BIM技術在建筑設計中的應用

許永剛

（長春黃金設計院，吉林長春　130012）

BIM技術在建筑設計中的應用

許永剛

（長春黃金設計院，吉林長春130012）

建筑系統的設計隨著工程建設項目的規模、形態和功能變化，現在已經發展到了一定的復雜階段，目前建筑整體設計要求，傳統的建筑系統設計模式已經不能滿足需求。一個工程項目的設計工作有五個專業共同構成，它們分別是建筑、結構、電氣、給水排水和暖通空調。設計成果的最終實現會受到信息在傳遞過程中產生的誤差的影響。常規的二維設計在解決影響問題方面顯出嚴重不足，所以得利用三維仿真軟件提供技術平臺，來構建完成建筑系統的BIM模型，已經成為解決上述問題的新途徑。

三維仿真軟件BIM協同設計

工程建設項目在規模上，形態上以及功能上越來越復雜。于是人們根據計算機軟件和硬件的水平提出以工程數字模型為核心的BIM全新的設計和管理概念。BIM模型設計可以解決傳統建筑系統設計由于平面圖、立體圖以及剖面圖等二維圖紙帶來信息偏差問題，在后期實施過程不會產生許多的問題，使最終設計成果能夠完美的展現。設計工作完全是為了在項目施工前做好計劃，能夠周全有效的減少施工過程中出現的種種問題，促進建筑工程項目質量的提升。

1　BIM設計與傳統設計的區別

傳統的三維建筑設計與BIM技術的三維設計都可以完成建筑三維模型的設計，盡管如此，相較于傳統的三維模型BIM技術有很多的優點。BIM模型與傳統的三維模型在完成建筑構建的空間尺寸與物理特性上，BIM模型則是一個參數化的信息模型。它可以在軟件的支持下對模型的內部用料情況進行自動的統計，生成材料用料明細表，為BIM模型在后期的控制材料用料上提供重要依據，除此之外，BIM模型還具有碰撞檢查的功能，在設計成果交付之前利用軟件對內部進行碰撞檢查，有效地減少設計失誤。BIM模型因是參數化信息模型，所以能夠與最終生成的二維施工圖建立對應的邏輯關系：即施工圖的信息會隨著模型內部某處信息的修改而完成修改，完全避免了對施工圖紙進行反復修改以及對應信息的錯誤現象。

倘若將BIM技術的協同設計與傳統的二維、三維建筑協同設計相比較，能夠很容易的看出BIM協同設計有著很大的優勢。傳統的設計過程是各個專業設計人員分別單獨完成對工程專業圖紙的設計，往往建筑專業給出的設計圖紙只是初步的設計，再由結構專業和設備專業的人員進行相關專業的設計，對建筑圖進行結構構件布置以及設備安裝的設計。倘若各專業間設計內容發生矛盾，則需要各設計專業協調會來進行問題調解，對問題進行修復，但是僅憑協調會進行問題處理效率很低，有時沖突還要協商多方面的因素。

供方和業主方在項目的設計階段是不參與其中的，僅由項目的的整體設計者的設計方參與完成，這樣便導致了業主方或是施工方對設計成果有很多不同的看法，這樣就會造成設計需要設計方來變更。

2　BIM協同設計的實現方法

BIM的協同設計人員方面，需要各專業的設計人員共同完成，各人員之間要相互配合。為了最終目標能夠完美實現，各專業的設計人員進行設計都要遵循一種流程，這種流程保證設計任務的順利進行完成。以下就是協同設計的工作流程圖，如圖1所示。

為了協同設計能夠實現，需要在項目的初級準備階段進行BIM設計信息的平臺交換，各個專業的人員都需要在這個平臺上對本專業的設計內容共享。而后就是協同設計進行準備需要支持設計的軟件，為BIM模型的構建選擇合適的三維設計軟件。各專業需要設定本專業設計的項目模板在自己熟悉的軟件操作界面，這是設計項目的準備工作。專業間信息共享被作為協同設計的核心工作，專業信息可被不同專業共享到專業設計的平臺上。共享平臺能夠為各專業設計人員隨時提供新的模型信息，達到實際過程中需要的各種要求。

在項目建設施工階段，傳統的協同設計方法中的很多缺點就會暴露出來，例如：施工的可行性低，施工的質量不穩定，工期很難得到保證，總做效率低等都是傳統的方式下的不足，而BIM技術下，這些個問題完全不會出現，可以充分顯示出BIM的價值所在。BIM技術的實施可以有效地縮短工期，減少人力資源的浪費，消除各專業間的不和諧。

預制加工在BIM技術下也得以實現。BIM技術可以對工程項目細節構建模型，這就對指導預計生產以及施工有了很大的幫助。構建的3D模型為數據控制的機械化的自動生產提供了有力的條件，使生產可以順利進行。自動化生產模式目前在鋼結構制造、金屬板制造、玻璃品制造等多方面已經被應用，并且應用的相當成功。這種模式對需要的構件加以設計和批量生產可以很容易的實現，這樣不僅可以節省時間，還節約了資金，還有準確高效的優點；而且也消除了用二維圖紙施工過程中某些不確定性使構建與應用環境不相配的情況。

3　BIM在建筑設計中應用的技術手段

BIM技術的應用為建筑協同設計的全生命周期帶來了質的飛躍。BIM技術在建筑設計中的實際應用中有許多的技術體現，例如：BIM技術下，可以使得設計信息在各個專業設計人員間共享，設計能夠順利且高效的完成。所以這種技術在中國的建筑行業里是必不可少的。BIM技術在實施過程中，需要對項目進行定義和規范實施的基本條件，以及制定BIM設計的相關人員的結構組成，以及策劃以BIM模型為管理核心的資源管理方案等。可以說，沒有一個標準的BIM應用，就不能夠充分的發揮出BIM系統的優勢。

BIM協同設計技術在建筑設計中開展的方式以及技術手段是我們進行要研究的重中之重，因為這并不是一項可以單獨完成的工作項目，這項工作需要各專業統一協作進行，所以討論BIM技術的協同工作模式和構建模型的標準是工程順利進行且能夠最終完成的重要基礎。

圖1　基于BIM的協同設計工作流程

協同工作的模式基于統一的BIM模型數據源，與傳統的工作模式完全不同，這種模式可以保持數據間良好的關聯性和統一性，信息數據共享也可以高度的完成，信息并可以被更加充分的利用。

4　辦公樓建筑設計中對BIM技術的應用

BIM技術在辦公樓建筑設計上的應用有非常大的好處，主要體現在對建筑設計過程簡化，能夠將設計圖紙中存在的每一個問題都較為直觀形象表現出來，有助于及時的修改，有助于設計向3D化、模型化的方向發展，同時也信息的提供上也能有很大的幫助，還能夠幫助決策者準確的進行判斷。通過計算機BIM技術的模擬，對于設計質量的提高和施工速度的加快都起到了很大的作用。工程的參與者能夠通過該技術較好的及時的進行設計問題的處理，有助于施工成本的降低。所以，BIM技術的應用，能夠極大的節約時間和成本。

同時在辦公樓建造施工的時候，通過BIM技術的應用，能夠有效的避免浪費的現象，有助于節約資源的綠色目標的實現。通過BIM技術進行三維信息模型的建立，是BIM最為直觀和突出的功能之一。BIM技術模擬施工的目的就在于在施工前對施工的整個過程完成模擬，對不同資源配置對工期的影響進行分析，通過對成本、工期、材料等方面的綜合考慮，獲得最優的建筑施工方案，盡可能的降低因建筑過程中的錯誤而導致的成本浪費。BIM技術在三維可視化和降低識圖誤差方面有非常大的優勢，利用該技術在前期進行的碰撞檢查，能夠加將空間關系沖突問題進行更加直觀的解決，實現對工程設計的優化，盡可能避免出現錯誤或者返工的現象，保證施工計劃與實際進展同步進行。

5　結語

如今企業發展和產量進步都在信息技術的推動下進行，信息技術的利用成了一項很重要的發展手段，BIM有很多可視化、易協調、易模擬、優化清和出圖方便的優點，可以在各種軟件對各種項目進行協調，生產的效率也得到很大提升，項目參與方溝通起來也更加便捷，項目質量也得到了更好的控制。

［1］肖良麗，方婉蓉，吳子昊，王小濤.淺析BIM技術在建筑工程設計中的應用優勢［J］.工程建設與設計，2013（01）74-77.

［2］李農，劉玄燁.BIM技術在建筑照明設計中的應用展望［J］.照明工程學報，2013，（05）12-15+63.

［3］劉占省，趙明，徐瑞龍.BIM技術在建筑設計、項目施工及管理中的應用［J］.建筑技術開發，2013，（03）65-71.