BIM技術發展及其在現代建筑設計中的應用優勢

于光泉 包朋華 馬艷英

摘要：現代社會正逐步完成著由工業化向信息化的過渡，信息技術也在各行各業中滲透。為了滿足人們對建筑美觀、舒適、實用、安全、節能等越來越高的設計要求，數字信息化時代BIM技術的出現成為了一種新的設計理念，給建筑行業的發展帶來新的可能，借助建筑信息模型實現建筑設計由二維到三維，由單一過程到建筑全生命周期管理的轉變。本文從BIM技術的概念和起源出發，簡述了國內外BIM技術的發展過程，并詳細闡述了BIM技術在建筑設計過程中的應用及其發展優勢。以期增加建筑設計者對BIM技術的認識和了解。

關鍵詞：BIM技術;建筑設計;應用發展

中圖分類號：TU17 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-9129（2017）16-0072-01

Abstract： modern society is gradually completing the transition from industrialization to informatization， and information technology is permeated in all walks of life. In order to meet people's increasingly high design requirements for architecture beauty， comfort， practicality， safety， and energy conservation， the emergence of BIM technology in the digital information age has become a new design concept， bringing new possibilities to the development of the construction industry. The architectural information model is used to realize the transformation of architectural design from two-dimensional to three-dimensional， from a single process to the whole life cycle management of the building. Based on the concept and origin of BIM technology， this paper briefly describes the development process of BIM technology at home and abroad， and expounds the application and development advantages of BIM technology in architectural design. In order to increase the architect's knowledge and understanding of BIM technology.

Key words：BIM technology architecture design application development

1 BIM技術發展過程簡介

1.1BIM技術介紹。在處理復雜建筑工程時，傳統設計方法有著明顯的缺陷，建筑設計各階段的信息是彼此獨立的，系統也比較單一，建筑信息模型（BuildingInformationModeling）的出現給設計行業帶來了一個高效便捷的設計理念和設計方法，提高了建筑的設計水平和建造質量，BIM技術是近現代提出的，以計算機輔助設計方法為基礎，整合了建筑工程中各階段的數據信息所形成的完整且集成度高的信息化模型，包括各種建筑物構件的幾何參數、類型屬性的信息，甚至包含一些空間運動狀態的非構件狀態信息。并且這些數據信息在整個建筑的生命周期中是可調整變化的，不僅能及時更新信息，也能在有需要時及時的調用相關數據，從而方便相關決策的制定并能有效的降低建筑成本。BIM技術主要是通過數字化編碼將建筑設計中的各種構件信息進行定義和表現，建筑對象則根據已制定好的屬性信息建模組裝成完整的建筑形態。從建筑的概念設計階段到最后的建筑運營階段，BIM技術都能很好的儲存相關信息，并實現信息資源的共享。

1.2BIM技術在國外的發展。BIM概念最早的提出是美國《AIA雜志》（已停刊）上卡耐基麥隆大學的查克·伊士曼博士一篇發表的關于建筑描述系統的文章。在2002年，“BuildingInformationModeling”的概念才被正式提出。

美國政府和協會出臺了各項BIM技術的相關標準，從2003年開始，美國建筑行業采用三維輔助設計的比例逐年增高，到2007年，美國政府要求所有招標的大型建筑項目都要提交建筑的空間規劃驗證和利用BIM技術繪制完成的建筑概念展示模型。日本的“BIM元年”開始于2008年，起初大家日本建筑設計行業看重的是BIM技術的三維可視化效果，但隨著BIM技術優點的逐漸展現，人們開始推崇使用BIM技術來提高建筑項目的建設效率。韓國的BIM技術應用在亞洲各國中相對領先，政府部門不僅為相關企業編制三維協同設計的使用標準，并要求建筑相關從業者在申請建造公共機構項目時全面應用BIM技術。新加坡的BIM概念形成較早，除了政府對建筑行業的各種要求的提出，新加坡的高等教育學校也為相關人士設立了BIM學位以鼓勵大家使用該技術。

1.3BIM技術在中國的發展。我國的BIM技術應用起步較晚，BIM的初步研究是由專業人員研究IFC標準開始的，國家863計劃項目也是基于IFC標準提出了“數字社區信息表達與交換標準”，這也是我國建筑行業信息化的開始。隨后在“十一五”科技支持項目中設立與BIM技術應用相關的研究課題，中國建筑學會也開始討論分析BIM技術在中國發展的應用可能性，2010年，BIM技術討論熱度在我國迅速增長，其技術地位也不斷被確立。2011年，建筑相關部門出臺了各種BIM技術推進措施的相關規定，一線城市的建筑行業組織也不斷將BIM技術應用到實際工程中，使得我國的BIM技術應用得到快速發展。從國家政策到地方政府、從高校的BIM技術理論研究到建筑行業的應用實例，從設計階段的應用到預加工和施工管理階段的運用，BIM技術在我國快速成長著，不斷壯大著。

2 BIM技術在建筑設計中的具體應用

傳統的建筑設計大多會以圖紙的方式表達信息，這類的信息傳遞難以精確表示建筑材料的用量、建筑構件的受力分析和抗震預測類的信息，而BIM技術通過建立模型的方式把全部信息都表現在電腦等智能產品上，它在建筑整個建造過程中起到的作用也是顯而易見的，從建筑的策劃實施到建筑方案的論證，從建筑整體性能的分析到施工過程的分析，BIM都能很好的將這些獨立的過程有效的聯系起來，進行可視化的協同設計過程。BIM技術在建筑設計過程中的具體體現在以下幾個方面：

2.1利用BIM技術形成的三維虛擬建筑模型能直觀的傳達建筑方案的設計理念。建筑的方案設計過程是整個建筑項目開展的基礎。在方案設計的初期建立概括性的三維空間模型，能很好的增強設計成員之間的溝通交流，以可視化的具體設計形態代替傳統的二維圖紙，使得設計人員能看見虛擬的平立剖面的設計情況，它所提供的設計信息相較于圖紙而言更為豐富。同時建筑設計方案一旦確立，它所形成的三維模型是可動態變化的，可以根據后期具體的設計要點對模型和圖紙進行及時的更新，提高工作效率。

2.2BIM技術與建筑技術設計階段的結合能有效的避免設計盲區帶來的不協調性甚至是質量問題。對于像門、窗、墻體、桌子、裝飾、樓梯等建筑構件，可以根據實際設計尺寸和構件的屬性在BIM技術中添加或修改。由于BIM的三維可視性，使得設計者們能及時觀察到不同構件的組合情況，這種虛擬的仿真圖像可以大大提高建筑設計的質量，對于體型復雜的建筑項目也能實時的觀察它任意位置的剖面情況，減少平面設計不易發現的設計不合理性和不協調性。

2.3利用BIM技術快速導出建筑項目施工圖。在建筑方案設計和建筑技術設計階段完成后，通過三維模型在不同方向的投影能快速生成平面、立面、剖面的二維圖形，再在施工圖紙上對二維圖形添加相關注釋和標記以完成最后的施工圖繪制。這種設計過程是高效且便捷的。

3 BIM技術的應用優勢

BIM技術應用最明顯的優勢是其可視性，它除了可以做成與3DMAX類似的建筑效果圖和建筑動畫模擬，它可以對建筑結構進行計算分析并完成相應的施工圖紙。同樣，建筑信息的數字化可以使得建筑各構件的幾個尺寸，材料信息等得到科學的優化。在綠色環保理念越發流行的今天，結合人們居住舒適度需求設置空調、暖氣等能源設備，讓能源設備的用處最大化，這也是綠色設計從概念變成了實際可操作性的過程，BIM技術對環境的分析考量適應建筑綠色發展的需要，減少污染。除了在設計過程中的優勢，BIM技術在施工管理過程中也能有效的提高工程管理質量。數字信息化的特點使得各材料的用量能精確統計，再通過設置科學的管理標準，可以快速確定不同工種的配比，施工者的調度等管理過程，并合理的分配任何可利用的資源，使得施工過程高效完成。BIM模型的建立不僅較好的顯示了建筑項目的各項設計內容方便管理者查看，也能在管理過程中根據不同的特殊情況對信息進行更新補充，像財務、場地和工程量等較復雜量又大的工程信息需要許多專業人士的配合計算，BIM的這一優勢能極大的緩解工作人員的工作壓力。

4 結束語

目前，BIM技術在建筑設計過程中取得的質量安全和經濟效果使得該技術的應用越來越廣泛。數字化的時代決定了建筑信息化的發展前景，BIM技術給建筑行業帶來的巨大發展空間也使得我們對這一技術的認可度越來越高。我國的BIM技術應用也在不斷攀升新的臺階，它的科學性和規范性很大程度上減少了建筑項目實施過程中的漏洞和盲點，是建筑可持續發展道路上的重要部分。但如今的BIM技術依舊不夠成熟，在不同的建筑工程行業的信息溝通仍有一定的不足，只有相關行業全部參與進來，建筑的數字時代才算真正的開始了。總之，BIM技術的研發和拓展有著相當大的潛力，我們根據建筑發展形勢適時的作出調整，才能建造出更加新、更加美觀、更加實用舒適的建筑。

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