BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用研究

(安徽盛巢建筑設(shè)計(jì)有限公司　安徽　合肥　230000)

一、引言

從實(shí)際情況看來，我國建筑行業(yè)采用BIM技術(shù)可以顯著改善建筑設(shè)計(jì)、施工與營銷的效果，同時(shí)是建筑設(shè)計(jì)堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展理念的體現(xiàn)。如何將BIM技術(shù)更好地應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中是值得我們思考的問題。

二、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)主要通過建筑結(jié)構(gòu)的物理特性、幾何特征等信息，由專業(yè)人員將上述信息錄入數(shù)據(jù)庫中，之后構(gòu)建項(xiàng)目工程的信息模型，利用模型對(duì)項(xiàng)目工程的各項(xiàng)信息進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)各部門可以實(shí)時(shí)共享，相關(guān)人員可以根據(jù)信息不斷完善設(shè)計(jì)方案。

與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不同的是，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以改變信息難以實(shí)時(shí)交換的局面，并可通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的有效管理與研究。BIM技術(shù)下的項(xiàng)目工程數(shù)據(jù)庫具有透明化、關(guān)聯(lián)性、實(shí)時(shí)檢查等特點(diǎn)。可視化是指借助BIM技術(shù)利用數(shù)據(jù)庫的信息建立數(shù)學(xué)模型，將不同的建筑物借助模型進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)整，使建筑設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性以及適用性得到了較大地提升。在BIM模型中，各個(gè)建筑信息之間的關(guān)聯(lián)性較大。如果設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)原有的設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行調(diào)整，可以通過BIM模型直接調(diào)整數(shù)據(jù)。同時(shí)，BIM模型中不僅僅涉及到了建筑專業(yè)的知識(shí)。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)要求特別高的客戶，設(shè)計(jì)人員可以利用BIM模型，利用協(xié)同平臺(tái)在線采集各個(gè)專業(yè)的數(shù)據(jù)，以便更好地滿足客戶的需求[1]。實(shí)時(shí)檢查是指設(shè)計(jì)人員可以利用BIM模型將較為復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)合理，并可通過模型直觀地對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了解，從而合理、科學(xué)地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步提升建筑設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。

三、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

(一)BIM技術(shù)在項(xiàng)目成本與可行性分析中的應(yīng)用

建筑企業(yè)在項(xiàng)目工程規(guī)劃階段可通過BIM技術(shù)獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，并利用BIM模型分析項(xiàng)目工程建設(shè)的可行性與合理性。與傳統(tǒng)的項(xiàng)目工程規(guī)劃分析相比，利用BIM技術(shù)的分析不僅可以節(jié)約該階段的投入資金，還有利于項(xiàng)目工程建設(shè)的可行性分析，進(jìn)一步縮短工期。值得注意的是，在實(shí)際的項(xiàng)目成本與可行性分析中，建筑企業(yè)需來考慮建筑工程與周邊環(huán)境的完整性，合理、科學(xué)地調(diào)查與分析產(chǎn)業(yè)與建筑工程的科學(xué)性、可靠性、實(shí)用性等[2]。對(duì)于工程量大、施工要求高的建筑工程，通過BIM模型可以較為精確的評(píng)估建設(shè)成本，并可根據(jù)后期變化情況實(shí)時(shí)估算項(xiàng)目成本。

(二)虛擬模擬數(shù)據(jù)

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)形式，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式難以較為全面地分析建筑工程內(nèi)部構(gòu)件的受力情況、構(gòu)件抗震效果以及工程材料、技術(shù)等。而基于BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)模型可以將建筑工程內(nèi)部、外部的各項(xiàng)數(shù)據(jù)直觀對(duì)展現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)人員的眼前。第一，通過數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)人員可進(jìn)一步對(duì)建筑物的支撐力、地面壓力等全面分析。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的項(xiàng)目工程，例如高層建筑、地下室等，支撐力會(huì)直接影響到建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。面對(duì)這種情況，傳統(tǒng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的精確性與科學(xué)性相對(duì)較差，其設(shè)計(jì)分析結(jié)果與實(shí)際需求不相符。BIM技術(shù)下的數(shù)據(jù)模型可以將數(shù)據(jù)以3D圖形的形式展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員眼前，并利用計(jì)算機(jī)卓越的計(jì)算能力將建筑工程內(nèi)部、外部數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，不僅有利于設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)方案的修改，而且可以確保新建筑設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、可靠性與可行性。第二，對(duì)于地震頻發(fā)地區(qū)的高層建筑而言，其建筑結(jié)構(gòu)必須具備較好的抗震性能。設(shè)計(jì)人員難以通過傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)形式分析建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件的受力情況與抗震能力。而借助BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可對(duì)建模上的數(shù)據(jù)進(jìn)行假設(shè)，分析其在不同受力情況下的內(nèi)部構(gòu)件的受力情況與變形情況，并參考這一結(jié)果對(duì)項(xiàng)目工程內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計(jì)合理優(yōu)化。建筑材料的質(zhì)量與用量既直接關(guān)系到建筑工程整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與抗震能力，還與建筑企業(yè)的建筑成本聯(lián)系較大。利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行準(zhǔn)確建筑物面積計(jì)算，之后由相關(guān)人員根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析項(xiàng)目施工鋼筋混凝土、磚塊、水泥等用量數(shù)據(jù)，同時(shí)深入分析每一施工過程的材料用量，從而優(yōu)化項(xiàng)目工程預(yù)算管理。第三，BIM模型既能夠?qū)ㄖこ陶w準(zhǔn)確分析，還可以將內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)單獨(dú)計(jì)算與研究，細(xì)化內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計(jì)，使建筑設(shè)計(jì)人員能夠抓好建筑物內(nèi)部的每一細(xì)節(jié)。對(duì)于房屋住宅設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好虛考慮到后續(xù)的使用，例如房屋水電管道、燃?xì)夤艿赖陌惭b與使用，提升建筑物的實(shí)用性與舒適性。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)較大問題的建筑設(shè)計(jì)，利用BIM技術(shù)可以快速找出問題的關(guān)鍵，分析產(chǎn)生問題的原因，這是傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式無法比擬的。

(三)推動(dòng)綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展

隨著科學(xué)發(fā)展觀、生態(tài)建設(shè)等理念的提出，節(jié)能減排、綠色發(fā)展理念逐漸被應(yīng)用于我國各行各業(yè)中，建筑綠色設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。BIM技術(shù)的應(yīng)用使建筑工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營各個(gè)流程的成本與費(fèi)用得到了嚴(yán)格的控制，節(jié)約了材料與能源，減少了周邊生態(tài)環(huán)境的破壞，是生態(tài)建設(shè)的體現(xiàn)。綠色設(shè)計(jì)中采用BIM技術(shù)可以實(shí)時(shí)模擬不同環(huán)境下建筑物內(nèi)部的采光情況、溫度以及濕度等，并綜合計(jì)算機(jī)與人工分析結(jié)果調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)計(jì)，提高建筑物后續(xù)使用的舒適度，降低室內(nèi)電器的使用頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)[3]。與此同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以改善建筑結(jié)構(gòu)，可以將其運(yùn)用在更多項(xiàng)目工程的綠色建筑中，為我國建筑行業(yè)的綠色設(shè)計(jì)提供良好的技術(shù)支持。

(四)BIM技術(shù)在施工與維護(hù)方面的應(yīng)用

在項(xiàng)目工程施工的過程中，其施工技術(shù)、建筑材料、施工工藝、施工設(shè)備等都在建筑設(shè)計(jì)方案中國有著明確要求，施工各項(xiàng)工作應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范與施工設(shè)計(jì)方案的要求。由于部分項(xiàng)目在施工過程中會(huì)出現(xiàn)突發(fā)問題，或存在一定的安全隱患。相關(guān)人員利用BIM技術(shù)可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)與施工和質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查與評(píng)估，及時(shí)解決問題、排查安全隱患，確保家族施工的質(zhì)量與效率。同時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的不同工種之間在某一項(xiàng)目中可能發(fā)生矛盾，通過BIM技術(shù)及時(shí)調(diào)整，及時(shí)對(duì)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，緩解矛盾。

在項(xiàng)目工程后期維護(hù)階段，企業(yè)可為使用者提供信息查詢等功能，并借助BIM技術(shù)將使用者反饋的大量信息整合、計(jì)算、分析，再參考結(jié)果對(duì)比設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。此外，利用BIM技術(shù)可以實(shí)時(shí)評(píng)估建筑物的使用情況、性能以及受力情況，為后續(xù)設(shè)計(jì)將提供參考意見，提高建筑工程的整體質(zhì)量與安全性。

四、結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)是一種新型的設(shè)計(jì)方法，具有良好的效果。通過BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖこ陶w與內(nèi)部構(gòu)件的受力情況等全面分析，并可通過數(shù)據(jù)模型為設(shè)計(jì)人員提供直觀的數(shù)據(jù)分析，便于設(shè)計(jì)人員完善設(shè)計(jì)方案，確保建筑工程設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性與可行性。同時(shí)，IM技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。