建筑工程設計中的BIM

李文西

【摘要】BIM技術已經問世多年，但進入國時間不長，BIM技術帶來一種全新的方法與理念，建筑工程設計行業也應該全面推廣它，利用它來為現代設計服務，使建筑工程能設計出實用、經濟、美觀的設計作品。

【關鍵詞】BIM技術；三維立體；直觀；協同；創新

BIM Architectural Engineering Design

Li Wen-xi

（Shaanxi dawn of Architectural Research Ltd Xi'an Shanxi 710000）

【Abstract】BIM technology has been around for years， but not long into the country， BIM technology has brought a new approach and philosophy， construction and design industry should fully promote it， use it to modern design services so that construction work can design a practical ， economic， aesthetic designs.

【Key words】BIM technology；Three-dimensional；Intuitive；Collaboration；Innovation

1. 前言

（1）建筑信息模型，起源美國，Building Information Modeling，縮寫BIM。2007年至2009年美國百分之五十以上的建筑工程設計企業和百分之六十的設計項目應用BIM技術進行，一些大型設計企業的BIM技術普及率達到了百分之八十。在歐盟、澳大利亞、韓國、也都發展很快。在新加坡，它要求到明年，百分之八十以上的工程都要用BIM技術，并由國家出面編制BIM應用指南，制作建筑業生產力發展適用圖，資助企業進行BIM項目應用。

（2）國家住房和城鄉建設部（建質[2011]67號文：《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》要求加快推廣建筑信息模型（BIM）等技術在建筑工程勘察設計、施工和項目管理中應用，提升企業的生產效率和現代治理水平，確立了我國應用和發展BIM技術總基調。2010年以來，我國設計企業100強中，有百分之八十的企業逐步應用BIM技術。有不少企業紛紛籌建BIM技術研發中心。

2. BIM技術問世以來，有關于BIM的會議、培訓、標準、競賽鋪天蓋地，耳目一新。為什么如此燥動BIM技術，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，不僅是三維幾何形狀信息，還有大量的非幾何形狀信息數據，集成了建筑工程各種相關信息的工程數據模型，能對該工程項目相關信息作詳盡表述

2.1 所以，它的特點有：

（1）其一，完備性。除了對項目對象進行3D幾何信息及拓撲關系表述，還能完整的表達各對象之間的邏輯關系。

（2）其二，關聯性。模型中的對象都可識別并相互關聯，如模型中的對象進行修訂，與之關聯的所有對象都會隨之更新。

（3）其三，一致性。模型對象在不同階段可以直接進行修改和擴展，無需重新創建，同一信息無需重復輸入。信息模型能自動演化，避免信息不一致的錯誤。

2.2 因此，BIM技術的價值，可在三大領域發揮作用。

2.2.1 領域一，建筑工程集成設計。建筑工程設計就是將主觀形象思維，轉變為客觀視圖物質過程。簡言之，就是主觀演變客觀過程。如今的建筑工程設計行業，還是普遍采用二維平面設計軟件（CAD）繪圖，相比于傳統使用圖板繪圖已經很是具有先進性、高效性、省時性。但是隨著科學技術的不斷發展，三維立體設計技術已經應用而生，以實現建筑工程所含各專業技術之間的信息共享，集成虛擬設計與智能設計，實現建筑工程設計過程中碰撞檢測，分析能耗，預測成本，優選形象思維方案。

2.2.2 領域二，建筑工程集成施工，第一，BIM技術實現了建筑工程施工過程動態、集成和可視化的4D管理，將建筑物及施工現場3D模型和施工形象相鏈接，與施工資源、場地、圖視、施工組織設計等等所有施工信息集成一體，建立4D施工信息模型，實現了建筑工程施工的可視化，構成現代建筑工程項目施工階段的進度、勞力、材料、設備、成本和場地布置的動態集成管理。第二，基于BIM技術網絡構成，工程文檔、圖檔、視頻的提交、審核、審批、利用均可通BIM技術網終協同工作，實現了動態集成協調建筑工程各責任方及參與方的信息共享。

2.2.3 領域三，建筑工程生命期的集成化現代治理體系和治理能力的提高。第一，提供對建筑工程項目從概念到拆除的所有全生命周期中所有決策的依據。第二對建筑工程項目生命周期中總成本、能源消耗、環境評估等，特別是對資金、資源的三階段投入產出進行分析、預測和控制。第三，實現建筑工程生命期各階段的工程性能、質量、安全、進度、成本的集成化管理。

3. 建筑信息模型，正是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，可為投資商、設計師到最終使用用戶等各個環節的人員提供“模擬、分析、設計和治理運籌”的信息化科學平臺，幫助他們利用三維數字模型來完成在二維設計中達不到或者不能完成的工作。根據筆者從事建筑設工程計行業多年實踐，深深體驗到BIM技術在建筑工程設計領域，它具有可視、協同、創新等特色。可以解決CAD繪圖軟件的很多不足之處

3.1 特色一，直觀。

在建筑設計院中，構成各大專業有：建筑、結構、給排水、暖通、電氣、概頇算、總平面規劃。在共同完成某一個工程項目時，首先由總平面規劃專業將建筑學專業基礎模型設計好，將設計好的二維平面圖資料提給結構、給排水、暖通、電氣、概預算等后續專業，后續專業在建筑學專業提供的二維平面圖基礎上，再進行各專業設計。但建筑學專業只是用簡單的線條關系表達建筑物的信息，整個建筑物的立體觀就要靠各專業設計人員自身思維，去想象建筑物立體形象，對于一些簡單建筑物，都可想象出來，但是，近幾年建筑學所設計建筑形式多種多樣，復雜造型更是層出不窮，那么這種光靠各專業設計人員去想象復雜多樣的建筑物，這就有些強人所難了。BIM技術提供了直觀的三維立體集成模型，讓所有專業的設計師都能通俗易懂。這種技術提供的數字模型的仿真性很強，整個項目的模擬、分析、設計和管理運籌可在直觀可視化狀態下進行，將很多原來在后期會出現的問題會及時處理掉。

3.2 特色二，協同。

進行一個項目設計時，雖然各專業是分工進行的，但整個設計生命周期會有很多協同作業，比如構結學的力學方案構思與布局，管路走向，設備安裝位置是否有碰撞，又比如管線布置時碰壁、交叉結構梁柱等等。在實際設計過程中，由于各專業的溝通不到位，以及二維平面圖形的不足，很多問題是注意不到的，這種問題實際中是存在的，有時候施工方反饋意見說，管道有交叉、設備的安裝有重疊、管道的安裝有碰梁等等。這種情況下，只能再找相關專業協商，然后出變更，對實際中出現的這些問題進行補救。BIM技術的出現，這種情況得以改善。后續專業可在建筑學專業提供的三維模型基礎上進行設計，可一目了然地在可視化模型上，直觀建筑學專業所提供信息，是否適合設備安裝空間，并可實時向建筑學專業反饋，適時修正。后續專業之間也可將設計完成后的三維模型在計算機上進行集成疊加，觀察管道是否有交叉、設備的安裝是否有重疊等問題，如果有的話，將沖突的地方進修整，保證了設計文檔的完整。

3.3 特色三，創新。

每一新生事物的出現或者發展，都因為它內部蘊含著與時俱進的先進因素，新事物在本質上優越于舊事物，具有強大生命力。BIM技術就是一種新事物，它是先進的、富有創造力人們的創新的產物。BIM技術可以模擬一些在二維平面設計中達不到的事物，如節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬等等；可以利用BIM模型進行成本控制，更清晰地統計分析成本運作情況，同時提供明細數據清單，更準確地對項目建設三階段投資做出決策，并且可以利用BIM模型掌握工程進度，實時調整實際工程中出現的偏差，使項目建設快速、準確。

筆者對BIM技術是一個初學者，整理本文，投書貴刊，企盼建筑工程設計同仁加以利用，使建筑工程設計更高效省時，工程建設更實用省財，后期維護更方便省力。對建筑行業的設計人員來說，應用BIM技術，不單單是從二維到三維的轉變，更是一種設計理念的轉型提升，最終目的是使整個項目從規劃、設計、施工、到使用運籌等各個階段的節能環保、降低成本和提高效率都能實現現代化，為國家建筑工程現代治理體系和現代治理能力服務。endprint