BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用初探

李柱星

摘 要：隨著時代的發展，城市化進程的加快，現代建筑行業所面臨的問題越來越嚴峻。如今建筑工程不僅僅需要華麗外表，還要盡可能縮短建筑設計周期，加快工程進度。在建筑工程中使用BIM技術，可以給工程帶來巨大的價值。而在建筑工程中BIM技術的核心思想是協同設計，在建筑工程中的相同建筑構建里，輸入一次就可以實現各個工種之間的數據共享，而且在實際中還可以從不同的角度來對這些構建要素進行操作。

關鍵詞：BIM技術；計算機輔助；建筑設計；應用初探

1 前言

當前隨著信息技術時代的到來，通過計算機技術的不斷提升及飛速發展，數字化技術作為一種重要工具也得到了長足的發展。而在計算機輔助建筑設計領域，目前占據主導地位的2DCAD技術已經滿足不了日益發展的建筑市場，而BIM技術的出現，依靠其創建的大量虛擬建筑模型，在建筑工程各個領域中發揮著重要作用，在建筑設計中也是同樣如此。

2 BIM技術在建筑設計中的應用

2.1 在虛擬建筑中做設計

在過去那么多年中，設計師總是通過平面的二維圖來展現建筑物模型，但在設計紙質稿完成后，一旦發現設計的成果與他們的預期不同時，很難進行模型的修改，所以經常出現的后果就是最終的效果圖與設計師的想法出現很大的偏差，這樣不僅降低設計的質量，也會導致很多抄襲作品的出現，惡性循環。

隨著可持續觀念的不斷深入人心，設計師的設計更加注重人與自然的和諧，在設計中已經不單單追求設計的美感，更會考慮與環境的協調。設計的核心是人們如何更好的利用空間，感受空間。利用BIM技術，建筑師可以創造虛擬的建筑模型，在虛擬的模型中做設計，這樣建筑師可以時時看到設計的效果。在任何一個設計階段，可以隨時觀看設計效果，身臨其境的看自己設計的作品，對于設計不滿意的地方可以及時進行更改，不僅如此，還能考察建筑與周圍環境的適應性，在設計過程中不斷進行推敲，看設計的思路、建筑選材等是否符合要求，這樣可以將設計師從天馬行空的想象中解救出來。

2.2 圖紙文檔自動生成

在2D環境下，每一張圖紙都是由立面、剖面等組成，再按照項目修改更改圖紙，不停的一次次修改，設計師很多寶貴的時間都浪費在這繁瑣的工作中，占用了大量的時間和精力。而運用BIM技術，可以在事先創建的虛擬模型中進行設計，這樣更改的就是虛擬的模型而不是圖紙，利用BIM技術創建出來的模型，設計師可以生成任意的圖紙，平面圖、立面圖甚至是3D大樣圖，事實上，根據不同的需要，可以從軟件中提取不同的信息資料，生成不同的視圖，方面設計修改變更。

2.3 自動變更管理

在最初的2D工作環境下，建筑設計師有一大部分的時間都運用在變更的協調工作中，花費了大量的精力，而BIM技術的出現，則幫助他們順利改變了這一困境，所有的圖紙生成都是基于虛擬的模型，而所有的修改和變更都會反映到整個項目的文件中，而BIM最主要的就是一個數據信息系統，任何的數據或者信息的修改都會在數據庫中得到反饋，其他的視圖也會隨之自動進行改變和更新，圖紙也會隨著設計的不斷進行而自動更新。這大大減輕了設計師的工作量，不需要把時間和精力都浪費在反復的修改中，這樣的自動變更管理不僅提升了建筑設計師工作的效率，更為變更的順利執行提供了一個很好的平臺，不會出現變更上的錯誤。

2.4 高級分析能力

傳統手工繪制的圖紙永遠都沒有辦法實現智能化的分析和模擬，但是BIM技術的應用就能實現對工程項目的智能分析。在虛擬的建筑模型中包含著很多非圖形信息，只需要在模型中提取出相關的數據，并導入到模擬分析的軟件中，就可以完成對結構、性能、能量等方面的分析，還能實現對消防安全、管道沖突和質量規范等方面的檢驗，將復雜的分析和模擬工作讓計算機來完成，這樣不僅可以提高工作的效率，還能保證分析數據的準確性，實現計算機輔助設計的真正意義。

3 BIM技術在建筑工程深化設計中的具體應用

3.1 BIM技術在綜合管線排布深化設計中的應用

在建筑中，地下部分集中了大量的、錯綜復雜的、變更頻繁的機電管線。再加上很多的超高層建筑的部分樓層是雙層的機械停車位，空間比較狹窄，這給建筑工程管線排布工作帶來了很大的困難。為了深化設計綜合管線排布，可以在基礎建模、碰撞檢測、管綜調整、二維出圖、施工監督等方面利用BIM技術。通過利用BIM技術管網優化，提前預見管線排布在施工過程中可能遇到的各種碰撞和風險，并在管道排布信息模型當中進行調整，解決該問題，從而在實際的施工中就不會在因為這種問題，影響施工進度，提高了綜合管線排布的工作效率。

3.2 BIM技術在復雜鋼筋節點深化設計中的應用

在建筑工程設計中，鋼筋節點、結構設計是極為復雜的，在有些復雜的鋼筋結構中，甚至出現了6根梁與鋼骨柱交叉的情況。鋼結構越復雜，鋼骨柱與梁之間的鋼筋穿孔、錨固、貫通連接等環節就越常出現各種交叉錯誤。利用建筑信息模型（BIM）技術，對具有代表性的復雜鋼節點進行鋼筋排布的調整深化建模，從而優化了鋼筋節點，節省了實際工作中所需要的人力。

3.3 BIM技術在超高層建筑工程其他部件深化設計中的應用

超高層建筑的構建比較復雜，因此很多部位都需要深化設計。可以利用建筑信息模型（BIM）技術建立機房大樣模型，提前確定設備的安裝位置以及機房內各類管線的排布位置，從而有效的開展實際的安裝、排布工作。

3.4 BIM技術在建筑可持續外圍護結構設計中的應用

BIM技術設計的虛擬建筑信息模型，能夠幫助建筑設計師對建筑外圍護結構得失熱量進行全面的分析，其中包括室內圍護結構熱傳遞量、散熱滲透量、門窗得熱、外圍護結構散熱量與得熱量等。BIM技術能夠模擬建筑物外圍護窗口的設計，建筑設計師通過利用BIM技術提供的建筑體量布局，準確的分析建筑內的光照狀況，幫助建筑師在室內設計各種采光裝置或者反光裝置，并且還能夠幫助建筑設計師研究各種天花板與墻的處理方案，通過考慮居住者的心理特點，為建筑設計提供更加細致化、精確化的設計，滿足不同居住者對建筑的設計需求。

3.5 BIM技術在建筑可持續設計中不同專業協調設計中的應用

通過BIM技術可以更加方便快捷的與其他專業團隊進行共享，保證建筑設計的所有參與方都能夠在掌握建筑設計所有信息的前提下進行工作，這種方式改變了施工企業、制造商、業主、設備工程師、結構工程師、建筑設計師等各個參與方的工作協調模式，保證所有的參與方能夠使用基于相同參數的建筑模型進行協同工作，例如，在進行建筑設計的過程中，建筑設計師需要添加構件時，結構工程師將墻、柱、梁等材質結構的信息完整的輸入到BIM模型中，設備工程師根據添加構件的位置、方式以及數量等，在建筑內部進行各種設備的配置，通過測試各種設備的數據信息，當出現異常時進行調試，保證建筑的整體設計效果。通過將BIM技術應用到不同專業協調設計中，各個專業的工作人員能夠實現信息的完全共享，便于進行協同工作，保證建筑可持續設計以及施工能夠正常、有序的進行，進一步保證建筑工程質量。

4 結語

BIM技術是在現代信息技術基礎上發展起來的技術，對于提高建筑設計的有效性，解決傳統CAD運算性與直觀性方面的問題有重要的意義，利用BIM技術可以滿足現代建筑設計領域設計、評估、測算和分析等具體工作任務。

參考文獻：

[1] 肖良麗，方婉蓉，吳子昊.淺析BIM技術在建筑工程設計中的應用優勢[J].建筑與結構設計，2012（9）.

[2] 姜劍峰.BIM技術在建筑方案設計中的應用研究[D].青島理工大學，2012.