BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

秦 川

（復(fù)思建筑設(shè)計(jì)（上海)有限公司,上海 201100)

1 BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)是國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域中一種新興的先進(jìn)技術(shù)，3D 建模技術(shù)的應(yīng)用要以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)，在構(gòu)建3D 設(shè)計(jì)模型的過(guò)程中，需要將建筑系統(tǒng)中的每一個(gè)組成部分聯(lián)合在一起，創(chuàng)建具有完善性的建筑設(shè)計(jì)模型。不僅可以促進(jìn)建筑工程質(zhì)量的提高，還能減少施工失誤、潛在風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。除此之外，在建筑設(shè)計(jì)中對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，可以有效提升建筑設(shè)計(jì)的效率及質(zhì)量，在很大程度上對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與改革。

2 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)分析

2.1 可視化特點(diǎn)

傳統(tǒng)模式下的建筑設(shè)計(jì)需要得到計(jì)算機(jī)、紙張等工具、材料的支持，才能完成設(shè)計(jì)工作。通過(guò)電腦的2D 軟件、3D 軟件，對(duì)設(shè)計(jì)效果進(jìn)行展示，模擬設(shè)計(jì)場(chǎng)景，保證規(guī)格尺寸設(shè)置的合理性。設(shè)計(jì)人員要具備超強(qiáng)的想象能力，確保建筑的實(shí)際效果可以在設(shè)計(jì)者的頭腦中進(jìn)行清晰地展示。如今通過(guò)BIM 技術(shù)的運(yùn)用，設(shè)計(jì)人員可以將設(shè)計(jì)理念通過(guò)模型展示的方式全面展現(xiàn)出來(lái)，為建筑單位內(nèi)部不同專業(yè)工作人員的順暢交流提供依據(jù)，高質(zhì)量的開展設(shè)計(jì)討論工作，制定出有效的應(yīng)對(duì)策略。

2.2 協(xié)調(diào)性

建筑企業(yè)內(nèi)部工作人員的專業(yè)特點(diǎn)劃分十分明確，不同專業(yè)的工作人員都要明確組織協(xié)調(diào)性要求，并按照組織協(xié)調(diào)性要求來(lái)指導(dǎo)具體工作的開展，企業(yè)內(nèi)部要制定完善的規(guī)范制度，為建筑工程的順利實(shí)施提供保證。此外，BIM 技術(shù)能夠?qū)ㄖw內(nèi)部的設(shè)置提供支持與幫助，比如對(duì)建筑物內(nèi)部的水管布置等，充分發(fā)揮其協(xié)調(diào)性作用。

2.3 模擬性

傳統(tǒng)模式下的建筑設(shè)計(jì)工作，在施工前期基本都是停留在理論階段，在施工后才可以知曉實(shí)際的施工效果。在具體施工過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)很多之前無(wú)法預(yù)料到的細(xì)節(jié)問(wèn)題，導(dǎo)致施工成本的提升。因此，在建筑施工設(shè)計(jì)階段對(duì)各種潛在的施工細(xì)節(jié)問(wèn)題盡可能的進(jìn)行消除，優(yōu)化方案，完成目標(biāo)。設(shè)計(jì)人員借助BIM 技術(shù)，利用模型搭建等功能來(lái)仿制建筑體，在結(jié)合建筑體表現(xiàn)形態(tài)的基礎(chǔ)上展開分析，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案的優(yōu)化，在仿真系統(tǒng)中完成最終數(shù)據(jù)的輸入，實(shí)現(xiàn)對(duì)房建結(jié)構(gòu)的模擬。這樣就擺脫傳統(tǒng)模式單純依靠建筑經(jīng)驗(yàn)，而無(wú)法獲得的參考數(shù)據(jù)。在進(jìn)行環(huán)境模擬的過(guò)程中，還要對(duì)不同材料的比例、具體受力條件等信息進(jìn)行充分考慮，在此基礎(chǔ)上獲得所需的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，尋找科學(xué)的配比點(diǎn)。BIM技術(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確度、可靠度是非常高的。設(shè)計(jì)人員可以將BIM 技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)工作之中，利用模型仿真等功能來(lái)促進(jìn)設(shè)計(jì)工作的完成與優(yōu)化，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還能對(duì)各種潛在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)與處理，為建筑設(shè)計(jì)工作的高質(zhì)量開展提供保障。BIM 技術(shù)所具有的自動(dòng)出圖技術(shù)，可以促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)效率的提升。

3 BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

3.1 在前期設(shè)計(jì)中對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用

建筑設(shè)計(jì)工作者在全面了解BIM 技術(shù)功能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，要深入建筑施工的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查工作，充分結(jié)合建筑場(chǎng)地的自然環(huán)境特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)等基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出最佳的方案。Weather Tool 軟件是BIM 技術(shù)中非常有價(jià)值的一款軟件，借助該軟件可以實(shí)現(xiàn)建筑地氣候信息的準(zhǔn)確收集與統(tǒng)計(jì)分析，并將氣候信息進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，最終以可視的影像方式呈現(xiàn)出來(lái)。在建筑模型中開展模擬分析工作，能夠更直觀地了解當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件、氣候環(huán)境條件對(duì)建筑設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的影響，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合相關(guān)的資料對(duì)建筑的方位和朝向進(jìn)行更科學(xué)、更合理的設(shè)計(jì)[1-5]。

3.2 在方案設(shè)計(jì)中對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用

3.2.1 優(yōu)化建筑室外空間

建筑施工區(qū)域在BIM 技術(shù)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)室外空間的分析，比如室外場(chǎng)地的坡度等，為建筑設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)。

3.2.2 可視化分析建筑內(nèi)部空間

BIM 技術(shù)的功能十分強(qiáng)大，其中，可視化功能是其最基本的一個(gè)功能。BIM 技術(shù)可以借助建筑項(xiàng)目的平面設(shè)計(jì)圖來(lái)創(chuàng)建3D 建筑模型，把平面設(shè)計(jì)圖中無(wú)法展示的建筑結(jié)構(gòu)尺寸以及立體的空間效果充分、具體地展示出來(lái)，對(duì)內(nèi)部空間的造型與流線起到重要的支持作用。此外，BIM技術(shù)對(duì)建筑空間以及設(shè)備設(shè)施，更加快速、直觀地看到建筑物在施工完成后會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，對(duì)建筑施工結(jié)束后的工程全貌以及具體的施工過(guò)程進(jìn)行提前了解。比如，借助BIM 技術(shù)的3D 模型功能對(duì)建筑室內(nèi)空間設(shè)計(jì)進(jìn)行立體呈現(xiàn)，全面分析室內(nèi)視野及空間分區(qū)等，借助BIM 技術(shù)展開可視化調(diào)整，最終獲得更為科學(xué)合理的空間規(guī)劃模型。

3.2.3 在綠色建筑設(shè)計(jì)中對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用

（1）節(jié)地與室外環(huán)境。設(shè)計(jì)人員對(duì)BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，可以有效模擬并分析建筑物的空間特點(diǎn)以及建筑場(chǎng)地周圍的環(huán)境，進(jìn)而得到科學(xué)合理的建筑物布局方案、場(chǎng)地規(guī)劃方案等。在建成模擬建筑后，充分考慮日照、通風(fēng)、噪聲因素等對(duì)建筑所產(chǎn)生的各種影響，對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善，充分利用自然資源，降低建筑能耗，促進(jìn)建筑舒適度的提升。

（2）節(jié)能與能源利用。在BIM 建筑模型中插入專業(yè)建筑性能分析軟件，對(duì)建筑的能耗、熱工進(jìn)行分析，結(jié)合分析的結(jié)果來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。除此之外，BIM 模型的創(chuàng)建還能對(duì)建筑的朝向、形體、樓距等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效提升自然能源的利用率，降低建筑本身的能耗。

（3）節(jié)水與水資源利用。在BIM 技術(shù)的支持下，建筑物的日用水量可以清晰的呈現(xiàn)在BIM 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)用水量過(guò)大的原因，并制定合理的應(yīng)對(duì)策略。此外，工作人員利用BIM 模型來(lái)對(duì)雨水采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中呈現(xiàn)的信息來(lái)對(duì)具體地貌和材質(zhì)對(duì)徑流系數(shù)所產(chǎn)生的影響，為非傳統(tǒng)水源的充分利用提供支持與保障。

（4）節(jié)材與材料資源利用。將材料信息輸入到BIM 模型中，可以全程動(dòng)態(tài)跟蹤材料制作、出庫(kù)、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)的具體情況，對(duì)材料的去向及使用進(jìn)行了解，有效減少浪費(fèi)。工作人員借助BIM 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能及數(shù)據(jù)分析功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料用量的預(yù)估，優(yōu)化材料分配。利用BIM 模型還可對(duì)材料的性能進(jìn)行分析與控制，使各種材料的成本控制在既定范圍內(nèi)，同時(shí)也能與綠色目標(biāo)更為接近。BIM 模型的沖突和碰撞檢測(cè)，可減少因出現(xiàn)沖突而導(dǎo)致返工所造成的各種材料資源的浪費(fèi)。

（5）室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。BIM 模型可以對(duì)建筑門窗的大小、位置、方向等進(jìn)行調(diào)整，對(duì)室內(nèi)空氣的流通情況進(jìn)行檢測(cè)與分析，同時(shí)也能判斷建筑本身對(duì)空氣質(zhì)量的影響。在分析室內(nèi)采光與噪聲的基礎(chǔ)上，判斷建筑室內(nèi)的光線情況以及隔音效果與相關(guān)要求是否一致。通過(guò)對(duì)建筑物朝向以及樓間距的調(diào)整來(lái)起到室內(nèi)視野改善的作用。

4 BIM 技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

在信息化社會(huì)快速發(fā)展的過(guò)程中，民眾對(duì)于信息獲取的時(shí)效性提出了更高的要求。在建筑行業(yè)內(nèi)，BIM 技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，為相關(guān)工作人員隨時(shí)隨地開展建筑施工設(shè)計(jì)、指揮、監(jiān)督等提供了有力的支持，施工效率因此得到提升，企業(yè)投入的各種成本也得到縮減。BIM 技術(shù)的出現(xiàn)是時(shí)代發(fā)展的必然，在大數(shù)據(jù)環(huán)境中，各行各業(yè)的日常運(yùn)營(yíng)都得到網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的支持，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM 技術(shù)也將更加完善，在建筑工程行業(yè)中發(fā)揮更大的價(jià)值，為建筑行業(yè)的整體發(fā)展提供充足的動(dòng)力。在現(xiàn)代社會(huì)中，BIM 技術(shù)能夠借助監(jiān)控及傳感設(shè)備來(lái)調(diào)查記錄建筑物的情況，在企業(yè)的關(guān)鍵部位放置傳感器裝置，對(duì)建筑物的硬度、溫度、空氣濕度等進(jìn)行測(cè)算與控制，快速調(diào)節(jié)和把控可能存在的突發(fā)情況，為建筑設(shè)計(jì)施工工作的開展提供保障。

建筑行業(yè)使用的數(shù)字化技術(shù)，可以掃描、設(shè)計(jì)和復(fù)制建筑目標(biāo)，進(jìn)而獲得建筑相關(guān)的各種數(shù)據(jù)。建筑工程師借助數(shù)字化技術(shù)來(lái)分析目標(biāo)建筑的結(jié)果，利用云計(jì)算功能來(lái)進(jìn)行分析和計(jì)算，更充分、全面的比較各種方案的優(yōu)劣，合理地規(guī)劃建筑工程項(xiàng)目的開展進(jìn)度。

截止到目前，BIM 技術(shù)還需要不斷的完善，建筑設(shè)計(jì)人員必須要重視自身設(shè)計(jì)理念的革新以及先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)。建筑設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)，可以對(duì)建筑物的全形態(tài)模型進(jìn)行立體構(gòu)筑，建筑物的內(nèi)部環(huán)境及外部環(huán)境可以全面模擬出來(lái)，建筑工程單位借助BIM 技術(shù)，可以在建筑施工過(guò)程中使用協(xié)同一致的信息設(shè)計(jì)以及管理施工的進(jìn)度，對(duì)目標(biāo)建筑實(shí)現(xiàn)精確化的可視效果。

通過(guò)應(yīng)用線上BIM 技術(shù)，可以消除傳統(tǒng)地域方面的限制，幫助使用者更加及時(shí)地獲得各種信息。在施工業(yè)務(wù)開展過(guò)程中對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)建筑資金進(jìn)行有效控制，同時(shí)也能更好地保障建筑施工人員的生命安全。建筑設(shè)計(jì)人員借助BIM 技術(shù)來(lái)檢測(cè)與排查模型中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)，施工過(guò)程中各種危險(xiǎn)事故的發(fā)生率將得到顯著降低。BIM 技術(shù)對(duì)建筑施工質(zhì)量的管理來(lái)說(shuō)，也具有非常高的價(jià)值，各種使用數(shù)據(jù)在BIM 技術(shù)的支持下可以更加精確，同時(shí)也能更有效地監(jiān)督建筑施工情況，促進(jìn)建筑施工業(yè)務(wù)更加高效的開展，為建筑單位所承接建筑業(yè)務(wù)的高質(zhì)量完成提供了保障。建筑施工企業(yè)要建造完備的BIM 實(shí)施技術(shù)，創(chuàng)建扁平化系統(tǒng)，從建筑工程企業(yè)的內(nèi)部出發(fā)，積極制定完善的協(xié)同制度，為建筑施工企業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的、各項(xiàng)工作的協(xié)同共進(jìn)提供支持與保障，對(duì)建筑施工單位內(nèi)部的設(shè)計(jì)師、工程師、施工人員全部進(jìn)行扁平化處理，將所有工作成果共享給建筑施工單位的各個(gè)部門，這就能夠達(dá)到BIM 技術(shù)成本投入最小化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑工程期間獲得價(jià)值的最大化，為建筑施工質(zhì)量的提升以及建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升提供保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

在建筑項(xiàng)目施工過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)是其中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，建筑企業(yè)要引起足夠的重視。在建筑設(shè)計(jì)中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值非常明顯，在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，BIM 技術(shù)不僅可以促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，還可以提升設(shè)計(jì)效率。BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)平面立體化操作，工作人員可以更加直觀的觀測(cè)到設(shè)計(jì)結(jié)果，建筑設(shè)計(jì)工作的開展更加靈活有效，BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。