BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用

文/劉百韜 中國市政工程華北設(shè)計研究院有限公司 天津 300074

BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用

文/劉百韜 中國市政工程華北設(shè)計研究院有限公司 天津 300074

BIM技術(shù)的出現(xiàn)及在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用滿足了建筑行業(yè)越來越高的現(xiàn)實需求，為建筑行業(yè)的發(fā)展注入了新的動力。本文對建筑信息模型（BIM）技術(shù)的概念及其在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計應(yīng)用中的工作原理進(jìn)行了分析，并對BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用內(nèi)容及應(yīng)用的重要性進(jìn)行了分析說明。

BIM計算機(jī)建筑設(shè)計

前言

目前，建設(shè)設(shè)計和施工管理領(lǐng)域中開始逐漸采用計算機(jī)輔助，但隨著社會的進(jìn)步，人們對于建筑的要求也越來越高。然而，因為設(shè)計較為復(fù)雜，即便是再認(rèn)真負(fù)責(zé)的設(shè)計師也難以僅僅依靠自身實踐經(jīng)驗對設(shè)計方案予以評價，因此，BIM技術(shù)受到廣泛關(guān)注。

一、BIM特點及概念

國內(nèi)外的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中均強(qiáng)調(diào)“生命周期”，從而覆蓋全部建筑生命周期，BIM技術(shù)是一種設(shè)計、建造及管理數(shù)字化的方式，可以大幅降低建筑工程存在的風(fēng)險，提高進(jìn)程效率，與此同時更是一種工程數(shù)據(jù)模型，集中所有的建筑工程信息，建立在三維數(shù)字基礎(chǔ)上，并且利用數(shù)字化實現(xiàn)建筑工程項目信息的表達(dá)?；贐IM的建筑設(shè)計軟件技術(shù)主要包括以下特點：

1.三維空間建立模型

該模型的元素涵蓋全部的三維構(gòu)件，并且包括所有的建筑物信息。除此之外，還可以方便快捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)更新及共享，突顯上述功能的基礎(chǔ)是將所有建筑信息數(shù)字化。該模型可以將門窗、墻等實體構(gòu)造轉(zhuǎn)化為數(shù)字化，從而將信息儲存于數(shù)據(jù)庫里，信息主要包括幾何、物理等信息。

2.設(shè)計數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)

在各種數(shù)字化構(gòu)造實體中可以實現(xiàn)關(guān)聯(lián)顯示以及智能互動等，比如設(shè)計圖紙和圖表可以聯(lián)系在一起，從而提高工作效率，如果修改模型數(shù)據(jù)庫中的任意數(shù)據(jù)，將會立刻顯示關(guān)聯(lián)之處。建筑設(shè)計會涉及到建筑等諸多專業(yè)，但是通過BIM能夠?qū)ζ湎嚓P(guān)信息予以承載，實現(xiàn)數(shù)字化。

3.支持?jǐn)?shù)據(jù)表達(dá)、信息傳輸?shù)?/p>

BIM設(shè)計軟件中支持傳統(tǒng)的二維圖表顯示、三維可視化方式顯示等，其他的分析計算也都支持，除此之外還支持IFC標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)在發(fā)展的同時，逐漸演變出BLM技術(shù)，這是一種較為新穎的思想，可以管理建筑生命周期并且降低資產(chǎn)的無效行為以及各種風(fēng)險，因篇幅限制，不再贅述。

二、基于BIM的計算機(jī)輔助建筑設(shè)計應(yīng)用

數(shù)字化技術(shù)遍及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€角落，就當(dāng)前的建筑行業(yè)來說，傳統(tǒng)的曬圖機(jī)、繪圖桌已被渠道、資料檔案也通過計算機(jī)來儲存?？梢哉f，建筑數(shù)字技術(shù)不僅極大地提高了設(shè)計師的工作效率，還改變著設(shè)計師的工作方式以及思維方式。

目前，數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計中的發(fā)展極其明顯，可以將繪圖的效率及質(zhì)量提高到工程創(chuàng)新形象的效益，其次將傳統(tǒng)的輔助制圖演變?yōu)槿^程多方位的輔助，建筑數(shù)字技術(shù)在設(shè)計師生成建筑設(shè)計方案過程中起著至關(guān)重要的作用。在進(jìn)行工程項目的可行性分析及研究過程中，通過數(shù)字技術(shù)超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力提高過程決策的效率及科學(xué)性，進(jìn)行控制規(guī)劃、舊城改造、歷史遺產(chǎn)保護(hù)等方面可以采納GIS技術(shù)，研究分析建筑單位概念設(shè)計中，可以采納SketchUp等軟件，目前計算機(jī)輔助方案設(shè)計及工程制圖主要采納AutoCAD、3dsMax等軟件和二次開發(fā)軟件，實現(xiàn)專項分析、造型審視、體量設(shè)計，并且進(jìn)行經(jīng)濟(jì)概念、文檔編制以及施工制圖。

除此之外，建設(shè)設(shè)計行業(yè)也通過計算機(jī)技術(shù)處理最后的建筑外觀及結(jié)構(gòu)，從而顯示最后定稿的方案設(shè)計，此技術(shù)包括動態(tài)影像剪輯、靜態(tài)建模渲染等。在當(dāng)前的建設(shè)設(shè)計部門中，存在諸多信息丟失等問題，每個專業(yè)特立獨(dú)行，無法實現(xiàn)信息資源的交換和共享，且設(shè)計軟件間不兼容，都會對設(shè)計部門的設(shè)計質(zhì)量和工作效率造成影響。計算機(jī)輔助建筑設(shè)計涵蓋范圍廣，所以需要統(tǒng)一的平臺，集成各個專業(yè)的CAD軟件于工作平臺，確保標(biāo)準(zhǔn)化。

三、BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中應(yīng)用的重要性分析

（一）在計算中進(jìn)行建筑的模擬設(shè)計，不斷完善設(shè)計方案BIM技術(shù)運(yùn)用于建筑設(shè)計之前，傳統(tǒng)建筑設(shè)計的整體效果必須在施工結(jié)束后才能得到完整呈現(xiàn)，在這之前只作為理論上的一個工程項目而存在。這樣就使得很多意料之外的問題在施工過程中展露無遺，并由于施工的開展難以進(jìn)行修正，使建筑效果無法達(dá)到預(yù)期。杜絕這一現(xiàn)象發(fā)生的最有效最經(jīng)濟(jì)的方法是在施工前進(jìn)行模擬設(shè)計，及時發(fā)現(xiàn)問題并將問題從源頭上進(jìn)行消除，不斷完善和優(yōu)化設(shè)計方案。BIM技術(shù)通過建立模型來模仿現(xiàn)實中的建筑，一些具有重要參考意義及作用的數(shù)據(jù)也通過其表現(xiàn)形態(tài)得到完整展現(xiàn)。從利用BIM技術(shù)建立的模型中提取數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入專業(yè)的計算分析模擬軟件，便可實現(xiàn)面積、結(jié)構(gòu)等多方面設(shè)計的分析評估結(jié)果，以此檢驗設(shè)計方案的可行性及科學(xué)性，使設(shè)計方案更加合理可靠，減少問題和降低潛在風(fēng)險，為提高建筑設(shè)計質(zhì)量奠定堅實基礎(chǔ)。

（二）在計算機(jī)中自動生成建筑設(shè)計的圖文文件，從而保證圖紙的準(zhǔn)確性BIM技術(shù)對仿真模型的構(gòu)建，解決了傳統(tǒng)工作環(huán)境下所有圖紙作為獨(dú)立分散的個體，需要每個環(huán)節(jié)歸類、拼湊、設(shè)計及修改，由平面到立面再到剖面的復(fù)雜工作流程，節(jié)省了建筑設(shè)計時間及設(shè)計人員精力，降低了成本。BIM技術(shù)在仿真模型的基礎(chǔ)上完成設(shè)計，設(shè)計重點轉(zhuǎn)向模型，只要建立了好的虛擬建筑模型，與建筑設(shè)計相關(guān)的全部圖表等都可以在設(shè)計階段隨時自動生成，平面等幾何數(shù)據(jù)信息，材料等非幾何數(shù)據(jù)信息都可以自動生成，這將計算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢展現(xiàn)得淋漓盡致，有效提高了工作效率，使圖紙的準(zhǔn)確性得到有效保障，提高了建筑設(shè)計的質(zhì)量。

同時，一方面，信息化的圖紙管理系統(tǒng)為不同類型圖紙的分類及保存建立了平臺，設(shè)計人員可以根據(jù)關(guān)鍵信息搜索，并調(diào)取相應(yīng)的圖紙信息；另一方面，全部圖文文件及圖紙的修改變更也會在項目文件中得到自動反映并實現(xiàn)實時更新，大大簡化了設(shè)計人員的工作內(nèi)容。

（三）在計算機(jī)中進(jìn)行建筑物的性能分析，使各方共同協(xié)作建筑工程復(fù)雜性的特點讓各學(xué)科專業(yè)的交叉協(xié)同合作成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要使建筑物各項性能達(dá)質(zhì)達(dá)標(biāo)，需要協(xié)同設(shè)計工作。第一，BIM技術(shù)充分實現(xiàn)了建筑學(xué)科、結(jié)構(gòu)學(xué)科等多個學(xué)科的綜合及交叉，實現(xiàn)了多學(xué)科在同一模型上的有效協(xié)同作業(yè)；第二，BIM技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)做支撐，實現(xiàn)了不同地區(qū)不同專業(yè)人員間的組織協(xié)調(diào)，為建筑性能的完善提供了技術(shù)支持。

四、結(jié)語

BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用成為建筑設(shè)計發(fā)展的強(qiáng)大推動力，在現(xiàn)代建筑設(shè)計中具有舉足輕重的地位。充分了解BIM技術(shù)的工作原理，把握其優(yōu)勢并合理應(yīng)用，是提高建筑設(shè)計質(zhì)量，推動建筑行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

[1]劉曉光.BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，10（10）：28-29.

[2]馬建紅.BIM技術(shù)在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014，11（22）：129-129.