基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究

曹樹新

(杭州市城鄉建設設計院股份有限公司, 浙江 杭州 310000)

基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究

曹樹新

(杭州市城鄉建設設計院股份有限公司, 浙江 杭州 310000)

隨著科技的發展，越來越多的新型技術開始應用于各個行業，建筑行業作為大型行業的代表，也在不斷嘗試著引入新技術、新方法，以提高整個建筑設計效果和效率。將BIM（Building Information Modeling）技術應用到建筑施工當中，不僅能夠有效節約設計成本和建設成本，同時可以有效縮短整個建筑工程工期，而其擁有的極大特性不但能夠進一步優化項目方案，同時還能實現項目建成可視化展示、協調，使整個建筑業的設計、施工等取得極大進步。本文從BIM技術的特點出發，就BIM技術的五大特點優勢進行了對比分析，同時還具體闡述了BIM在建筑設計與施工管理中的應用，以期通過簡要分析，使相關建筑行業領域工作人員認識到信息管理的重要性，認識到BIM技術的重點和特點，提高建筑設計與施工管理效率，真正促進我國建筑行業的發展。

BIM；建筑信息模型；計算機輔助；設計與施工管理

建筑信息模型 BIM(Building Information Modeling)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[1]。其涵蓋了關于幾何學、空間關系、地理信息系統等各個方面的內容，不但可以有效展示出整個建筑從設計、施工、完成、運營等的全部生命周期，同時還能將整個建筑的各個部分、系統有效呈現出來。相對于傳統電腦輔助設計出來的矢量圖紙，由BIM設計出來的建筑信息模型則更能多圖、立體展示，使整個建筑物的設計實現數字化、精確化。BIM技術具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性等五大特點[2]。

1 BIM技術存在的特點

1.1 可視化

可視化是整個BIM技術應用的最大亮點。對于建筑施工產業來說，實現可視化不僅能夠使施工設計人員看到“立體圖紙”，將以往的二維線條立體的展示在人們面前，免除了傳統“想象圖紙”造成的誤差。另外，因為BIM的可視化特點，整個項目的設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策、運營等都能在可視狀態下進行。

1.2 協調性

目前，我國很多建筑行業的協調管理能力都較差，各單位部門之間的協調配合工作都存在問題，施工過程中常常發生扯皮、溝通不暢等問題，影響施工效率，且不能有效采取措施進行補救。而BIM技術的協調作用則可以有效除了這些問題，所有工程建造過程中，可以通過BIM建筑信息模型進行協調，各部門通過協調數據進行工作的溝通和解決，不但能有效提高溝通工作效率，同時還能解決各部門的碰撞問題，實現工程的高效運行、管理。

1.3 模擬性

模擬性也是BIM技術的一大優勢，BIM技術所具備的模擬性不但可以模擬出設計出的建筑模型，同時還能將建筑模型應用到虛擬世界，模擬真實世界中不容易操作的事物和程序[3]。比如在進行建筑設計時，可以通過計算機系統模擬緊急疏散通道、模擬日照模式、模擬逃生過程等，這些模型功能都能在低成本下進行，不但能節約其實現成本，同時還能通過模擬來優化確定更合理的施工方案。

1.4 優化性

整個建筑工程設計、施工過程中實際上是一個不斷進行設計、施工、運營等優化的過程，而采用BIM技術進行的建筑工程施工管理，能更加簡便、快捷的進行優化。通常情況下，優化的內容包括信息內容優化、程序復雜優化和建筑時間優化。在BIM技術系統中各項幾何信息、物理信息等都實際存在，可以通過系統直接進行優化操作。對于過于復雜的程序和信息，在BIM技術的幫助下，也不需要人員進行干預和優化，BIM技術都可以輕松實現。

1.5 可出圖性

相比起以往的2D圖紙，BIM系統下的圖紙不但可以展示出建筑外部，同時還可以具體展示各項內部構件及相互位置關系等等。通過可視化展示、協調、模擬、優化以后，可以幫助設計人員設計出更加完善、科學、合理的施工圖紙。

2 BIM在建筑設計與施工管理中的應用

2.1 優化交互設計

傳統的CAD制圖模式，設計出的是平面2D圖紙，對于一些特殊部件的構造和設計，不能立體展現出來，而采用BIM技術進行數字化建筑模型設計，可以在設計過程中，根據需要添加各項數據和內容，豐富建筑結構本身。并且，設計者可以直接通過計算機模式進行各部件交互活動，進行建筑的虛擬構建，使制圖更加生動、形象、直觀，這些方法都使得后期管理、施工方面更加簡便。

2.2 實現工程數據與構建模型的高度集成

利用BIM技術進行建筑設計，可以形成3D與2D結合的圖紙，設計者可以根據不同的建筑需求，定義建筑構件在不同視圖下呈現不同表現。并且，這些不同的表現是可以被人為調整的。例如，在設計建筑開關門的方向時，可以通過計算機數據進行調整，使三維模型也發生相應的調整，從而保持設計與施工的一致性。在整個BIM設計出的建筑模型中，工程數據與構件模型是高度集成的，而傳統的2D圖紙只是BIM模型的“副產品”[4]。

2.3 使模型修改高度智能化與自動化

參數模型是BIM技術的一大核心科技，通過參數模型，可以將設計模型與行為模型有效集成整體，而整個項目文件又是一個集成的數據庫，因此，所有的內容都可以準確實現關聯。與傳統的2D制圖相比，BIM產生的信息則更加全面、協調性好、一致性高，能幫助設計師得到高質量、協調一致、可靠的模型成果，從而幫助管理、溝通，大大提高了設計質量和效率，減少了圖紙的出錯率，大大節約了前期設計成本。

2.4 支持整個工程管理過程

BIM技術的確立是為了在建筑生命有效周期內，提供面向不同應用及階段，高度集成化的工程數據模型[5]。目的是在整個建筑工程過程中，從工程的計劃、設計、施工到管理、運營，BIM系統都可以從始至終的進行貫穿的操控管理。在這個管理過程中，系統可以根據各個條件創建不同的BIM模型，這些模型被設計人員創建后，可以通過計算機系統發布給其他部門，達到告知的目的，各個部門則可以根據系統發出的指令按計劃進行施工建設，使整個建筑建設過程中的每個環節都得到貫徹、統一，從而提高了各方面工作效率。

3 結語

社會發展，技術的進步，使得越來越多的高新技術應用于各個行業，基于BIM的計算機輔助技術也廣泛應用于建筑設計與施工管理中。將BIM技術應用于建筑設計與施工管理中，不但能有效提高建筑設計效果，優化設計流程和建筑流程，同時還能進一步提高施工管理效率，使建筑施工的各個環節得到有效控制和管理，真正提高工程建設質量和建設效率，促進整個建筑行業的發展和進步。作為建筑行業從業人員，要充分認識到BIM技術的各項優點，掌握BIM技術的基本操作方法和思路，在工作中，積極進行嘗試和創新，將新型技術與日常工作相結合，從而不斷優化工作流程、工作方法，不斷提升自身能力價值，從而促進我國建筑行業的轉型與發展。

[1]張樺.建筑設計行業前沿技術之一：基于BIM技術的設計與施工[J].建筑設計管理，2014，（1）：72-73.

[2]李志剛.BIM在我國建筑設計施工管理一體化中的應用與展望[J].城市建筑，2013，（22）：31-32.

[3]張建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的應用[J].施工技術，2012，（16）：17-18.

[4]曾旭東，譚潔.基于參數化智能技術的建筑信息模型[J].重慶大學學報（自然科學版），2016，（6）：77-77.

TU7

B

1007-6344（2017）10-0115-01