BIM技術(shù)下的建筑設(shè)計(jì)方法研究

摘要：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，BIM技術(shù)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用。但由于BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用有限，因此，從BIM技術(shù)的理論研究入手，分析其在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，提出應(yīng)用的方法，對(duì)BIM技術(shù)的實(shí)際操作和使用具有一定的現(xiàn)實(shí)作用和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：BIM；建筑設(shè)計(jì)；方法研究；可視化；協(xié)調(diào)

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的比較廣泛。雖然很多軟件公司認(rèn)為BIM是一種軟件技術(shù)，但是在建筑行業(yè)，很多行內(nèi)領(lǐng)軍人物已經(jīng)通過(guò)成功的實(shí)踐證明BIM是一個(gè)在項(xiàng)目的生命周期內(nèi)，通過(guò)視圖表現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的，支持?jǐn)?shù)據(jù)共享、協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)使用、應(yīng)用模擬數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)和用數(shù)據(jù)反饋來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)和優(yōu)化成果的應(yīng)用于實(shí)踐的動(dòng)態(tài)過(guò)程。所以，在建筑設(shè)計(jì)研究特別是在方法的使用上，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中。

一、BIM技術(shù)的理論簡(jiǎn)述

BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用研究已經(jīng)有近30年的時(shí)間。從時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)看，BIM概念形成一是一個(gè)非常曲折的過(guò)程。BIM是由“Building”、“Information”、“Modeling”三個(gè)英文單詞簡(jiǎn)化而來(lái)，它是一種能夠精確描述工程對(duì)象及活動(dòng)的數(shù)據(jù)模型。BIM技術(shù)兼容多款軟件組成，包括：設(shè)計(jì)軟件、幾何造型軟件、可視化軟件、各類(lèi)分析軟件以及檢查軟件等組成。可實(shí)現(xiàn)協(xié)同數(shù)據(jù)的參數(shù)化、可視化，可在建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、管理、運(yùn)營(yíng)、拆除全過(guò)程進(jìn)行生命周期管理。

二、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

隨著社會(huì)信息化發(fā)展，BIM技術(shù)雖然在建筑行業(yè)應(yīng)用廣泛，但是在建筑方案的設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用率并不高。但是，BIM技術(shù)相較于在當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中存在圖紙復(fù)雜、出錯(cuò)率高、變更頻繁、協(xié)同工作困難等問(wèn)題面前，還是具有一定的優(yōu)勢(shì)如下：

（一）可視化（Visualization）

建筑設(shè)計(jì)師可以利用BIM軟件實(shí)現(xiàn)二維建筑圖紙的三維模型轉(zhuǎn)化，這使專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)且復(fù)雜抽象的視圖立體化、直觀化，幫助設(shè)計(jì)師基于自身對(duì)建筑的理解進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)非專(zhuān)業(yè)人員也可以直觀判斷出設(shè)計(jì)項(xiàng)目是否滿(mǎn)足需求，進(jìn)而進(jìn)行決策和評(píng)判。

（二）協(xié)調(diào)（Coordination）

BIM技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)相互配合的協(xié)調(diào)過(guò)程，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)內(nèi)的成員能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)共享與交流，共同完成設(shè)計(jì)成果，避免了因?yàn)闇贤ê驼`解而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，節(jié)省了時(shí)間，保證了設(shè)計(jì)過(guò)程的高效、準(zhǔn)確。

（三）模擬（Simulation）

BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)初級(jí)階段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的模擬構(gòu)建過(guò)程。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的初級(jí)階段，利用軟件將自身設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)構(gòu)圖通過(guò)軟件模擬出來(lái)，在這一過(guò)程中，找到設(shè)計(jì)方案存在的問(wèn)題和不足，減少建筑建成后可能存在的問(wèn)題，起到了一個(gè)預(yù)警和糾錯(cuò)的作用。

（四）優(yōu)化（Optimization）

BIM技術(shù)有一個(gè)重要功能就是輔助分析工具，例如能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能分析、成本估算、工程量估算等，建筑師可利用這一功能，實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化與比較，在方案制定之初就盡可能正確，在后期能夠不斷進(jìn)行分析、調(diào)整與優(yōu)化，保證建筑設(shè)計(jì)全程順利完成。

（五）出圖（Documentation）

BIM 軟件可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)表和二維圖紙的輸出功能，而且軟件輸出圖紙的準(zhǔn)確性高，減輕了繪制圖紙的工作量，同時(shí)在與項(xiàng)目參與人、施工方、業(yè)主的溝通過(guò)程中，可以準(zhǔn)確對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究和調(diào)整，可以直觀的發(fā)揮輔助功能。

三、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的使用方法研究

BIM技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)三維的數(shù)字化模型和關(guān)鍵特性的自動(dòng)提取功能。當(dāng)前，許多建筑設(shè)計(jì)師還是要通過(guò)設(shè)計(jì)二維圖紙來(lái)通過(guò)軟件轉(zhuǎn)化為三維的建筑設(shè)計(jì)方案。三維模型方案設(shè)計(jì)完成后，再應(yīng)用 BIM 軟件輸出二維圖紙，所以雖然較以前的工作效率有所提高，但是如何在設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新上還有研究的空間。

（一）用BIM實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化處理

設(shè)計(jì)方案是一個(gè)復(fù)雜且重要的環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)要求對(duì)工程因素、場(chǎng)地因素、風(fēng)格因素等做全面的綜合考慮。因此，可以利用BIM軟件首先分析有關(guān)性能和參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和構(gòu)圖，將二維設(shè)計(jì)變?yōu)槿S模型以供參考和優(yōu)化，呈現(xiàn)出逼真的設(shè)計(jì)效果。在這一系列的過(guò)程中，對(duì)“設(shè)計(jì)的精度”“設(shè)計(jì)的頻繁變更度”“設(shè)計(jì)的美觀度”“設(shè)計(jì)的深度”等都可以進(jìn)行追蹤和研究，基于BIM的功能，運(yùn)用參數(shù)化的方法定義物體，然后對(duì)其中一個(gè)物體的數(shù)據(jù)修改將其他的有關(guān)物體數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行修改，同時(shí)每個(gè)物體的相關(guān)屬性，軟件自動(dòng)為設(shè)計(jì)師進(jìn)行排序和篩選，包括做出成本的預(yù)算，材料的訂購(gòu)追蹤等，極大的避免了設(shè)計(jì)反復(fù)修改所耽誤的工時(shí)。

（二）用BIM軟件實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)效率最大化

BIM軟件可以實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、施工到交付業(yè)主全過(guò)程的操作模型，在這一過(guò)程中，只需操作人員在項(xiàng)目的某一個(gè)階段通過(guò)事先設(shè)定的規(guī)則向模型中添加信息即可完成數(shù)據(jù)操作。這就保證了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中由于數(shù)據(jù)丟失或某一階段施工人員更替導(dǎo)致數(shù)據(jù)不連續(xù)的問(wèn)題，并可以為業(yè)主提供更加豐富的項(xiàng)目信息。一些大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)發(fā)生業(yè)主急于加快設(shè)計(jì)速度，這就對(duì)設(shè)計(jì)文件與施工文件良好互動(dòng)和協(xié)同工作進(jìn)展提出了更好的要求。因此，選擇BIM軟件可以準(zhǔn)確的進(jìn)行工程量估算和成本的估算，通過(guò)碰撞檢測(cè)功能減少錯(cuò)誤，并且可以通過(guò) 4D 模型實(shí)現(xiàn)更高效的施工調(diào)度。

（三）幫助設(shè)計(jì)師從“繪圖”變?yōu)椤敖！?/p>

傳統(tǒng)的提條件圖的協(xié)同設(shè)計(jì)方法，各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員各自為政，協(xié)同中介為建筑師提供的設(shè)計(jì)圖紙，集成化程度低且設(shè)計(jì)品質(zhì)低。而應(yīng)用 BIM 的設(shè)計(jì)方法，各專(zhuān)業(yè)人員是以建筑師提供的設(shè)計(jì)模型為基本的設(shè)計(jì)平臺(tái)，改變了建筑行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的各自為政的工作模式，從異步的、聯(lián)系松散的粗放型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為同步的、聯(lián)系緊密的集成型設(shè)計(jì)。

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作者簡(jiǎn)介：何泉匯（1983-）女，遼寧大連人，大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)系教師，主要研究方向是建筑設(shè)計(jì)及其理論。