建筑設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的應(yīng)用探討

易穎

引言

現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平也在不斷提高，但其發(fā)展速度較為緩慢，這不僅是由于設(shè)計(jì)者自身認(rèn)識(shí)的影響，更大的原因是現(xiàn)有技術(shù)推廣力度不夠。因此對(duì)BIM的應(yīng)用顯得非常重要。BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，建筑全生命周期為主線，將建筑產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)起來(lái)并集成項(xiàng)目相關(guān)信息的數(shù)據(jù)模型。BIM改變了建筑行業(yè)的生產(chǎn)方式和管理模式，它成功解決了建筑建造過(guò)程中多組織、多階段、全生命周期中的信息共享問(wèn)題，利用唯一的BIM模型，使建筑項(xiàng)目信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行維護(hù)全過(guò)程充分共享，無(wú)損傳遞，為建筑從概念設(shè)計(jì)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠的依據(jù)。

1 BIM技術(shù)的涵義

現(xiàn)在建筑模型BIM主要建立在三維數(shù)學(xué)模型當(dāng)中，它是一種全新的建筑施工、管理模式，他不斷可以對(duì)建筑工程當(dāng)中的各項(xiàng)信息進(jìn)行匯總，同時(shí)也能夠建立一種模型，從整個(gè)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行比較，與傳統(tǒng)手工繪圖對(duì)比，現(xiàn)在BIM在設(shè)計(jì)之初進(jìn)行運(yùn)用過(guò)程中，原始工具不斷改變，同時(shí)交付內(nèi)容、設(shè)計(jì)流程都會(huì)被更改，從整個(gè)工作模式上進(jìn)行比較，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域僅僅使用二維軟件，對(duì)于一些上項(xiàng)目需要進(jìn)行拆分并設(shè)計(jì)，而B(niǎo)IM設(shè)計(jì)屬于三維設(shè)計(jì)，對(duì)于施工過(guò)程、圖紙、設(shè)計(jì)、方案、節(jié)能等各方面需要重新重點(diǎn)開(kāi)展，單單從效益、時(shí)間上來(lái)講，傳統(tǒng)模式比較單一，屬于線性模式，而B(niǎo)IM屬于拋物線模式，BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用效益并不是很高，在被大量推廣后，這種優(yōu)勢(shì)被逐漸顯示出來(lái)，隨著項(xiàng)目周期不斷增加，難度不斷提升，也會(huì)將其優(yōu)點(diǎn)全部展現(xiàn)出來(lái)。建筑工程BIM的運(yùn)用需要滿足現(xiàn)代人發(fā)展需求，將舒適、安全、環(huán)保作為主流，同時(shí)提供更加優(yōu)質(zhì)服務(wù)才是經(jīng)濟(jì)利益保障，減少安全風(fēng)險(xiǎn)，為社會(huì)提供更加安全優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2 使用BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

在三維數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)上指的是BIM技術(shù)，構(gòu)建建筑工程數(shù)據(jù)模型可以通過(guò)對(duì)Revit等三維建模的利用來(lái)實(shí)現(xiàn)，但為了能夠充分表達(dá)出建筑工程的所有新興可以在進(jìn)行建模時(shí)利用BIM技術(shù)，建筑工程幾何形狀、建筑施工材料的性能、質(zhì)量也包括其中。于此同時(shí)，仿真的建筑模型進(jìn)行數(shù)據(jù)更新、整合不同階段的信息也可以利用數(shù)字技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。BIM技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：①能夠快速使工程設(shè)計(jì)中的遺留問(wèn)題得到鎖定，設(shè)計(jì)人員用專業(yè)的知識(shí)在統(tǒng)一的BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)之中把自身開(kāi)發(fā)的BIM模型一一傳輸?shù)剑缓笸ㄟ^(guò)對(duì)碰撞與自動(dòng)化糾錯(cuò)等功能的利用，從而篩選出容易引發(fā)相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)沖突的跡象，這一方面優(yōu)勢(shì)得以實(shí)現(xiàn)正是由于BIM技術(shù)和云端技術(shù)的融合。②強(qiáng)大的分析和模擬能力。這是BIM的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段可以直觀地看到項(xiàng)目完成后的外觀，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行演示和調(diào)整。對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，問(wèn)題可以及時(shí)找到。對(duì)于主人，心理上的期望偏差也可以及時(shí)了解，以便在出始階段消除問(wèn)題。在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模型中，復(fù)雜工程的三維建模往往需要明確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，這一過(guò)程是人工成本和實(shí)時(shí)性的差異，需要進(jìn)行調(diào)整。在BIM模式下，設(shè)計(jì)結(jié)果包括三維模型，設(shè)計(jì)調(diào)整同時(shí)自動(dòng)調(diào)整三維模型。③預(yù)制部件的種類和數(shù)量在裝配飾建筑中的應(yīng)用都是數(shù)不清的，并且出圖量過(guò)大也是預(yù)制部件的一個(gè)缺點(diǎn)，這就需要對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，從而解決這些缺點(diǎn)。協(xié)同性的設(shè)計(jì)功能也是BIM技術(shù)所具有的，通過(guò)對(duì)這一功能的利用，能夠使其他的設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)人員當(dāng)下修改的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)、精準(zhǔn)地接收和調(diào)用。④精確計(jì)算工程量。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式中，道路工程量的計(jì)算采用橫斷面法計(jì)算，如道路土方量、路面工程量等，地形起伏較大或平面較為復(fù)雜時(shí)誤差較大。管道工程井身結(jié)構(gòu)的工程量主要以標(biāo)準(zhǔn)圖和經(jīng)驗(yàn)估算為基礎(chǔ)，誤差較大。但在BIM設(shè)計(jì)模式中，因?yàn)槊總€(gè)子模型的精確的幾何和屬性數(shù)據(jù)，并能得到精確的體積、面積、長(zhǎng)度、數(shù)量，可根據(jù)土方量計(jì)算精度之間的路基表面和自然地形表面的設(shè)計(jì)，甚至可以在一個(gè)專業(yè)的計(jì)算工具輔助下獲得精確的模板量等，這些計(jì)算是自動(dòng)的，不需要手動(dòng)輸入。BIM信息模型如圖1所示。

圖1 BIM信息模型

3 建筑工程設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用策略

通過(guò)上文講述BIM技術(shù)等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，下文具體進(jìn)行探討B(tài)IM技術(shù)的運(yùn)用。

3.1 綜合設(shè)計(jì)

在BIM技術(shù)應(yīng)用之前，需要將整個(gè)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行BIM運(yùn)用，將其中大量不必要的環(huán)節(jié)全部省略掉，不斷提高建筑物的綜合布置，極大滿足了工作要求，對(duì)于這些專業(yè)設(shè)計(jì)人員，不但從設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)問(wèn)題和矛盾沖突，同時(shí)要在在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后進(jìn)行矛盾沖突與檢測(cè)，找到相關(guān)問(wèn)題并進(jìn)行解決，將其方案進(jìn)行快速調(diào)整。

3.2 各項(xiàng)參數(shù)的自動(dòng)計(jì)算

對(duì)于傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員對(duì)工程量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，往往都是使用表格、公式編制進(jìn)行，但是當(dāng)使用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，直接可以通過(guò)系統(tǒng)獲得相關(guān)設(shè)備和數(shù)據(jù)，當(dāng)進(jìn)行修改時(shí)，可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速調(diào)整，無(wú)需再次進(jìn)行計(jì)劃調(diào)整，因?yàn)锽IM可以對(duì)修改數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算并調(diào)整，大大提高了工作效率。

3.3 進(jìn)行材料表的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

對(duì)于整個(gè)建筑相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)編制過(guò)程中，很多內(nèi)容及數(shù)據(jù)是按照CAD設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由于這種傳統(tǒng)方法使得整個(gè)工作效率較低，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)各種各樣問(wèn)題發(fā)生，一旦出現(xiàn)任何錯(cuò)誤都得重新修改圖紙，使得整個(gè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)變得異常麻煩，但是通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)使用，對(duì)于該特點(diǎn)有充分認(rèn)識(shí)后，可以利用這一特性，及時(shí)準(zhǔn)確的獲取相關(guān)材料和清單列表，對(duì)于工程圖紙計(jì)算和成本預(yù)算工作變得相對(duì)方便快捷，從根本上節(jié)省人力、物力、財(cái)力，從而提高工作效率。

3.4 進(jìn)行施工模擬演示

建筑工程設(shè)計(jì)最終目的是進(jìn)行指導(dǎo)施工，由于整個(gè)工程相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致施工起來(lái)比較麻煩，再加上建筑施工工序較多，使得施工很難開(kāi)展下去，從而導(dǎo)致工期不斷延期，最終造成很大的浪費(fèi)，然而通過(guò)三維設(shè)計(jì)后，可以將整個(gè)進(jìn)度進(jìn)行四維施工，使傳統(tǒng)建筑施工變得可視化，尤其可以科學(xué)合理安排整個(gè)施工進(jìn)度，讓其各個(gè)方面協(xié)調(diào)合理進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工程序化簡(jiǎn)潔，不斷提高工作效率同時(shí)，也減少一些成本不必要的浪費(fèi)，避免一些工程設(shè)計(jì)發(fā)生不必要的變更。

3.5 實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)

在進(jìn)行CAD繪圖過(guò)程中，針對(duì)一些比較復(fù)雜的附加內(nèi)容不能添加進(jìn)去，而一些建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)好后需要專業(yè)人員進(jìn)行建筑工程量、電氣用電負(fù)荷等的計(jì)算，對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)專業(yè)提供載荷是比較復(fù)雜，但是通過(guò)建筑工程設(shè)計(jì)中BIM的運(yùn)用，可以對(duì)整個(gè)信息進(jìn)行匯總，例如：施工工程量、質(zhì)量、設(shè)備大小選擇，對(duì)于一些不懂專業(yè)也可以進(jìn)行讀取，一旦對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行修改時(shí)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算就可以快速更新，建筑工程設(shè)計(jì)中BIM運(yùn)用對(duì)于所學(xué)專業(yè)進(jìn)行實(shí)施和操作，不但簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，同時(shí)加強(qiáng)各項(xiàng)專業(yè)的協(xié)同性、聯(lián)動(dòng)性，與此同時(shí)使用CAD進(jìn)行協(xié)同時(shí)，主要采取參考方式，當(dāng)對(duì)圖紙進(jìn)行重新加載時(shí)，其他設(shè)計(jì)者對(duì)內(nèi)容參數(shù)進(jìn)行修改，無(wú)法反映出來(lái)，而在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，一旦引用模塊較大，一些較小圖元相關(guān)信息就無(wú)法直接讀出來(lái)，導(dǎo)致信息受到阻礙，而建筑工程設(shè)計(jì)中BIM運(yùn)用使得各項(xiàng)工作存儲(chǔ)到這一個(gè)模型當(dāng)中，相關(guān)人員設(shè)計(jì)可以快速直觀感受到數(shù)據(jù)狀況，協(xié)同設(shè)計(jì)提高整體效率。

3.6 實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)

建筑工程設(shè)計(jì)中，使用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需要將各項(xiàng)圖紙進(jìn)行收集，例如：剖視圖、主視圖、平面圖等，這樣才能對(duì)整體建筑進(jìn)行復(fù)原，對(duì)此才能不斷進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，采用該方法也要不斷對(duì)結(jié)構(gòu)、梁高進(jìn)行調(diào)整，而當(dāng)建筑工程工期較短時(shí)，一旦信息傳遞出現(xiàn)失誤，就會(huì)嚴(yán)重影響建筑使用，建筑工程設(shè)計(jì)中BIM運(yùn)用可以對(duì)整個(gè)工程建立模型，通過(guò)對(duì)信息模型和相關(guān)數(shù)據(jù)讀取時(shí)，減少一些信息傳遞失誤現(xiàn)象發(fā)生，保證整個(gè)信息完整和有效，由于建筑工程與建筑工程模型大不相同，建筑工程主要在土建基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)，對(duì)于一些局部模型需要進(jìn)行適當(dāng)修改，一旦出現(xiàn)任何失誤都會(huì)對(duì)整體樓層平面設(shè)計(jì)影響，所以大部分建筑需要根據(jù)樓層大小進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)，這也會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)系造成一定影響，建筑工程設(shè)計(jì)中BIM運(yùn)用可以解決這些問(wèn)題，使得建筑工程設(shè)計(jì)比較完整，更加容易操作。

4 結(jié)語(yǔ)

從以上文字中我們對(duì)建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)有了很大的認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到其重要性。例如建筑設(shè)計(jì)的建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工效率得到提高，造成這一結(jié)果的原因正是對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)BIM技術(shù)的應(yīng)用也使得建筑這種建筑模式運(yùn)行的更加成功。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們的生活得到了提高，但快速的發(fā)展也給整個(gè)環(huán)境帶來(lái)了污染，因此建筑行業(yè)也正處于轉(zhuǎn)型時(shí)期，不斷向節(jié)能減排方向發(fā)展，BIM技術(shù)的利用，有利于建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型，使資源的利用效率得到提高，對(duì)環(huán)境污染的治理也有一定的好處。由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的重要。