BIM技術在建筑設計中的應用探討

摘要：在當今社會經濟高速發展的前提下，建筑業也隨之迅猛的發展。對建筑設計的要求也就越來越高。在項目設計當中，經常會碰到設計周期短、建筑功能復雜、工期緊張的情況，如果還像傳統設計出圖方式，那么不可避免各專業之間要不斷拍圖、對圖，浪費大量時間、精力、效率低下。如果各專業設計人員只從本專業角度考慮問題，又缺少設計交流的過程，那么必定會引起設計方案的各種“疑難雜癥”。所以設計院傳統的設計出圖方式越來越不能滿足現在多部門、多專業之間及時交換信息，減少沖突的協同工作需要。而BIM技術的出現給建筑界帶來新的變革。BIM是一個可以提供協同設計、提高設計質量、工作效率的軟件平臺。BIM是多維模型參數數據集成技術，是對建筑工程固有特征和功能專有特性信息的數字化承載的直接表達。

關鍵詞：BIM技術；建筑設計；應用探討

1、BIM對建筑設計的影響簡析

BIM（Building Information Modeling）作為數字化信息時代的新興產物把隱含的建筑信息以可視化顯現。BIM模型的創建以建筑項目中的各項信息數據為基礎，再通過數字信息虛擬建筑物的實際真實信息，以三維模型呈現。傳統的圖紙通常是以二維展示建筑信息，但是通過BIM軟件—Revit，能把建筑信息以更直觀的三維模型展示在設計人員的眼前，幫助設計師更方便、更清晰的了解建筑設計項目本身，包括地形地貌、建筑造型、以及建筑內部的構造。用Revit作為設計師的工作平臺，將專業之間的分散設計轉向協同設計。通過數據之間的聯動性、相關性，從而保證建筑項目信息的更新，都能及時反饋到各專業之間。各專業能更準確的進行設計，提高工作效率和設計的質量。BIM技術給建筑設計代來新的理念與設計手段。

2、BIM給建筑設計帶來的新思潮

2.1可視化設計

可視化即“所見所得”的形式。就是將傳統的二維建筑信息，轉換為三維立體模型。建筑的圖紙以往都是通過平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖等相對獨立的信息，再通過專業設計師的解讀、整合，在腦海里形成立體模型來了解項目。這種形式不直觀，也很容易因個人的讀解錯誤，造成對建筑信息數據的整合錯誤。而現在直接用三維立體模型整合并展示建筑完整信息，給人更加清晰、明了的視覺效果。

在建筑專業設計師通過建筑方案的基本信息把模型建立，對于一些難以想象、復雜的建筑空間，用三維模型表達出來，可以全方位的看到整個建筑各個部位，尤其是一些細節的地方，讓人一目了然，使建筑更具有生動性，并帶有強大的說服力。BIM展現的是二維圖紙所不能給予的視覺效果跟認知角度。

2.2協同設計

對于設計院來講協同設計是指設計院內，專業之間或專業內部進行數據和內容的交換、共同設計等的協同工作。工作方式是項目組的每一位成員在本地計算機上對同一個模型進行設計，每個人的設計內容又可以及時同步到服務器上的中心文件中，從而實現成員間的數據實時共享，高效的信息互用。

2.3 協調設計

協調設計是指BIM模型可在建筑設計階段，將多成員、多專業、多系統之間產生的設計問題進行協調。例如：空調系統的管道在布置時，由于圖紙是設計人員分別在自己的圖紙上繪制，而在施工過程中，才發現在布置管線的位置有水專業的管線或者暖通專業的橋架，阻礙管線布置，這種是施工中經常遇到的碰撞問題。現在可在模型中就清晰的找到碰撞所在點，將碰撞盡量在設計階段發現并解決，能更好的利用建筑空間。還可以做碰撞驗算，生成協調數據。

2.4參數化建模

圖形由原來的元素尺寸、定位坐標可以通過若干個參數來確定。參數化建模需要有專業的知識和行業的基本規則為支撐的，將行業知識表現、表達為建筑對象的行為。當建筑對象受到外部或者內部條件的變更，建筑對象可以自動變化更新。例如，層高發生改變，樓梯的踏步數量也自動變化。參數化從系統實現的復雜性、操作的易用性、處理速度的可行性等幾個角度綜合考慮，就目前的技術和能力來看，參數化建模是BIM得以真正成為生產力的不可缺少的基礎。

參數化不但能三維協同建構模型和同一平臺設計，還能準確，方便的獲得技術經濟指標、工程量等指標。在Revit模型中無論平面發生變化還是立面窗、線腳發生變化后，明細表中的數據也會自動調整，很大程度上方便建筑師、業主更直觀的控制建筑規模和成本。

3、BIM在實際應用中的困擾

國家加大力度推廣BIM的應用， 對于勘察設計單位必不可少的要加大以BIM為全專業施工圖設計為目標，并全力于達成這一目標。采用BIM應用軟件和建模技術，建構包括建筑、結構、給排水、電氣設備、暖通等多專業信息的BIM模型，實現模型共享并能進行設備專業之間的管線綜合檢測和建筑結構專業之間的梁板柱設計錯位、標高標注不符等一系列的問題，最大程度避免因設計而引起的的質量通病，提高設計質量和提升效率。但在實際應用過程當中也遇到很多困擾。

3.1標準、規范不完善

從上個世紀90年代開始的CAD發展到現在，還有很多標準不統一的問題，而BIM作為三維建構，所需要涉及的相關信息更廣泛。尤其是族數量的缺乏、單獨制作工作量很大且繁瑣。

3.2不能達到設計院的施工圖要求深度

目前施工圖仍然是按工程建設行業設計所依據的標準、規范文件出圖，BIM軟件的直接輸出還不能滿足行業標準對施工圖的要求，需要從BIM核心軟件里導出二維圖紙，再到二維軟件里修改、補充，生成滿足要求的施工圖。這也直接影響出圖效率。

3.3設計流程的轉變

按BIM建模思維，前期考慮越多后期越省事。在建模初期就要考慮后期的許多工作，設計用料、設備選型等前置，后期模型建好后，需要替換模型和族，軟件容易出現各種無法解釋的問題。隨著項目的深入，反而越來越不好修改。不如原始方法有效。

3.4對硬件要求高，人才匱乏，前期投入高

對于單專業的建模對硬件要求沒那么高，但是一旦多專業模型整合就需要較高的配置，采用網絡協同工作模式，則還需要配置中央存儲服務器。在一些特別大的或者復雜的項目中，當BIM的數據大量增加時，計算機反映就會有所下降。而目前缺乏對于BIM全過程了解的人員，很多人認為采用BIM技術以后很快就能收回成本，但其實這是一個見效慢的過程，BIM是不能淺嘗隨即停止的，要不斷的實踐。

我國現階段普遍存在項目設計周期短、業主反復調整修改、工程緊張的情況，BIM初期階段在應用過程中，不可避免的存在技術障礙，有可能導致無法按時完成設計，責任重大。所以有眾多內在，外在的原因存在，BIM的大力推廣發展有一定難度。

4、 BIM技術在建筑設計中的應用。

4.1在設計鏈接中的應用。

在建筑設計中，建筑企業應積極向企業文化、制度規范等內容，展現企業風格。二維圖形的交換效果不好，不能反映企業的需要，而是消費者改變偏好的依據，從而跟隨他人。5D模式可以有效地影響成本管理、歸屬權等問題，從而有效地防止違法違規現象的發生，避免設計變更所帶來的不利影響。采用BIM技術，能夠為技術人員在設計巨大的數量庫中快速提升對方的喜好、興趣等，因此，員工應從模型中提取相關指標和數據，然后將成本和利益有機地結合起來，為支付方提供視覺支持。保證建筑設計的有效前景。

4.2在完成鏈接中的應用。

利用構件的屬性特征、幾何維數和空間關系建立了BIM模型，有助于促進決算的進展，提高決算的質量。為了降低成本，減輕建筑方工作量，提高審計的有效性。利用BIM技術中所涉及的參數，可以及時更新系統的設計變更，避免因沒有及時反映項目變更而引起的數據滯后問題。工作重復或遺漏的情況不會發生。另一方面，當設計方案發生變化時，由于數據的更新，BIM技術可以減少二維圖紙的使用，因此不必考慮圖紙的成本。降低項目成本，節約建設成本。

5、結束語

對整個建筑工程行業來說，必不可缺的是業主的需求作為推動，設計單位積極配合，才能一蹴而就達到好的實用效果。國內高端要求、意識領先業主的出現是BIM推行的契機，同時加上政府政策的引導，提出綠色建筑、節能減排、降低對環境影響等決策的普及和實施也是很好的推動力。住房城鄉建設部的指導意見：“到2020年末，建筑行業甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業應掌握并實現BIM與企業管理系統和其他信息技術的一體化集成應用。”更加快、推進了BIM實施的腳步。促進設計院從傳統設計走向BIM的轉型驅動。

BIM是下一代生產力，亦如當年的CAD。BIM所帶來的技術上的變革，管理上的沖擊，對我們建筑設計乃至整個建筑工程行業都是巨大的。只有積極準備結合中國特色，結合實際，認真學習，不斷實踐，敢于探索，對設計公司不斷提升競爭能力、開拓業務范疇，具有不可忽視的重要意義。

參考文獻：

[1]住房城鄉建設部.關于印發推進建筑信息模型應用指導意見的通知.2015.

[2]住房和城鄉建設部關于印發推進建筑信息模型應用指導意見的通知.建筑設計管理.2015.08.25

[3]何關培.BIM總論.2011.中國建筑工業出版社.