淺談建筑信息模型技術在未來建筑設計中的應用

王世杰　張冉

摘要：

建筑設計是一個從無到有、反復修改的過程，隨著非線性、超高層及超大跨度建筑等大型復雜建筑在我國的相繼發展，傳統CAD等二維模式下的建筑設計手段越來越不能滿足當今建筑設計行業的所需，傳統的建筑設計過程必將成為歷史。設計者貫徹信息模型理念顯得越來越重要。BIM的出現對未來的建筑設計業來說將會是一次真正的信息革命。

關鍵詞：建筑設計；設計手段；建筑信息模型技術

未來的世界是一個注重生態環保，追求人與人，人與自然整體協調發展的社會，這就要求未來建筑設計要通過各種手段達到未來社會所需，然而在我國，建筑總能耗占到了全社會能耗的25%左右，從全球來看40%的二氧化碳排放是由于建筑運行產生的。在未來的城市發展中越來越多的人會對城市中傳統的方盒子建筑失去興趣，少量的另類地標性建筑會越來越符合大多數人的審美傾向。然而另類的地標建筑的設計工程要付出巨大的代價，其復雜程度遠遠超過傳統方盒子建筑，若僅用現在的CAD二維設計手段往往無法完成。

以上的這些問題也許在不久的將來都能很輕松地解決。

今天，中國很多大型建筑設計院里都對一項未來建筑設計技術——建筑信息模型（BIM）感興趣，紛紛組織相關人員進行培訓學習，各設計院之間也經常舉行研討會，交流經驗心得。

建筑信息模型（BIM——Building Information Modeling）是一種創新的建筑設計、施工和管理方法。它以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目等各種相關信息的工程數據模型，是數字技術在建筑工程中的直接應用，作為協同工作堅實的基礎和平臺。

建筑信息化模型（BIM）可以幫助工程建筑項目提高效率降低風險，避免反復修正帶來的人力物力的浪費，并且可以減少工程對環境的影響，實現綠色設計、可持續設計。BIM對未來的建筑設計業來說將會是一次真正的信息革命。

一、基于BIM技術的建筑可持續設計

建筑師只有從設計初期就開始構思建筑設計的整個過程，擁有可持續的設計觀，才能真正做出可持續的設計，也才能避免建造中、建成運營中的資源浪費。但當今建筑的復雜程度，建筑師對整個建構過程的主觀判斷或經驗往往無法把握，就算建筑在設計之初就全面地考慮可持續與形式、功能的完美統一，然而當建筑建成后也往往與設計之初的構想差之甚遠。于是不得不再加入所謂的節水、節能等的技術設備去達到目標。這必然就付出了不該有的代價，造成了不必要的浪費。基于BIM技術的建筑可持續設計，在設計場地時擴大了設計者整合各種現場數據的能力。在建筑單體設計時設計師可以針對每一個特定部分建筑的維護結構的熱量得失進行全面的分析，通過BIM模擬建筑物的朝向及開窗設置進而分析房間的采光、通風等真實效果。建筑師還可以更準確地整合多種不同形式的空間、材料及各種系統，使其更好地去滿足使用者生理及心理的健康需求。通過BIM技術可以最大程度地達到真正意義上的可持續性建筑的標準。

二、工程信息直觀化，建造過程可視化

傳統CAD技術都以二維方式呈現，其表達的信息要通過專業人員去讀懂并分析，若在復雜工程項目中其二維方式表達的信息超越了專業人員的讀圖能力及經驗上的主觀判斷力，就要依靠三維軟件去輔助表達工程項目的相關信息，而且CAD二維制圖工作會導致建筑生命周期的隔斷不連續，當新的構思方案出現時，往往需要從頭開始，而BIM技術著使得任何信息都可以直觀地出現在模型中，這些信息（形體、日照、流線、節能、水電暖及結構等專業信息）都是相互關聯的，一處修改，處處都會跟著修改。建筑設計的后期BIM技術可進行輔助設計出圖，專業間碰撞檢查，相關規范檢查，項目工程量統計，施工模擬，標準構件生產及造價分析等工作。通過BIM的應用，建筑設計過程的效率提高了，成本降低了，流程也變得更加簡單有趣。各專業人員、投資方以及施工人員之間的協調交流也變得更加容易，從而提高了我們的服務水準，更易獲得業主及使用者的認可。

三、方案與建成效果一致，所有項目都有其用武之地

2010上海世博園中的一半場館都是應用BIM技術建成的，尤其像演藝中心這種復雜的項目，是BIM技術使其得以進展順利，施工中的曲線控制與設計模型幾乎一致。再如正在建設的上海中心，很多局部重點部位，如地下室機房及設備層等關鍵部分用二維進行設計是根本無法做出的，最終還是通過BIM系統才得以解決。BIM在其中搭建了一個良好的溝通平臺。

BIM是一次設計理念和方法的革命，不同類型的建筑設計項目都有其用武之地。如在住宅類項目中，BIM通過單元模塊的建立來解決大量的重復工作。對大型、復雜的項目，BIM更能體現出它的優越性，完全可以緩解原始CAD在設計表達和設計協同上的諸多問題。從而在前期方案推敲、專業協調、設計直觀可視、設計質量保障、控制造價等方面都可大顯身手。

四、數字化的項目管理及工業化建造模式

傳統的項目管理模式是將所有信息以文件的形式歸類整理，而BIM的模式是將設計歸為數字化的數據庫而不是單獨的文件，這樣不僅可以快速地檢索、查詢、刪除、替換和更新，而且可以提供適用于各個建構階段的模型。也就是說BIM可以像汽車、飛機制造那樣，實現數字化設計制造。如福斯特事務所在倫敦市政廳項目中，從精確的數字化信息模型中提取出帶有x、y、z坐標的500多種窗戶，廠家即可把每個窗子的空間點定位及其他數據輸入數字機床，這樣即可生產出與模型中一致的窗子，節省了時間，避免了反復制造帶來的浪費，同時也提高了精度和質量。

五、結語

BIM為建筑業帶來好處顯而易見，但BIM技術在我國的應用還要經歷一個過程，有很多問題需要解決，如BIM技術的應用軟件的開發，完善的BIM相關標準的制定，同時還要通過大量項目的實踐，才能形成符合中國國情的BIM應用模式，也只有這樣BIM技術的優勢才能在我國未來的建筑業中充分體現。

【參考文獻】

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[2]沈陽市建筑設計院.BIM：讓工程建筑設計變得直觀、精確[J].中國建設信息， 2010（24）

[3]祝元志.BIM在建筑行業的應用、前景與挑戰[J].建筑，2010（03）

【作者單位：南陽理工學院建筑設計院】