基于計算機BIM技術的建筑設計及管理

董方

（西安石油大學，陜西西安，710065）

0 引言

建筑設計的計算機輔助CAD是建筑設計與計算機輔助融合的產物，通過數字化的應用，使得建筑設計師能從繁瑣和大量重復的工作中釋放出來，操作設計過程更加具有創造性和高效性。在軟件和數據庫的輔助應用下，實現多因素多方案的對比分析，更加全面充分的展現了設計師的理念和創造性。歷年來，計算機輔助設計技術從最初的建筑設計繪圖，到建筑設計三維建模，再到三維建筑影像處理，實現了質的跨越。并與多媒體技術的融合，拓展到虛擬三維動畫和建筑信息模型，即Building Information Model（BIM）。

在國外一些發達國家，BIM 技術的應用已經較為普及，而國內目前尚處于初步應用階段，在結合國外經驗和國內應用效果來看，普遍認為，BIM 計算機技術將逐漸替代原有的建筑設計2DCAD技術，最終實現“虛擬建筑模型”的時代。因此，如何基于BIM技術高效的實現計算機輔助建筑設計，成為了現階段需要探討和研究的問題。

1 計算機BIM技術

從建筑設計技術發展至今，先后出現了諸多的建筑設計軟件，從最初的平面圖，到通過計算機建立起來的三維建筑模型渲染圖，再到利用多類型信息形成的三維效果渲染圖，但這些技術的弊端是對于建筑物上的相關信息并未彰顯出來，只是對外部空間、立體、造型等進行設計，無法對設計工序進行逐步進行，現階段比較流行和廣泛應用的是BIM技術，常用的軟件為Envisioneer。

1.1 BIM技術特點

BIM是建筑設計物理及功能的數字信息表達，在設計過程能提供可靠的信息，是一種用于管理、建造、設計的數字化方法，形成三維數字化來表達建筑工程項目的相關信息。具有以下3個特點。

（1）模型信息的三維空間建立，包括數字化的門窗、墻等，同時這些實體信息都存儲在數據庫中，方便后續的各種材料的生成；（2）數字化的實體結構實現了相互之間的智能互動，設計的圖表等都存在于數字化的建筑模型內，使得能快捷的相互聯系，極大的提高了工作效率；（3）信息傳輸、數據傳達、三維模擬顯示等都能充分的實現，使得設計更加準確和直觀。

1.2 BIM技術信息化標準化

不同專業設計人員及不同類型的計算機系統、不同類型的設計軟件，生成的設計文件可能存在無法兼容和相互讀取的問題，因此，廣泛的標準化需要被設立和推廣，以實現資料的交換和共享。目前國際上采用IFD、IDM、IFC標準化，以及中國建筑標準設計研究院主編的兩本BIM標準：《建筑工程設計信息模型交付標準》和《建筑工程設計信息模型分類和編碼標準》，以適應國際和國內的相關標準化的需求。

2 施工管理中的應用

2.1 BIM技術優勢

不僅包含了常規CAD工程制圖過程圖件的幾何信息，還包含了住所的應用信息，例如設計意向、結構分析、圖紙、能量分析、施工管理等。其優勢體現在以下幾個方面。（1）設計者能夠更加快捷的實現設計交互，創建數字化建筑模型與實際模型的模擬過程，并添加相應的結構，例如墻體、屋頂、樓梯等，實現過程更加形象和直觀；（2）采用的三維建筑設計模型很大程度的提高了設計人員的設計效果，實現了設計構件在不同視圖條件下的展現，比方說開門的方向及幅度等，還可通過三維模擬動畫展現；（3）實現設計修改的智能化和自動化，其內部高質量和協調性的約束下，各個構件的雙向關聯，使得修改過程的實時性和準確性，實現單體修改而整體調整的全面性設計效果，大大的降低了設計修改過程的出錯率；（4）BIM的一體化應用能實現文檔創建、發布、管理的整個過程，實現建筑生命周期不同階段的應用，實現高度集成化的數據庫及模型。

此外，基于BIM模型，還能對建筑性能進行分析，包括建筑物采光環境、熱循環性能、結構安全等，進行模擬優化使得達到較為良好的水平。

2.2 應用案例

BIM技術在施工過程，一般在施工前的設計、分包商的協調和施工過程質量控制階段應用。例如，該技術應用在2016年竣工的體育館項目，主要為鋼材+混凝土結構，工程規劃用地42000平方米，體育館占地11200平方米，總建筑面積19800平方米，屋面材料選用金屬屋面板，通過空間鋼拱架結構支撐并承重；屋蓋建筑標高約27m，下部三層為鋼筋混凝土框架結構；屋蓋為鋼拱架結構，上鋪金屬屋面板。室外水池750平方米，室外綠化面積14600平方米，室外廣場及道路面積12100平方米。工程總共花費了1.1億。在這項龐大的項目工程中，BIM應用在了傳統的工作包括二維圖紙、協調空間和MEP的安裝，并采用循環分析來降低施工過程出現矛盾的出錯率。對各部件尺寸及相關的安裝進行協調分析，避免不明確尺寸在施工過程中的出現，從而影響施工進度。建成模型后對每個部件渠道進行重疊分析，避免部件之間出現沖突，實現各個分包商之間的設計共享。

3 結語

闡述了計算機BIM技術在建筑設計及施工管理過程的優勢及應用過程，體現出了BIM技術在建設施工管理過程的關鍵作用，為從事BIM技術進行建筑設計的相關人員提供借鑒。

參考文獻

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