基于BIM信息技術的建筑設計分析

滕華忠，王力軍

(中國石油大學（華東）規劃建設處，山東青島，266580)

基于BIM信息技術的建筑設計分析

滕華忠，王力軍

(中國石油大學（華東）規劃建設處，山東青島，266580)

隨著建筑行業信息化發展方向的明晰，BIM信息技術作為一種先進的信息技術，成為目前建筑設計信息化發展的重要手段。文章以BIM信息技術原理及其在建筑設計中的應用優勢分析為基礎，基于BIM信息技術的建筑設計實踐，以期為BIM信息技術在建筑行業的廣泛應用奠定基礎。

BIM信息技術；建筑設計；應用實踐

0 引言

在多年發展中，我國建筑行業取得了突出的成就，并已成為繼工業、農業和商業后的第四產業。尤其是近年來，隨著信息技術的發展與廣泛應用，國家更加注重建筑行業產業升級的信息化助推作用。同時，BIM以其關注貫穿建筑全生命周期信息的理念，得到了國際建筑行業的廣泛認可，成為建筑設計信息化發展的重要手段。因此，本文對基于BIM信息技術的建筑設計分析，對于推動建設設計的信息化發展具有重要現實意義。

1 BIM信息技術原理

BIM技術是一種全新的建筑信息模型，依托于三維數字信息，結合現代化信息技術與數字化技術優勢，建立全新的包括建筑物數據信息、專業屬性、狀態信息等內容的建筑工程信息庫。BIM技術使傳統的建筑設計的思維模式與應用工具被顛覆，在實際使用中通過對計算機數據的集中存儲、描述，轉變成全新的工程建筑信息，并應用于建筑圖紙設計中。同時，BIM信息技術在整個建筑工程的工程量統計、設備管理、成本核算等環節都發揮著重要作用，它以掃碼形式對整體建筑結構進行數字化描述，實現了數據信息屬性、特點的可視化展示，并能實現虛擬建筑功能，保證虛擬建筑中建筑視圖、圖形變現的完整性，有利于促進我國建筑行業快速發展，并實現建筑工程信息化管理。

2 BIM 信息技術在建筑設計中的應用優勢

2.1 可視性

在BIM信息技術，既可以得到類似于3DStudioVIT、3DMAX軟件制作的建筑效果圖與動畫， 又能夠實現建筑結構相關數據的計算，生產相關的施工圖紙，注釋構件參數等。

2.2 模擬性

BIM信息技術在進行建筑設計初期，可對相關參數進行有效模擬，并對其各項方案進行優化，如模擬日光照射情況，熱能傳導，通風情況，室外噪聲情況，緊急情況下的疏散人口情況等。

2.3 協調性

BIM信息技術的應用，可在同一模型中完成建筑業、機電業、結構等多種專業的協同。這樣，就可以避免不同業務間存在溝通，保障建筑設計及施工順利開展。

2.4 可優化性

BIM信息技術可對項目方案進行有效優化，包括幕墻、裙樓、屋頂以及異性結構的設計等，通過運用模型的幾何、規則、參數等實現其設計功能。同時，BIM信息技術不僅僅可以構建3D建筑模型，還可將施工進度及成本等內容進行有機結合，對動態進行5D的施工管理，還可在虛擬施工模型中生成相關的工程量的統計表、采購材料計劃表，施工進度報告書等。

3 基于BIM 信息技術的建筑設計實踐

3.1 4D施工進度控制

4D施工進度控制，是指利用BIM信息技術對項目施工進度進行直觀管控，通過BIM模型及工程量清單，來自動編制工程進度計劃，還可通過對工程進度實際值與計劃值的比較分析，提前預測工程在不同階段的完成情況，從而實現對項目整體風險的把控。此外，BIM 信息技術實現對各施工方案的比對分析，可幫助相關設計人員及時發現影響工期的潛在風險。若出現設計變更，還可利用BIM 信息技術在短時間內進行工程工期更新。如北京某建筑企業就成功應用BIM 信息技術，實現了其X建筑項目的4D施工進度控制，如圖1所示。

圖1 計劃進度和實際進度對比分析結果

如圖1所示，4D模型反映了該項目施工進度情況，左邊是工程量清單，右邊地下工程模型，兩者實現了實時的關聯，而不同色彩則體現了工程進度情況，包括提前、進行中和滯后等情況分析。

3.2 5D施工進度和成本聯動

基于BIM信息技術的建筑設計，還可實現5D施工進度和成本聯動，以此達到了對工程成本動態控制的目的，包括監控控制項目設計和施工進度，實際進度與計劃進度對比，控制進度款支付情況，成本與付款分析等內容，更利于工程成本的合理利用。同時，5D模擬能夠為建筑設計提供更加靈活、精確的施工方案，并根據工程建設實際對方案進行優化。

3.3 GIS+BIM 超大規模協同及分析

GIS+BIM超大規模協同技術的應用，主要針對于超過百萬平方米的超大型的園區、城鎮設計，他借助于大規模三維協同技術而實現，分析包括市政、道路等公共設施。目前該技術正嘗試應用于一些大規模建筑項目，通過三維模型進行建筑性能化分析，如日照、抗風、抗震、交通、火災、疏散、節能、防汛、環境影響分析等；并可對超大項目群性能進行模擬仿真，在各單個項目設計階段，評價分析設計方案，為設計者提供最佳設計方案分析，以此保證項目建成后不影響周圍環境，或降低對周圍環境的影響，并保證單體建筑達到最優的使用功能。

3.4 三維協同設計及出圖

基于BIM信息技術的建筑設計，還可利用三維構件進行多專業協同設計，借助于三維設計模型，生成建筑項目設計圖紙，既提高了傳統建筑設計效率，又保證了建筑設計的科學合理性。目前，基于BIM信息技術的三維協同設計及出圖，已經在寧波城市展覽館等項目中成功實踐，取得了顯著的應用效果。

3.5 集成性能分析

基于BIM信息技術的集成性能化分析，主要借助于高性能計算機平臺完成。它依托于模型對建筑項目位置太陽輻射、采光、遮陽及遮擋優化設計、風環境模擬等情況的綜合考量，進行集成性能化歸納和折中，為設計人員提供設計方案優化策略，以此提升建筑設計的科學合理性。

3.6 三維點云

BIM信息技術與三維激光掃描結合，便產生了三維點云技術，該技術可完整采集建筑現狀，并進行數字化歸檔，以便為建筑設計人員的設計過程提供有效的基礎數據，也為項目各方提供交流展示與管理的平臺。目前，這種BIM信息技術與三維激光掃描結合下的三維點云技術，已經廣泛應用于各類建筑設計項目中。

3.7 BIM+云技術

BIM信息技術與云技術的結合既減少了硬件設備投入，節約成本，又增強了異地跨平臺協作的可實施性。云技術屬于分布式計算技術，它利用計算機網絡實現了對計算處理程序的自動分拆，將其拆分成無數較小的子程序，然后再利用多部服務器組成的龐大系統，在搜尋、計算分析的基礎上，實現處理結果向用戶的傳輸。在BIM信息技術與云技術的結合過程中，可借助于云計算提高3～4倍的渲染速度，更快地渲染任務，還可將圖紙、照片、BIM模型、文本等工程資料上傳到云空間，設計人員、現場施工監理人員等都可直接通過聯網的計算機、手機、ipad等快速查閱和批注。

4 結束語

BIM信息技術在建筑設計中的應用，推動了我國建筑設計的信息化發展，提高了建筑設計工作質量與效率。BIM信息技術以其可視性、模擬性、協調性、可優化性等在建筑行業中的應用優勢，得到該領域專家學者的一致認可，并在4D施工進度控制、5D施工進度和成本聯動、GIS+BIM 超大規模協同及分析、集成性能分析、三維協同設計及出圖等方面取得了成功實踐，而BIM+云技術，以及BIM信息技術與三維激光掃描結合下的三維點云技術，也極大地提升了建筑設計的便利性、科學性。未來，我們應繼續在建筑行業各環節推廣BIM信息技術。

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Architectural design analysis based on BIM information technology

Teng Huazhong,Wang Lijun
(Campus Planning and construction Administrative office ,China University of petroleum(huadong),Qingdao Shandong,266580)

With the development of the construction industry informatization direction clear, BIM information technology as an advanced information technology, has become an important means of building design information development Based on the analysis of the advantages of BIM principle of information technology and its application in architectural design based on the architecture design of the BIM based on information technology, in order to lay the foundation for the wide application of information technology in the construction industry BIM

BIM information technology; architectural design; application practice