基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究

戶志偉 稅仕雄 王躬碩

沈陽理工大學，遼寧沈陽，110159

基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究

戶志偉 稅仕雄 王躬碩

沈陽理工大學，遼寧沈陽，110159

本文主要從傳統建筑設計和特點、建筑數字技術等方面探討了基于BIM計算機輔助技術在建筑設計中的應用，并從建筑施工管理和5D施工管理兩方面分析了基于BIM計算機輔助建筑施工管理，以期為優化建筑設計方案和提升建筑施工管理質量提供一些參考和意見。

計算機；BIM；建筑設計；施工管理

現階段，對于現代建筑的設計要求和施工管理要求更高，既要滿足人們對環境的需求，又要滿足建筑實用功能指標。借助BIM技術，可以打破傳統建筑設計模式的不可協調性、進而實現建筑設計的可視性和施工管理的可模擬性。

一、基于BIM計算機輔助技術在建筑設計中的應用

隨著信息技術的不斷發展，傳統建筑設計方法已不能滿足信息時代賦予建筑行業的方案設計要求。隨著計算機技術在建筑各個環節的應用增強，計算機輔助技術的優勢較為明顯，并成為未來建筑行業的發展趨勢。在建筑設計領域，計算機輔助技術與建筑設計方法的結合，可以達到優化建設設計方案、提升現代建筑方案設計效率的目的。

（一）傳統建筑設計和特點分析

對于建筑模型的設計，主要媒介為金屬、木材和復合材料等。按照合適的比例將設計對象轉化成三維實體模型。一般情況下，將圖形媒介與三維實體模型相結合之后，與二維圖示相比較，可以凸顯三維實體模型的抽象化。在具體設計中，借助圖形媒介可以將三維實體模型的作用與功能充分凸顯出來，但是易受客觀因素的影響，比如規模、材料和尺寸等。在不斷修改與調整建筑設計圖紙過程中，會造成大量時間的浪費，并嚴重損耗建筑設計師的精力。在這種情況下，積極引入計算機輔助技術，將BIM計算機輔助技術與建筑設計方法相結合，既可以提升圖紙設計效率，又可以降低損耗成本。

在記錄和保存數據方面，傳統建筑設計模型存在不同程度的局限性。在設計初期，設計師不僅需要花費大量時間收集相關信息和數據，還需要不斷調整和修改設計方案，以便達到優化設計方案的目的。隨著后期勘察工作依據報審工作的進行，設計師所需的數據更多、需要記錄的數據也更多。甚至在完成圖紙設計工作之后，其他數據還在不斷產生。如果使用傳統記錄方式，即紙張記錄方式收集和保存數據，信息重復率將會非常低。

（二）建筑數字技術

在現代建筑設計中，首要工作是考慮建筑的使用功能、建筑設計可持續發展性，從而為后期建筑施工活動打下堅實的基礎。隨著建筑行業規模的擴大，對建筑工程的設計要求和技術要求逐漸提高，附加于工程項目的信息量增加。這就需要做好項目實施作業和項目管理工作，并針對項目管理問題制定切實可行的解決措施。并處理好項目信息，實現節約造價成本、縮短工期、提高設計質量和管理效率的目的。建筑設計與施工管理屬于全生命周期管理范疇，建立信息化的建筑模型是全生命周期管理的關鍵點，并以此作為各項工作有序進展的依據。在全生命周期管理中，核心要素是建筑設計。與傳統建筑設計模式相比，數字化技術具有節約時間、設計成本低、設計效率高等優勢，因此被廣泛應用于建筑設計領域。首先，基于BIM計算機輔助設計技術在建筑發展過程中是一項新技術，隨著現代信息技術的發展和建筑行業規模的擴大，計算機已經滲透在建筑設計和施工的各個環節，CAD技術在建筑領域得到廣泛應用。目前，CAD技術成為建筑設計公司提升市場綜合競爭力的競爭方式。其次，站在唯物主體角度來講，建筑設計模式與建筑設計思維模式之間存在很大的關聯性。簡而言之，技術發展水平不同，建設設計工具和設計思維模式也會隨之發生變化。

（三）基于BIM技術的設計軟件技術特點

基于BIM技術的建筑設計軟件，數字化組合信息模型是該設計軟件的設計成果。該成果建立在三維空間基礎之上，模型的基本組成元素為建筑構件。以數字化形式將信息模型保存在數據庫中，從而方便更新，并實行信息共享。將各種信息以數字化形式保存在數據庫中，實現自動互動。設計者可以隨時更改模型，并在其關聯處發現出來，這樣既可以提高工作效率，又可以提升設計質量。

建筑構件是應用BIM建筑設計的基本圖形元素，并以此元素展開參數化設計，確保構件之間的關聯性，促使智能聯動和相互協調的實現。鑒于信息化建筑模型是建筑圖紙設計成果，在設計中，設計師可以快速收集相關信息，減少了施工圖設計時間，將有更多時間展開圖紙構思，隨時實現可視化。

三、建筑施工管理中的BIM技術

（一）在施工管理中的應用

目前，大多數建筑公司采用CAD技術展開項目設計與施工管理，并對該技術的應用進行了詳細的介紹。但是該技術具有明顯的缺陷 ，一旦運用不當，就會造成不必要的經濟損失。這就需要積極引入BIM計算機輔助技術，達到彌補CAD技術缺點的效果。建筑設計者可以借助BIM技術收集相關數據，展開圖紙設計工作。將BIM技術與數字化模型相結合，可以實現工程數據和構建模型高度集化。借助三維建筑模型設計方法，可以實現提升設計效率和設計質量的目的。在BIM技術支持下，建筑項目設計逐步向智能化、現代化、信息化方向發展。在參數化模型與數字化技術的引導下，基于BIM的計算輔助建筑施工管理更加高效，數據庫中的各項目文件之間是相互關聯的。在BIM技術下，無論是創建工程文檔還是管理資料，都變得更加便利。

（二）基于BIM的5D施工管理

在施工階段，借助BIM技術可以實現模擬施工現場和深化施工圖設計的目的。甚至可以實現4D至5D施工模擬，進而提升施工整體質量、保障施工進度、控制施工管理成本等。

基于BIM軟件創建的虛擬建筑模型，既可以容納數據庫全部信息，又可以對財務情況進行分析。所謂5D施工管理是指將3D建筑模型與時間管理、成本管理、材料控制等相結合的管理模式。運用5D施工系統，可以提升3D施工模型的建立效率，并有效減少文檔設計錯誤，實現提升設計效率和減少施工時間的目的。與此同時，運用5D施工管理可增強建筑設計師與分包商之間的合作與交流，進而減少不必要的經濟損失。

結束語：

將BIM計算機輔助技術引入現代建筑設計與施工管理體系，具有明顯的優勢。同時，隨著現代信息技術的發展和建筑設計技術的不斷更新，BIM技術能夠激發設計人員的思維靈感，為設計更好的建筑方案提供技術保障。因此，要明確基于BIM的計算機輔助設計技術的實際功用，并將其和建筑設計與施工管理有效結合起來，促進先關工作的進步發展，確保建筑工程可以得到最大的效益。

[1]徐國紅.基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究[J].現代商貿工業,2016,(18)∶188-189.

[2]張文川.BIM技術在計算機輔助建筑節能設計中的應用研究[J].科技經濟市場,2016,(07)∶70-71.

[3]劉曉光.基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究[J].居業,2015,(22)∶52+54.

[4]周華.計算機輔助建筑設計中BIM技術的應用[J].無線互聯科技,2015,(14)∶146-148.

TU723

B

1007-6344（2017）01-0158-01

戶志偉（1996--）男，重慶開縣人，計算機科學與技術專業

稅仕雄（1996--）男，四川榮縣人，計算機科學與技術專業

王躬碩（1996-）男，山東金鄉縣人，計算機科學與技術專業