dá)到科學(xué)性、合理性和可操作性等方面設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。隨著時(shí)間的推移，作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)支柱的建筑行業(yè)，在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演了舉足輕重的角色。而建筑結(jié)構(gòu)是建筑的一個(gè)重要組成部分，其作用是不容忽視的，因此，設(shè)計(jì)人員要提升自己的職業(yè)素質(zhì)。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)建筑的各方面進(jìn)行全方位的規(guī)劃，如結(jié)構(gòu)、給排水、電力、暖通等，因?yàn)樯婕暗膶I(yè)太多，使得設(shè)計(jì)者的專業(yè)水平不夠，從而造成了設(shè)計(jì)水平過低的問題。所以在設(shè)計(jì)完成之后，所有的專家都要對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行審核，以發(fā)現(xiàn)其中的問題。如果方案中出現(xiàn)不合理之處，則需進(jìn)行重新修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)以滿足實(shí)際需求。在這個(gè)過程中BIM 技術(shù)起到了非常大的作用，它不僅可以縮短建筑建設(shè)工期，還能節(jié)約成本，促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展。BIM技術(shù)的引進(jìn)，使各個(gè)行業(yè)的專家都能一起進(jìn)行三維模型的觀察，當(dāng)專家發(fā)現(xiàn)問題后，可以通過修改參數(shù)來(lái)完善設(shè)計(jì)方案，大大減少了審查周期所要占用的時(shí)間，可提高整個(gè)工程的工作效率和工作質(zhì)量。

同時(shí)，在后期的項(xiàng)目管理上，還有不可替代的優(yōu)勢(shì)，如后期的項(xiàng)目管理上BIM 技術(shù)能夠?qū)κ┕ず贤?、支付憑證、施工變更等工程附件進(jìn)行統(tǒng)一管控，與此同時(shí)，在成本預(yù)算、招投標(biāo)、簽證管理、支付方面還可以從全過程角度開展造價(jià)管理工作。此外，BIM 數(shù)據(jù)模型能夠讓各項(xiàng)目的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整工作得到輔助開展，并從源頭對(duì)各個(gè)項(xiàng)目的現(xiàn)金流和資金狀況進(jìn)行追溯，保證項(xiàng)目管理工作的高水平落實(shí)。

3 BIM 技術(shù)推廣策略

3.1 加強(qiáng)宣傳力度

加大建設(shè)項(xiàng)目宣傳力度對(duì)于BIM 技術(shù)推廣具有很好的效果。目前，BIM 技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，并取得良好的效果。但就我國(guó)現(xiàn)狀而言，BIM 技術(shù)仍處于起步階段，主要原因是相關(guān)人員缺乏對(duì)BIM 技術(shù)的認(rèn)識(shí)。為了使BIM 技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目中得到廣泛運(yùn)用，BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)與特性被越來(lái)越多的建設(shè)項(xiàng)目認(rèn)識(shí)和普及。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，一定要充分滿足公眾的現(xiàn)實(shí)需求，運(yùn)用BIM 技術(shù)來(lái)為人民生活做出貢獻(xiàn)，做到全面普及BIM 技術(shù)。

3.2 推廣BIM 技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)

優(yōu)化環(huán)境在BIM 技術(shù)推廣過程中同樣具有十分重要的意義，將BIM 技術(shù)運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)中，需要BIM工程師參與到產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建中來(lái)。目前，BIM 技術(shù)已經(jīng)逐漸成為建筑行業(yè)信息化管理的主要方式之一。在BIM技術(shù)普及方面，積極主動(dòng)地更新硬件基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的設(shè)備，建立應(yīng)用技術(shù)的硬件設(shè)施，避免在硬件技術(shù)上出現(xiàn)問題。BIM 技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用，既可以提高工程建設(shè)的效率，也可以使工程資源得到有效地使用和配置，保證建筑工程建設(shè)的科學(xué)性以及合理性，促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展進(jìn)程不斷加快。

3.3 建筑項(xiàng)目可視化設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，與三維模型相協(xié)調(diào)，通過對(duì)建筑中不同的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行有效的強(qiáng)調(diào)和視覺化的設(shè)計(jì)，避免后期施工過程中出現(xiàn)的各類標(biāo)準(zhǔn)化問題。在過去的研究工作中，人們已經(jīng)開發(fā)了許多基于二維模型的CAD 程序，對(duì)復(fù)雜的幾何形狀與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行了描述。但是這種方法需要將復(fù)雜的平面關(guān)系轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的三維結(jié)構(gòu)，往往需要花費(fèi)至少10 萬(wàn)h 才能完成。相比較而言，BIM 技術(shù)能夠建立三維模型，有利于設(shè)計(jì)與施工人員對(duì)建設(shè)項(xiàng)目整體特征有明確而全面的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而對(duì)工程進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)與布置。因此，必須引入新的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)三維和二維之間的轉(zhuǎn)換功能。近年來(lái)，BIM 技術(shù)逐漸被提出并得到廣泛關(guān)注與研究，在國(guó)內(nèi)，BIM 技術(shù)運(yùn)用到建設(shè)項(xiàng)目可視化設(shè)計(jì)中，其實(shí)質(zhì)就是依據(jù)已有結(jié)構(gòu)模型動(dòng)態(tài)展示實(shí)際施工效果，方便設(shè)計(jì)并逐漸優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，保證工程建設(shè)的科學(xué)性和合理性。

3.4 項(xiàng)目其他細(xì)節(jié)部位設(shè)計(jì)

就建筑設(shè)計(jì)而言，除用于鋼結(jié)構(gòu)建模之外，還要用于其他結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)方面，例如工程框架結(jié)構(gòu)及設(shè)備管道連接、框架結(jié)構(gòu)及電梯適用性等。這些設(shè)計(jì)都會(huì)影響到整個(gè)建筑工程的安全性及穩(wěn)定性，因此要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，確保建筑物整體性能滿足要求，滿足人們對(duì)居住環(huán)境的要求。

（1）BIM 技術(shù)雖有諸多優(yōu)勢(shì)與作用，卻因?qū)嶋H使用范圍受限而未能發(fā)揮真實(shí)價(jià)值。另外，要建立一套完善的項(xiàng)目管理體系，以保證項(xiàng)目各參與方利益最大化。BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠迅速找出圖紙上的問題所在，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，充分把握施工全過程，迅速找出施工之前的質(zhì)量問題，提高整體工作效率，保障施工安全。

（2）需要進(jìn)行試點(diǎn)，通過實(shí)際操作，總結(jié)出BIM 技術(shù)在施工企業(yè)中的應(yīng)用范疇。但是在研究過程中發(fā)現(xiàn)我國(guó)目前還存在一些問題和不足，如缺乏專業(yè)人員以及相關(guān)法律制度不完善等，所以需要加大政策支持力度，使BIM 技術(shù)在建筑業(yè)發(fā)展過程中可起到積極的設(shè)計(jì)效率提升作用。此外，BIM 技術(shù)的普及會(huì)受決策者影響，所以決策者一定要充分認(rèn)識(shí)BIM 技術(shù)和優(yōu)點(diǎn)，從而通過對(duì)BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用來(lái)進(jìn)行正確決策。

（3）從實(shí)際應(yīng)用過程來(lái)看，由于預(yù)算員是BIM 技術(shù)開發(fā)過程中的主要責(zé)任人，所以可以更好地發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。但是，當(dāng)前我國(guó)施工企業(yè)對(duì)BIM 技術(shù)的了解還不夠深入，因此會(huì)出現(xiàn)許多問題，這些問題都阻礙了BIM 技術(shù)的推廣與發(fā)展。BIM 建模技術(shù)需要和云計(jì)算技術(shù)緊密結(jié)合，以增強(qiáng)BIM 技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用效果。建筑行業(yè)為使BIM 技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中得到更好地運(yùn)用，需要工程師們?cè)陔娔X上進(jìn)行BIM 模型的示范，然后在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑信息模型是將整個(gè)項(xiàng)目的所有信息綜合起來(lái)，利用BIM 技術(shù)可以把整個(gè)建筑的所有信息都顯示在一個(gè)模型中，構(gòu)建出集成模型。在具體的運(yùn)用過程當(dāng)中，BIM 技術(shù)在提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，在項(xiàng)目建設(shè)中，如何有效地利用資源是十分重要的。BIM 技術(shù)是當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，在此基礎(chǔ)上，不僅要重視設(shè)計(jì)圖紙的精確度，還要充分運(yùn)用BIM 技術(shù)。BIM 技術(shù)平臺(tái)的建立能使施工企業(yè)在施工過程中及時(shí)掌握信息，為施工企業(yè)提供科學(xué)的決策依據(jù)。