BIM技術在建筑設計中的應用與對比分析

劉賽楠

(中國十九冶集團有限公司， 四川成都 610000)

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BIM技術在建筑設計中的應用與對比分析

劉賽楠

(中國十九冶集團有限公司， 四川成都 610000)

文章以樂至縣中醫院門診樓和住院樓設計為例，將傳統設計的圖紙與利用BIM技術做出的設計成果進行比較分析，重點從方案階段和后期各專業之間空間位置關系兩個方面分析BIM技術在建筑設計中應用的優缺。

BIM； 建筑設計； Autodesk Revit

BIM(建筑信息模型)是Autodesk公司于2002年提出的。如今，BIM的發展潮流已勢不可擋，美國及歐洲一些國家基于BIM技術應用軟件的普及率已達60 %～70 %。而在國內，隨著建筑業對信息化要求的不斷提高、國家科研投入不斷增多及大力推動和基于BIM技術的軟件開發商宣傳下，相關機構和各個部門已經開始著手研究和應用BIM技術。并且在 “十五”期間，國家政府部門推動BIM技術的發展應用，已充分的表明BIM以后的發展和應用勢必會占有相當大的市場。

BIM(Building Information Modeling)指的是建筑信息模型，是近些年來在計算機輔助建筑設計領域出現的新技術，它是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎建立完整的、高度集成的建筑工程項目信息化模型，從而在建筑工程設計、施工及管理等整個生命周期內，提高建筑工程的信息化、集成化程度[1]。所謂信息化是指在BIM模型中除了傳統模型中展現的材料及簡單的做法外，還有具體的裝飾材料，詳細的建筑做法，結構特性，而且還能夠根據甲方要求詳細的添加更多的信息資料；集成化指的是在BIM模型中能夠將建筑、結構、機電等相關的專業集成為一個模型，能夠切實的看到各個專業的相對位置等，為后期的施工提供的更詳細的數據和相對位置。

1 工程概況

醫院建筑是建筑項目中較為復雜的建筑類型之一，醫院建設中的節能、資源可持續利用等策略也日益被重視，而在設計階段，設計方案和后期各專業設計理念成為建設該項目的重點。

本文以樂至縣中醫院門診樓和住院樓設計為例，把傳統CAD設計出來的圖紙，運用BIM技術在三維空間展現出來，對傳統CAD設計成果進行分析。本工程名稱為樂至縣中醫院主體遷建工程，門診樓總建筑面積11 423.91 m2，地上4層，建筑高度20.700 m,住院樓總建筑面積11 737.34 m2，地上11層，建筑高度44.100 m。

2 模型的建立

2.1 建筑模型的建立

該項目模型建立應用的是Revit系列軟件，包含Revit Architecture ( 建筑設計) 、Revit Structure( 結構設計) 、Revit MEP( 建筑設備)，這樣可以利用同一個平臺進行協同設計[1]。通過創造的狗共同的模板，各專業可以將信息模型建立，最后方便的進行鏈接或者整合。

首先，在Revit中任一里面建立標高和平面，將其保存為一個.rte格式的樣板。其次，將一層平面圖進行寫塊，導入Revit中一層平面內，拾取軸網；再次，將每層平面圖寫塊，導入Revit中相應平面內，以縱橫軸網為標準使其對齊。最后，按照設計要求，對建筑的墻體、門窗、裝飾配件的外觀和材質進行相應設計。完整的建筑模型見圖1。

圖1 完整的建筑模型

2.2 結構及設備模型的建立

打開建筑模型時建立的模板，同樣將結構、機電施工圖打塊后導入Revit中，按照設計要求建立梁、板、柱、水管、風管、橋架等，門診樓及連廊建立起來的結構及設備模型如圖2、圖3所示。

圖2 結構模型

圖3 設備模型

利用Revit軟件，將設計好的樂至縣中醫院的施工圖紙轉化為三維模型，包含建筑、結構、給排水、電氣、暖通5個專業，整合后的建筑模型渲染后見圖4。

圖4 渲染后模型

3 分析

3.1 方案階段

(1)傳統方法制作的方案圖，由于經費等因素報送至建設單位時一般只有正面、側面、整體圖等幾張，而且，這些方案圖在圖紙上不能看清楚局部的處理和設計，更顯示不出方案的優勢，只有靠設計師在一旁做詳細的介紹，這也讓建設單位和非專業設計人員無法理解，不能更清楚的展示自己的設計意圖。而用BIM技術建立的方案圖紙，可以通過制作的動畫，多角度漫游，讓人們從不同的角度看該項目建成后的樣子，更加直觀。圖5是傳統二維方案圖和BIM模型中截取的方案圖。

(2)不僅僅是外觀造型，內部的細節也是可以通過動畫和現場展示，更直觀的看到每個細節。該模型可以從不同的角度，不同的局部看到設計造型。內部展示見圖6(文中僅截取了幾個面)。

3.2 碰撞檢測

近些年在工程的施工過程中出現工藝及專業間設計沖突的地方依然很多，導致工期和成本的增加。諸如此類問題，查閱公司近3年所設計項目資料后發現，隨著時間的推移，不同專業之間的設計師從方案階段到初設階段再到最后的施工圖階段，由于某一專業的改動影響別的專業的修改，最終因為返工量大而形成無盡的“打架”。

采用BIM技術建立三維模型，運用Navisworks Simulate校審軟件進行沖突檢測以及干擾檢查。可以很直觀的發現這些沖突，并為后期修改圖紙錯誤提供數據支持。

(1)圖7所示是建筑結構留洞不一致，在用BIM建立的模型中能夠直觀的看到這一問題。

(2)圖8所示為水管與風管出現碰撞圖。在傳統的CAD

(a)傳統設計方案圖

(b) BIM技術模型中截取的幾個面圖5 傳統模型與BIM技術中的模型

圖6 內部展示圖

(a)對應傳統建筑結構施工圖

(b)BIM模型中洞口圖7 BIM模型與傳統模型對比(一)

(a)BIM模型中水管風管碰撞展示圖

(b)二維水暖施工圖圖8 BIM模型與傳統模型對比(二)

(a)BIM模型設備位置安裝不合理(一)

(b) BIM模型設備位置安裝不合理(二)圖9 BIM模型與傳統模型對比(三)

設計過程中，分別出暖通和水的施工圖，標高分別由各專業的設計人員標注，由于圖紙量大，會出現各專業碰撞現象。

(3)圖9中通過BIM模型顯示設計不合理或者孔洞設備位置不合適等問題。

4 結束語

雖然目前BIM技術的應用還存在一些問題，但是我們也從各個方面看到了BIM的實際價值，未來BIM的應用可能會促使建筑業向設計、施工總承包的方向發展，從一個項目的開始就使用BIM，通過項目運行的不同階段不斷完善同一個模型，不斷增加專業的信息數據。這樣不但發揮了各行業人自身的專業優勢，也增強了數據的流動性，節省了時間、人力和物力。

[1] 岳杰. BIM 技術及其在建筑設計中的應用[J]. 四川建材， 2011，37(5) : 270-271.

[2] 楊科,康登澤,車傳波,等.基于BIM的碰撞檢查在協同設計的研究[J]. 土木建筑工程信息技術， 2013(4).

劉賽楠(1986～)，女，碩士，工程師，從事設計工作。

TU201.4

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[定稿日期]2016-10-28