基于BIM信息技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)分析

張 磊

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

1.BIM技術(shù)主要功能

現(xiàn)代建筑功能越來越多，往往需要涉及到諸多的工種和專業(yè)內(nèi)容，施工環(huán)節(jié)和內(nèi)容較多，為了保證工期通常需要多個(gè)單位共同開展施工作業(yè)。在這個(gè)過程中，無論是各項(xiàng)工作的布置還是造價(jià)管理方面都變得越來越復(fù)雜，工程建設(shè)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息越來越多，如果依靠傳統(tǒng)的管理方式，那么需要投入大量的人力和物力，并且無法保證數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。BIM技術(shù)為建筑信息模型，其基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，構(gòu)建的模型具有可視化特點(diǎn)，綜合利用了幾何學(xué)、建筑工程學(xué)、信息處理技術(shù)等相關(guān)專業(yè)，集中整合處理施工技術(shù)、操作工序、整體信息等，同時(shí)以數(shù)字模型的方式展現(xiàn)到設(shè)計(jì)人員和施工人員的眼前，為其提供的數(shù)據(jù)十分準(zhǔn)確清晰。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)能夠發(fā)揮其圖紙修改、數(shù)據(jù)信息化、一體化設(shè)計(jì)等功能特點(diǎn)。

第一，利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙的可修改功能。在BIM技術(shù)下設(shè)計(jì)的建筑圖紙需要以建筑模型為基礎(chǔ)生成各項(xiàng)設(shè)計(jì)信息，通過這種方式設(shè)計(jì)出的圖紙能夠在后期出現(xiàn)變更時(shí)修改某一數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中與之相關(guān)的其他數(shù)據(jù)會自動匹配和修正，高效地完成了其他參數(shù)的調(diào)整，無須設(shè)計(jì)人員再次進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和修正，所以可以將設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)和修改圖紙的工作量大大降低，從而將工作負(fù)擔(dān)降低。除了能夠自動修改數(shù)據(jù)信息，在BIM技術(shù)下設(shè)計(jì)的建筑圖紙還能夠?qū)崿F(xiàn)自動修改的功能，將設(shè)計(jì)人員的工作量減少，這對于節(jié)省設(shè)計(jì)人員工作量有著很大的幫助。利用BIM技術(shù)的修正功能和自動數(shù)據(jù)比對功能可以將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和方案進(jìn)一步優(yōu)化，最終得到最優(yōu)方案，保證順利地開展后期施工作業(yè)。

第二，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息化?，F(xiàn)代化信息技術(shù)是BIM技術(shù)的基礎(chǔ)，信息是該技術(shù)的核心內(nèi)容。和傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過程相比，應(yīng)用BIM技術(shù)開展建筑設(shè)計(jì)能夠充分利用該技術(shù)信息可攜帶的功能。在這種背景下，能夠合理地使用BIM技術(shù)，可以查詢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所需要的信息數(shù)據(jù)，有效關(guān)聯(lián)各種數(shù)據(jù)，同時(shí)能夠?qū)⒆罴雅渲玫臄?shù)據(jù)信息篩選出來。所以，設(shè)計(jì)人員在具體開展建筑設(shè)計(jì)過程中可以通過點(diǎn)擊特定的點(diǎn)快速將某方面的數(shù)據(jù)信息調(diào)取出來，從而全面地將信息內(nèi)容獲取并且將信息獲取的效率大大提高，同時(shí)也可以將相關(guān)關(guān)聯(lián)信息快速掌握，將信息的全面性提高。設(shè)計(jì)人員在這種工作模式下開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，想要獲取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成，能夠?qū)⑷斯び涗浐洼敵鰯?shù)據(jù)時(shí)存在的誤差情況大大降低，從而將建筑設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性大大提升。

第三，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化功能。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的建筑工程結(jié)構(gòu)模型能夠?qū)⒔ㄖこ痰耐庥^特征以直觀的形式展現(xiàn)出來，同時(shí)在信息化技術(shù)的支持下能夠詳細(xì)、具體地展現(xiàn)出工程中的光源、熱能傳導(dǎo)以及相關(guān)材質(zhì)信息屬性等內(nèi)容，為設(shè)計(jì)人員和施工人員全面科學(xué)地掌握建筑工程綜合信息提供很大的便捷。在BIM技術(shù)下構(gòu)建的建筑模型可以利用系統(tǒng)從各個(gè)較多科學(xué)地評估建筑設(shè)計(jì)的安全性，同時(shí)能夠綜合性地評價(jià)建筑的舒適性、光源、節(jié)能等情況，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果。此外，BIM技術(shù)中包含CAD設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)功能，能夠通過渲染將建筑模型整體的過程進(jìn)行渲染并且利用設(shè)計(jì)系統(tǒng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、計(jì)算、整體渲染進(jìn)行一體化分析處理。

第四，三維模型功能。在設(shè)計(jì)建筑工程結(jié)構(gòu)過程中可以充分應(yīng)用BIM技術(shù)的三維技術(shù)。設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)建筑方案時(shí)能夠利用BIM技術(shù)構(gòu)建直觀呈現(xiàn)到眼前的建筑模型，設(shè)計(jì)人員可以對建筑工程各個(gè)部位之間的關(guān)系進(jìn)行直觀地觀察，將工程管道、墻體、其他建筑結(jié)構(gòu)之間在具體開展施工時(shí)出現(xiàn)施工矛盾的現(xiàn)象提前解決，避免后期影響到施工過程。此外，設(shè)計(jì)人員可以借助BIM技術(shù)的三維功能對設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性展開更加深入地分析，將施工中可能遇到的困難盡量降低，將整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提升。

2.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的具體使用

2.1 在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的使用

在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的高效性和高質(zhì)量特點(diǎn)更加明顯。和傳統(tǒng)的平面圖的形式展示不同，設(shè)計(jì)人員以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)能夠以數(shù)據(jù)形式更加清晰地展現(xiàn)出復(fù)雜的建筑形體數(shù)據(jù)，能夠以曲線方式更加生動地展示建筑結(jié)構(gòu)。筆者認(rèn)為，建筑設(shè)計(jì)師能夠利用這種方式充分將自己的設(shè)計(jì)意圖表達(dá)出來，有助于設(shè)計(jì)效果的進(jìn)一步優(yōu)化。同時(shí)，利用BIM技術(shù)能夠細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化處理十分復(fù)雜的建筑項(xiàng)目，能夠高效地分析十分復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，能夠大大降低建筑整體出現(xiàn)差錯(cuò)的概率。

2.2 優(yōu)化管線的設(shè)計(jì)與對管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)綜合的檢查

當(dāng)前人們對生活品質(zhì)的要求更高，同時(shí)也不斷提升建筑工功能性的要求，建筑行業(yè)也逐漸朝著功能多樣化的方向發(fā)展。通過分析當(dāng)前建筑的功能性不難發(fā)現(xiàn)，建筑工程中綜合管線已經(jīng)越來越多并且在建筑工程中發(fā)揮的作用越來越明顯。設(shè)計(jì)人員在具體開展建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合規(guī)劃管線，以安全和質(zhì)量為基礎(chǔ)不斷優(yōu)化建筑產(chǎn)品。通過總結(jié)可知，管線交叉碰撞是建筑綜合管線設(shè)計(jì)中的重難點(diǎn)，也是容易出現(xiàn)問題的內(nèi)容。在設(shè)計(jì)建筑工程的綜合管線時(shí)利用BIM技術(shù)能夠時(shí)下碰撞檢查，通過三維模型確定綜合管道安裝中會出現(xiàn)的問題，明確設(shè)計(jì)圖紙的不足，將建筑內(nèi)綜合管線分布狀況直觀地體現(xiàn)出來。同時(shí)在管線安裝中還可以充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，細(xì)致地標(biāo)注出建筑工程綜合管線安裝中的不當(dāng)之處，從而極大地降低了整個(gè)建筑工程的成本，有效地提高了設(shè)計(jì)和施工的效率，降低了設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率，全面提升設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。

圖1 基于BIM技術(shù)機(jī)電管線設(shè)計(jì)核查重點(diǎn)

2.3 技術(shù)設(shè)計(jì)階段

深度融合BIM技術(shù)和建筑設(shè)計(jì)能夠隨時(shí)切換二維圖紙和三維模型、立體和平面。結(jié)合利用BIM技術(shù)的實(shí)際性和模擬性實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)化，將建筑設(shè)計(jì)費(fèi)暗桿的合理性、穩(wěn)定性、安全性提高，最終保證高效落實(shí)建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)。如果建筑結(jié)構(gòu)規(guī)模較大，有著十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，也可以利用BIM技術(shù)任意切割某個(gè)設(shè)計(jì)平面明確其中是否存在不足之處，從而將設(shè)計(jì)盲區(qū)出現(xiàn)問題的概率大大降低。在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用BIM技術(shù)可以直接將相應(yīng)的公式添加到明細(xì)表中，一鍵生成建筑實(shí)體面積的具體數(shù)據(jù)，計(jì)算高效且準(zhǔn)確，這是傳統(tǒng)人工計(jì)算無法媲美的。

2.4 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行統(tǒng)籌管理

為了將工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量安全水平提升，需要加強(qiáng)整合管理建筑工程項(xiàng)目。只有各個(gè)部門和單位充分做好溝通才能保證設(shè)計(jì)方案的落實(shí)，才能保證施工人員充分了解設(shè)計(jì)人員的意圖。為此，可以構(gòu)建完善的管理制度，對員工的行為進(jìn)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化的管理，加強(qiáng)管理建筑物的設(shè)計(jì)施工過程。在傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)施工管理中，常常會由于各個(gè)部門之間缺乏溝通協(xié)調(diào)而出現(xiàn)整體管理效果不佳的情況，最終損害了各方的利益。利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行統(tǒng)籌管理建筑設(shè)計(jì)施工，能夠有效解決溝通不暢的問題。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)籌管理中可以大大提升管理效率效果。管理人員利用BIM系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場動態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場存在的不足，將建設(shè)水平和管理質(zhì)量全面提升。

2.5 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)中的具體應(yīng)用

在整個(gè)建筑項(xiàng)目生命周期中，建筑數(shù)據(jù)模型集成了龐大的集合、物理、屬性等數(shù)據(jù)信息，所有建筑工程相關(guān)的信息都可以集合于建筑信息模型當(dāng)中。為了更好地組裝組件系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需求分析并且修改相關(guān)參數(shù)，將設(shè)計(jì)信息的需求更好地滿足，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)的效果，將設(shè)計(jì)方案可靠性、安全性和質(zhì)量全面提升，同時(shí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域知識和體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)利用。

2.6 多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同工作

建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，功能越來越多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，未來發(fā)展中建筑行業(yè)必定朝著所學(xué)科合作的方向發(fā)展，此時(shí)，協(xié)同設(shè)計(jì)發(fā)揮的價(jià)值十分明顯。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，大多采用的是CAD設(shè)計(jì)的方式，難以滿足建筑工程協(xié)同設(shè)計(jì)的要求，缺乏相應(yīng)系統(tǒng)和平臺的支撐，即使是使用了一些集成化的軟件進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，但是仍然難以有效地解決不同專業(yè)的協(xié)調(diào)問題，加上現(xiàn)如今建筑工程復(fù)雜度不斷提升，此時(shí)急需一種可以高效協(xié)調(diào)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)，BIM技術(shù)可以有效地達(dá)成協(xié)同工作的效果。在BIM平臺中采用的是三維設(shè)計(jì)模型，從而能夠在一個(gè)模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)給排水、電氣暖通、建筑結(jié)構(gòu)等多方面的內(nèi)容，保證各個(gè)專業(yè)可以加強(qiáng)溝通和協(xié)作，大大提升建筑設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和效率。

3.結(jié)語

總而言之，將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)方案質(zhì)量的優(yōu)化。分析當(dāng)前我國建筑工程設(shè)計(jì)應(yīng)用情況可知，BIM技術(shù)的提升空間和創(chuàng)新空間較大，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)加強(qiáng)應(yīng)用BIM技術(shù)，將BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)我國建筑設(shè)計(jì)水平的進(jìn)一步提升。