建筑設計BIM技術的應用探討

易穎

引言

現在科學技術在不斷發展，建筑節能設計水平也在不斷提高，但其發展速度較為緩慢，這不僅是由于設計者自身認識的影響，更大的原因是現有技術推廣力度不夠。因此對BIM的應用顯得非常重要。BIM是以三維數字技術為基礎，建筑全生命周期為主線，將建筑產業鏈各個環節關聯起來并集成項目相關信息的數據模型。BIM改變了建筑行業的生產方式和管理模式，它成功解決了建筑建造過程中多組織、多階段、全生命周期中的信息共享問題，利用唯一的BIM模型，使建筑項目信息在規劃、設計、建造和運行維護全過程充分共享，無損傳遞，為建筑從概念設計到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠的依據。

1 BIM技術的涵義

現在建筑模型BIM主要建立在三維數學模型當中，它是一種全新的建筑施工、管理模式，他不斷可以對建筑工程當中的各項信息進行匯總，同時也能夠建立一種模型，從整個設計成果進行比較，與傳統手工繪圖對比，現在BIM在設計之初進行運用過程中，原始工具不斷改變，同時交付內容、設計流程都會被更改，從整個工作模式上進行比較，傳統設計領域僅僅使用二維軟件，對于一些上項目需要進行拆分并設計，而BIM設計屬于三維設計，對于施工過程、圖紙、設計、方案、節能等各方面需要重新重點開展，單單從效益、時間上來講，傳統模式比較單一，屬于線性模式，而BIM屬于拋物線模式，BIM設計與應用效益并不是很高，在被大量推廣后，這種優勢被逐漸顯示出來，隨著項目周期不斷增加，難度不斷提升，也會將其優點全部展現出來。建筑工程BIM的運用需要滿足現代人發展需求，將舒適、安全、環保作為主流，同時提供更加優質服務才是經濟利益保障，減少安全風險，為社會提供更加安全優質服務。

2 使用BIM技術在建筑設計中的優勢

在三維數字技術的基礎上指的是BIM技術，構建建筑工程數據模型可以通過對Revit等三維建模的利用來實現，但為了能夠充分表達出建筑工程的所有新興可以在進行建模時利用BIM技術，建筑工程幾何形狀、建筑施工材料的性能、質量也包括其中。于此同時，仿真的建筑模型進行數據更新、整合不同階段的信息也可以利用數字技術來實現。BIM技術具有如下優勢：①能夠快速使工程設計中的遺留問題得到鎖定，設計人員用專業的知識在統一的BIM設計平臺之中把自身開發的BIM模型一一傳輸到，然后通過對碰撞與自動化糾錯等功能的利用，從而篩選出容易引發相關專業設計沖突的跡象，這一方面優勢得以實現正是由于BIM技術和云端技術的融合。②強大的分析和模擬能力。這是BIM的一個重要優勢，因為設計階段可以直觀地看到項目完成后的外觀，可以在此基礎上進行演示和調整。對于設計師來說，問題可以及時找到。對于主人，心理上的期望偏差也可以及時了解，以便在出始階段消除問題。在傳統的二維設計模型中，復雜工程的三維建模往往需要明確表達設計意圖，這一過程是人工成本和實時性的差異，需要進行調整。在BIM模式下，設計結果包括三維模型，設計調整同時自動調整三維模型。③預制部件的種類和數量在裝配飾建筑中的應用都是數不清的，并且出圖量過大也是預制部件的一個缺點，這就需要對BIM技術進行應用，從而解決這些缺點。協同性的設計功能也是BIM技術所具有的，通過對這一功能的利用，能夠使其他的設計人員對設計人員當下修改的參數進行及時、精準地接收和調用。④精確計算工程量。在傳統的設計模式中，道路工程量的計算采用橫斷面法計算，如道路土方量、路面工程量等，地形起伏較大或平面較為復雜時誤差較大。管道工程井身結構的工程量主要以標準圖和經驗估算為基礎，誤差較大。但在BIM設計模式中，因為每個子模型的精確的幾何和屬性數據，并能得到精確的體積、面積、長度、數量，可根據土方量計算精度之間的路基表面和自然地形表面的設計，甚至可以在一個專業的計算工具輔助下獲得精確的模板量等，這些計算是自動的，不需要手動輸入。BIM信息模型如圖1所示。

圖1 BIM信息模型

3 建筑工程設計中BIM技術的應用策略

通過上文講述BIM技術等各項優點，下文具體進行探討BIM技術的運用。

3.1 綜合設計

在BIM技術應用之前，需要將整個建筑工程項目進行BIM運用，將其中大量不必要的環節全部省略掉，不斷提高建筑物的綜合布置，極大滿足了工作要求，對于這些專業設計人員，不但從設計圖紙當中可以發現各項問題和矛盾沖突，同時要在在圖紙設計完成后進行矛盾沖突與檢測，找到相關問題并進行解決，將其方案進行快速調整。

3.2 各項參數的自動計算

對于傳統建筑工程設計，設計人員對工程量進行計算時，往往都是使用表格、公式編制進行，但是當使用BIM進行設計過程當中，直接可以通過系統獲得相關設備和數據，當進行修改時，可以對相關數據進行快速調整，無需再次進行計劃調整，因為BIM可以對修改數據進行自動計算并調整，大大提高了工作效率。

3.3 進行材料表的自動統計

對于整個建筑相關數據統計編制過程中，很多內容及數據是按照CAD設計圖紙進行統計，由于這種傳統方法使得整個工作效率較低，同時也會出現各種各樣問題發生，一旦出現任何錯誤都得重新修改圖紙，使得整個數據統計變得異常麻煩，但是通過對BIM技術使用，對于該特點有充分認識后，可以利用這一特性，及時準確的獲取相關材料和清單列表，對于工程圖紙計算和成本預算工作變得相對方便快捷，從根本上節省人力、物力、財力，從而提高工作效率。

3.4 進行施工模擬演示

建筑工程設計最終目的是進行指導施工，由于整個工程相對復雜，導致施工起來比較麻煩，再加上建筑施工工序較多，使得施工很難開展下去，從而導致工期不斷延期，最終造成很大的浪費，然而通過三維設計后，可以將整個進度進行四維施工，使傳統建筑施工變得可視化，尤其可以科學合理安排整個施工進度，讓其各個方面協調合理進行評估驗證，實現設計、施工程序化簡潔，不斷提高工作效率同時，也減少一些成本不必要的浪費，避免一些工程設計發生不必要的變更。

3.5 實現協同設計

在進行CAD繪圖過程中，針對一些比較復雜的附加內容不能添加進去，而一些建筑圖紙設計好后需要專業人員進行建筑工程量、電氣用電負荷等的計算，對于整個結構專業提供載荷是比較復雜，但是通過建筑工程設計中BIM的運用，可以對整個信息進行匯總，例如：施工工程量、質量、設備大小選擇，對于一些不懂專業也可以進行讀取，一旦對整個建筑進行修改時，對負荷進行計算就可以快速更新，建筑工程設計中BIM運用對于所學專業進行實施和操作，不但簡化了設計，同時加強各項專業的協同性、聯動性，與此同時使用CAD進行協同時，主要采取參考方式，當對圖紙進行重新加載時，其他設計者對內容參數進行修改，無法反映出來，而在設計過程當中，一旦引用模塊較大，一些較小圖元相關信息就無法直接讀出來，導致信息受到阻礙，而建筑工程設計中BIM運用使得各項工作存儲到這一個模型當中，相關人員設計可以快速直觀感受到數據狀況，協同設計提高整體效率。

3.6 實現可視化設計

建筑工程設計中，使用傳統設計需要將各項圖紙進行收集，例如：剖視圖、主視圖、平面圖等，這樣才能對整體建筑進行復原，對此才能不斷進行分析和設計，采用該方法也要不斷對結構、梁高進行調整，而當建筑工程工期較短時，一旦信息傳遞出現失誤，就會嚴重影響建筑使用，建筑工程設計中BIM運用可以對整個工程建立模型，通過對信息模型和相關數據讀取時，減少一些信息傳遞失誤現象發生，保證整個信息完整和有效，由于建筑工程與建筑工程模型大不相同，建筑工程主要在土建基礎上進行建筑工程設計，對于一些局部模型需要進行適當修改，一旦出現任何失誤都會對整體樓層平面設計影響，所以大部分建筑需要根據樓層大小進行建筑工程設計，這也會對系統內部聯系造成一定影響，建筑工程設計中BIM運用可以解決這些問題，使得建筑工程設計比較完整，更加容易操作。

4 結語

從以上文字中我們對建筑中應用BIM技術有了很大的認識，認識到其重要性。例如建筑設計的建筑設計、生產和施工效率得到提高，造成這一結果的原因正是對BIM技術的應用，同時BIM技術的應用也使得建筑這種建筑模式運行的更加成功。隨著社會的進步，人們的生活得到了提高，但快速的發展也給整個環境帶來了污染，因此建筑行業也正處于轉型時期，不斷向節能減排方向發展，BIM技術的利用，有利于建筑行業的轉型，使資源的利用效率得到提高，對環境污染的治理也有一定的好處。由此可見，BIM技術在建筑行業的重要。