現代房屋建筑設計中的BIM技術應用及特征

1.黃培君 2.王 瀚 3.楊偉照

1.身份證號：320682198911195602 2.身份證號：321281199009255858 3.上海眾誼建筑設計有限公司南京分公司

前言

BIM(Building information model)最早源自美國學者，直譯含義為建筑信息模型，從概念上理解，它指的是通過綜合幾何模型數據信息、功能信息和結構信息構建數據庫，運用虛擬技術、3D模型技術等現代化信息技術構筑建筑模型，為建筑設計提供更加直觀、準確、高效的數字描述的方法。例如，在傳統的CAD軟件墻體繪制中，一般是采用二維平行線進行墻體表述的，而在BIM技術中所顯示的墻體對象則不僅包含了墻體的幾何尺寸長、寬、高等基礎數據內容，同時還包括了墻體規格、表面處理方法、保溫材料隔熱性能等，具有高度的項目關聯性。為了充分借助BIM技術優勢，提高建筑設計水平，筆者就現代房屋建筑設計中的BIM技術應用及特征展開了下述研究。

1 現代房屋建筑設計中的BIM技術應用途徑

1.1 建筑平面設計應用

房屋建筑設計中應用BIM技術進行平面分析是最基礎的內容，設計師可運用此技術進行空間規劃，對建筑的具體地形和空間進行全方位分析，在此過程中通常還需要結合GIS(地理信息系統)技術對建筑可視度加以判斷。這是因為建筑設計過程中通常需要充分考慮建筑物所在地及周邊場地的地形條件，包括附近建筑物、地下管道、周圍水體環境、有無溝壑等內容，設計師在進行房屋建筑平面規劃時必須充分將這些客觀因素均納入到統籌范圍內，詳細掌握周邊各類復雜地形的數據信息，進行合理、準確的空間規劃，這就要求設計師以實際數據為基礎完成平面地形相關參數分析和方案設計。

1.2 立體三維設計應用

應用BIM技術進行房屋建筑3D立體化分析是建筑設計中的重要內容，它能夠幫助設計師從規劃可視度和室內視野雙重角度進行房屋設計。其中規劃可視度指的是在特定范圍內對房屋建筑物的具體可見度進行分析。由于建筑物本身及其周邊環境均會對建筑物可視度產生影響，從而增加客觀參數的誤差度，而采用BIM技術則可在短時間內對特定建筑物的具體可視度加以確認。比如，在計算某小區中心區域的可視度時，僅需建立高度參數為1800的網格分析模型，同時從人眼高度角度出發，考慮余弦定理對網格模型的影響，當中心區域可視度處于較低水平時，需要結合模型分析結果適當調整周邊建筑物景觀，達到最佳設計效果。

1.3 建筑節能設計應用

設計師在利用BIM技術進行房屋建筑設計時，能夠綜合建筑物設計至建設相關的全部信息內容，綜合各種信息完成節能技術分析能夠有效提高節能分析效率，也是國際所倡導的綠色房屋建筑設計的具體表現形式。在房屋建筑設計中所融合的信息包括建筑機和信息、材料規格、性能等各項數據內容，將利用BIM技術所構建的建筑模型導入到相應的節能分析軟件當中來，即可得出建筑節能技術分析結果，有助于設計師以此為依據展開建筑節能設計。同時運用BIM技術創建的建筑模型能夠有效解決建筑節能設計中遇見的難題。例如，Revit Structure結構分析工具和精工綠筑GBS 集成技術可通過BIM軟件直接導入相關的建筑模型，獲取對應的數據信息，建成客觀的建筑熱模型，同時結合當地的風、雨、光照、氣溫等自然條件，模擬自然環境對建筑物的風蝕效果，分析建筑年均能量消耗，并結合計算結果設置建筑采暖、照明、電力等相關內容，避免資源浪費，實現節能化設計效果。

2 現代房屋建筑設計中的BIM技術應用特征

現代房屋建筑設計中的BIM技術應用特征主要體現在聯動性和多維化5D管理兩方面內容。聯動性主要是指設計師利用BIM軟件進行建筑物建模，從而將建筑物相關的各方面信息均納入至模型體系當中來，實現聯動性設計效果。例如，在設計某一建筑平面時，設計師僅需切換視角即可觀看建筑物的三維及剖面結構，并生成所需的材料表、施工圖等報表。而5D管理則是利用BIM系統構筑房屋3D施工模型，減少文檔設計錯誤，節約經濟成本，5D是在傳統的3D基礎上添加成本和時間兩類要素。除了上述兩種基本應用特征外，BIM技術在房屋建筑設計中還具有下述特征：(1)協調性優良，BIM技術科針對建筑物存在的管道結構沖突、房間供暖不均、預留洞口缺失、尺寸有誤等問題進行協調性規劃，減少方案設計中存在的不合理之處。(2)實現虛擬化施工效果，BIM技術通過計算機、分析軟件可對建筑模型進行系統性分析，對施工過程中可能存在的難題和問題加以準確預測，并采用相應的解決方法加以驗證，實現施工方案優化設計，提高建筑設計和施工的科學性及合理性。(3)完成建筑設計方案檢測、能源耗費分析和成本控制工作等內容，實現建筑工程的智能化和數字化管理，提高項目設計和管理效率。(4)仿真模擬房屋建筑具有的各項真實信息，包括建筑物幾何圖形信息、施工建設材料、進價、施工周期等相關參數數據，為建筑設計師和開發商提供房屋建筑的立體實景圖，以便參與方更加直觀地針對房屋建設問題進行溝通和交流，為建筑構造決策提供可靠的數據支持。

3 總結

綜上所述，BIM技術在房屋建筑設計中具有可視化、模擬性和協調性特點，可為設計人員提供全方位的例題實物模型圖，增強設計可視化效果，同時通過進行模擬實驗，還可為施工人員建設房屋建筑提供可靠的數據指導，提高施工經濟性和科學合理性，確保建筑質量，以此為現代房屋建筑設計提供借鑒。

[1]張立華.BIM技術在建筑設計階段的模型構建研究[J].現代電子技術，2016，v.39;No.456(1)