建筑設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的實(shí)踐與探究

劉星雨

摘 要：本文通過文獻(xiàn)研究的方式，探索建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的實(shí)踐與應(yīng)用。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段具有很強(qiáng)的實(shí)用性，其擁有的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程項(xiàng)目綜合管理和設(shè)計(jì)圖動(dòng)態(tài)調(diào)整。BIM技術(shù)在眾多發(fā)達(dá)國家已廣泛應(yīng)用并貫徹建筑始終，但在中國尚處于理論階段尚未普及。本文就BIM技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀，以及BIM技術(shù)在提高模擬準(zhǔn)確性、提高建筑可視化程度、保證建筑質(zhì)量和強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)深度的應(yīng)用展開敘述，旨在幫助設(shè)計(jì)單位對BIM技術(shù)有更深入的理解，為設(shè)計(jì)者提供參考，提高設(shè)計(jì)效率，從而推動(dòng)BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；BIM；建筑可視化

中圖分類號(hào)：TU201.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）05-0138-02

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，建筑行業(yè)方興未艾。建筑對外觀設(shè)計(jì)、實(shí)用性、安全性、設(shè)計(jì)效率甚而設(shè)計(jì)中的文化元素提出了更高的要求，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD（Computer Aided Design）存在設(shè)計(jì)周期長、實(shí)用性低、效率低下等問題，已無法滿足現(xiàn)代化市場的需求。新興技術(shù)BIM能夠有效解決當(dāng)前設(shè)計(jì)中存在的各種問題，提高實(shí)用性，縮短設(shè)計(jì)周期，全方位契合用戶需求，滿足現(xiàn)代化建筑行業(yè)發(fā)展需要。因此，設(shè)計(jì)單位應(yīng)高度重視BIM技術(shù)，將其充分應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)階段，切實(shí)保障建筑質(zhì)量及建筑效益。本文旨在探究BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用。

1 BIM技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 BIM技術(shù)概述

BIM即為建筑信息模型，是數(shù)字信息為一體的三維立體仿真建筑模型[1]。BIM技術(shù)基礎(chǔ)工程數(shù)據(jù)庫信息龐大，動(dòng)態(tài)管理性強(qiáng)，由于計(jì)算機(jī)和信息化的有機(jī)結(jié)合，它的智能化程度很高，可以實(shí)現(xiàn)對建筑物自身數(shù)據(jù)和建筑物外部空間以及場地資源配置的管理。也就是說不僅可以使用戶很直觀地感受到建筑物完成后的整體效果，如整體造型、與不同季節(jié)周圍景物的和諧度、建筑物的采光性，甚至某個(gè)部位旋轉(zhuǎn)角度后的效果等等，還可以通過點(diǎn)擊其中的任何一部分，實(shí)現(xiàn)對該設(shè)計(jì)細(xì)部形狀、尺寸、顏色、材質(zhì)、功能性的詳細(xì)了解和跟蹤調(diào)整[2]。基于此，BIM技術(shù)一定會(huì)給建筑業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，它在建筑業(yè)的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。

1.2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)單位的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)單位的應(yīng)用成逐年遞增趨勢，這是設(shè)計(jì)的必然趨勢——設(shè)計(jì)越來越追求質(zhì)量、效率、可視性、成本、精細(xì)化管理、實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目管理的全生命周期控制，而這些都可以通過BIM技術(shù)達(dá)到。另外，建設(shè)部在《2016 -2020年建筑信息化發(fā)展綱要》中指出：BIM是“十三五”建筑信息化發(fā)展的重要內(nèi)容。因此，BIM在設(shè)計(jì)單位的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。但是，目前BIM在設(shè)計(jì)單位并未如北美及歐洲一樣普及應(yīng)用，主要體現(xiàn)在兩個(gè)層面，一個(gè)層面是BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)單位還停留在理論層面，并未在實(shí)踐中得到使用，設(shè)計(jì)單位還習(xí)慣于使用二維設(shè)計(jì)CAD輔助設(shè)計(jì)；另一點(diǎn)是設(shè)計(jì)單位雖然成立了BIM專業(yè)團(tuán)隊(duì)，但也未應(yīng)用在設(shè)計(jì)全程中，只是在局部設(shè)計(jì)階段或者局部專業(yè)采用了BIM技術(shù)，這樣就無法形成BIM在整個(gè)設(shè)計(jì)階段的全過程應(yīng)用，也就無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的綜合管理和建筑設(shè)計(jì)圖的動(dòng)態(tài)調(diào)整。其主要原因也無外乎幾個(gè)方面：首先國內(nèi)對BIM技術(shù)未擴(kuò)展制定符合我國國情的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、流程，設(shè)計(jì)院在使用時(shí)無法做到統(tǒng)一，與各種軟件接口支持不順暢，數(shù)據(jù)交換繁瑣、易丟失，可操作性不強(qiáng)，致使BIM技術(shù)發(fā)展緩慢；第二是BIM技術(shù)的資金投入和優(yōu)勢并未形成正比良性模式，BIM若在設(shè)計(jì)單位全過程設(shè)計(jì)使用人力、財(cái)力，投資費(fèi)用會(huì)很大，但僅應(yīng)用在設(shè)計(jì)階段將無法發(fā)揮其全生命周期的協(xié)同管理優(yōu)勢，且并無BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)計(jì)單位不愿投入過多成本；最后是BIM人才庫的缺失，只有少部分大學(xué)開設(shè)BIM技術(shù)課程，設(shè)計(jì)師又陷于繁復(fù)的設(shè)計(jì)工作中，往往沒有時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)新技術(shù)，導(dǎo)致BIM技術(shù)人才比較短缺，設(shè)計(jì)單位急需BIM技術(shù)人員在更多的項(xiàng)目積累更多的經(jīng)驗(yàn)去拓展完善BIM技術(shù)在中國的應(yīng)用。

2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用分析

2.1 促進(jìn)設(shè)計(jì)模擬的準(zhǔn)確性

在建筑設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要提前對施工場地進(jìn)行分析勘測，包括建筑工地的地質(zhì)條件、建筑物的采光、建筑物附近的道路通達(dá)情況等[3]。傳統(tǒng)的地質(zhì)勘測需要花費(fèi)大量時(shí)間與人力財(cái)力，BIM技術(shù)的應(yīng)用可大大縮短此項(xiàng)進(jìn)程，設(shè)計(jì)者可通過構(gòu)建三維立體模型對建筑物及附近情況進(jìn)行分析，也可模擬陽光等自然條件分析建筑物性能。同時(shí)，BIM技術(shù)可提前模擬施工變更的各類情況，以建模的形式預(yù)判變更的復(fù)雜程度，在時(shí)間上為施工明確范圍，并減少實(shí)際施工變更時(shí)的考察時(shí)間，在造價(jià)上進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)算，減少不必要的損失，從而為甲方實(shí)現(xiàn)利益最大化。

2.2 提高建筑物的可視化程度

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件只能看二維平面圖，再復(fù)雜一點(diǎn)就是正面、立面、俯視圖等等，立體感不強(qiáng)的設(shè)計(jì)師和用戶只能通過想象來獲得建筑物的整體概念。顧名思義，提高建筑物的可視化程度就是BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段可以讓我們看到全通透的三維立體全構(gòu)造圖，而恰恰這種全面展現(xiàn)空間構(gòu)造的形式對于空間要求很高的建筑設(shè)計(jì)來說是迫切需求的。首先它可以滿足設(shè)計(jì)師和用戶對設(shè)計(jì)效果的真實(shí)感知，對設(shè)計(jì)成果理解的更加直觀、透徹；其次它可以使設(shè)計(jì)師從復(fù)雜的、繁冗的線條中解脫出來，使復(fù)雜的工作變得簡單化；它還可以因?yàn)榭梢暬潭鹊奶岣撸阌谠O(shè)計(jì)師及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.3 保證建筑物的質(zhì)量

CAD等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件僅能在二維平面作圖，缺乏立體型，無法直觀分析建筑內(nèi)部構(gòu)造。BIM技術(shù)的優(yōu)勢不僅在于它可以可視化地分析整個(gè)建筑物外部及內(nèi)部構(gòu)造，它還可以構(gòu)建立體的建筑內(nèi)部構(gòu)件，分析它們的相對位置及作用，從而保證建筑物質(zhì)量[4]。比如供水供氣管道，BIM技術(shù)可以將管道體系完整地模擬出來，并通過碰撞檢查對線路進(jìn)行檢測和優(yōu)化，還可以調(diào)整管道直徑長度材質(zhì)等各項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證接口的完美；若在自動(dòng)檢測中發(fā)現(xiàn)不合理之處，可以對有問題的點(diǎn)線面進(jìn)行微調(diào)優(yōu)，其余模型也會(huì)自動(dòng)優(yōu)化，與傳統(tǒng)的手動(dòng)全面調(diào)整相比，BIM的優(yōu)勢顯而易見。

2.4 強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)深度

建筑物細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)要求極為嚴(yán)格，任何小瑕疵都可能導(dǎo)致施工時(shí)間的延長，對用戶造成極大的損失與不便。BIM技術(shù)可強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)深度，不僅能展現(xiàn)外部設(shè)計(jì)的三維效果，還能對外部防水、保溫等做出模擬。同時(shí)，BIM技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部的精細(xì)展現(xiàn)，具有極大的實(shí)用性，比如它可模擬電梯井位置，從而判斷電梯位置是否便捷、安全，或者模擬走廊、房間的占地及格局，實(shí)現(xiàn)空間利用最大化。此外，BIM技術(shù)還有很好的信息管理的作用，在對各個(gè)建筑物結(jié)構(gòu)測量后，能夠自身對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并提供出有效的、可使用的設(shè)計(jì)方案，對數(shù)據(jù)的管理能力極強(qiáng)（引用）。若在設(shè)計(jì)全程運(yùn)用BIM技術(shù)，其可為建筑人員提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，便于及時(shí)調(diào)整，提高效率。綜上，BIM技術(shù)對設(shè)計(jì)深度的作用不容小覷。

3 結(jié)語

本篇文章首先對BIM技術(shù)相關(guān)概念進(jìn)行了闡述，不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，它可進(jìn)行三維立體的模型構(gòu)建，對建筑物的各項(xiàng)性能有更直觀的體現(xiàn)。當(dāng)前BIM技術(shù)在我國仍處于理論階段，即使它仍有些許不足，但瑕不掩瑜，BIM技術(shù)優(yōu)勢十分突出，擁有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬行和優(yōu)化性四大特點(diǎn)。首先，BIM技術(shù)可促進(jìn)設(shè)計(jì)模擬的準(zhǔn)確性，通過準(zhǔn)確模擬檢驗(yàn)建筑合理性、縮短設(shè)計(jì)周期等，實(shí)現(xiàn)利益最大化。其次，BIM技術(shù)可提高建筑物的可視化程度，通過三維立體建模全面展現(xiàn)空間構(gòu)造，簡化設(shè)計(jì)師工作。再者，它可進(jìn)行各項(xiàng)立體檢測，對于調(diào)整設(shè)計(jì)更加智能全面，保證了建筑物質(zhì)量。最后，BIM技術(shù)可強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)深度，直觀地發(fā)現(xiàn)細(xì)小問題并加以解決。

此篇文章目的在于幫助設(shè)計(jì)公司及設(shè)計(jì)師對BIM有更深層次的理解[5]，筆者出于對建筑學(xué)的強(qiáng)烈興趣，希望以后能掌握像BIM技術(shù)這樣先進(jìn)的技術(shù)，并為它的優(yōu)化及普及貢獻(xiàn)力量。希望在BIM技術(shù)的幫助下，一大批越來越多設(shè)計(jì)佳、質(zhì)量好、效率高的建筑矗立起來。

參考文獻(xiàn)

[1] 過俊，陳宇，趙斌.BIM在建筑全生命周期中的應(yīng)用[J].建筑技藝，2010（9）：209-214.

[2] 何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010（4）：110-117.

[3] 李延.BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].中華民居（下旬刊），2013（9）：18-19.

[4] 楊慶峰，林大岵，路軍，等.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及推廣策略[J].建筑技術(shù)，2016，47（8）：733-735.

[5] 凌械.關(guān)于中國BIM應(yīng)用前景的思考[J].現(xiàn)代裝飾：理論，2012（4）：152.