BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用探究

李浩然

摘要：在現代社會的發展過程中，計算機在建筑設計領域的應用范圍逐漸擴大.為了進一步提高建筑設計水平，本文就BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用進行了研究.首先對計算機輔助建筑設計的普遍性問題進行簡要概述，闡述BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用價值，對計算機輔助建筑設計中BIM技術的應用策略進行了分析，并通過具體案例加以驗證.

關鍵詞：BIM技術;計算機;建筑設計;可視化流程

中圖分類號：TU01.4? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）02-0086-03

隨著我國國民經濟的發展和科學技術水平的提升，國內建筑工程的設計水平不斷提升，尤其是計算機輔助建筑設計與BIM技術的結合方面，更是得到社會各界的高度重視.在現代建筑的設計過程中，如何應用先進的BIM技術構建立體化模型，并且使計算機輔助建筑設計工作得到完善，是當前相關領域工作人員的研究重點之一.

1 計算機輔助建筑設計的普遍性問題

在計算機輔助建筑設計的實踐操作應用中，主要存在以下兩方面問題.

1.1 2D計算機輔助建筑設計問題

在應用傳統的2D計算機輔助建筑設計程序進行工作時，大部分的建筑設計人員需要在二維平面媒介上實現圖紙的三維立體化處理，從而完成三維建筑模型的直觀表達.早在20世紀80年代，建筑領域中的設計人員就開始在個人電腦上使用這種基礎技術.隨著社會科學技術水平的不斷提升，傳統手繪圖紙模式也開始發展為電腦打印模式，這雖然是技術進步的標志，但是在實踐發展過程中仍然出現一些問題.具體來看，2D計算機輔助建筑設計系統中的線條模式使設計人員的空間想象能力與創造能力受到制約，因此無法滿足日益復雜的建筑需求.另外，建筑設計師在應用2D計算機輔助建筑設計系統進行工作時，無法全身心地投入到設計工作中，因此容易出現設計失誤的現象，由于需要修改部分的工作量十分巨大，設計圖與實際效果圖之間的差異也比較明顯，因此在與客戶交流時會遇到嚴重阻礙[1].

1.2 3D計算機輔助建筑設計問題

在進入到3D計算機輔助建筑設計時代后，原本二維設計工作中存在的問題在一定程度上得到了解決.但是新型技術的誕生也使一些新問題顯現出來.應用三維立體的計算機輔助建筑設計軟件，僅能夠完成基礎的建筑幾何模型設計，例如建筑物當中的樓板、墻體、梁柱、門窗和樓梯等部分都是通過簡單幾何體組合搭配實現，因此可以得到有效應用，但是系統中無法包含特定的建筑物構件屬性.例如門窗的參數、房屋內部細節構造以及各部分構件的特征等，都無法直接展現出來，這使得設計質量受到極大制約.由于3D計算機輔助建筑設計系統僅能夠展現出建筑物的外形信息特征，無法對各部分的參數和性能等進行計算與調整，因此無法在后續的正式施工中發揮作用，使工程量統計和工程進度安排工作達到理想狀態.

2 BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用價值

在計算機輔助建筑設計中應用BIM技術，主要具有以下幾方面價值：

2.1 可視化設計流程

將BIM技術應用在計算機輔助建筑設計中可以有效地建立起建筑設計模型，將設計團隊頭腦當中的想法直觀立體地展現出來.三維立體空間展示模式可以借助透視模型，將建筑物內部的各個空間進行展示，完成空間動態化設計.比如，房屋建筑設計環節中，工作人員若想進行建筑材料的選擇、建筑物整體造型與內部空間優化等方面的工作，都可以通過BIM技術實現.在建設設計的任何環節，都可以利用BIM技術，將建筑物空間進行全方位展示，讓工作人員更加直觀立體地觀察到各部分的設計細節，模擬空間環境的整體設計效果[2].

2.2 高效率數據分析能力

BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用，工作人員可以隨時隨地對設計方案進行系統化評估，判斷不同設計方案的可行性，通過對比分析的方式，可以從中選擇最優的方案.在計算機輔助建筑設計中融入BIM技術，可以對建筑設計方案中的各個要素進行系統化分析與科學化評價，從而可以更加及時地發現設計方案中存在的問題，采取針對性的解決方法進行改進.同時，BIM技術的應用，還能夠在很大程度上，對房屋建筑對于周圍環境的要求進行系統分析，提高建筑物對周圍環境的適應性，并為后續施工環節的便捷性、整體性和可操作性等方面，提供精準的數據支持.BIM技術提升了計算機輔助建筑設計方案的質量，避免人工測量和計算中存在的誤差，延長建筑物的使用壽命.

2.3 自動化文檔圖紙生成

BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用，還可以實現自動化文檔圖紙的生成.該項技術的應用，對于傳統的計算機輔助建筑設計工作模式來說，增添了許多新的內容，使計算機輔助建筑設計的有效性被充分地激發出來.并且，在具體的建筑設計環節中，BIM技術的應用，在一定程度上，改變了傳統設計中，以設計圖紙為核心的發展局面.融合了BIM技術的新型計算機輔助建筑設計系統，更加關注到建筑模型的應用.設計模型可以完成圖紙的自動生成，并且還可以將各部分的信息和數據，都以文檔的形式，自動存儲到系統中，并根據用戶的需求，實現文檔的上傳和共享.此種管理模式在很大程度上，節約了設計團隊的工作時間，減輕了工作壓力，提高了計算機輔助建筑設計的效率.

3 BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用策略

BIM技術在計算機輔助建筑設計中的具體應用，可以從以下幾個方面展開.

3.1 實現建筑方案論證

在建筑方案的論證環節中，計算機輔助建筑設計系統與BIM技術結合，可以對未知的建筑進行事前模擬構建.此種方式可以達到較好的驗證效果.利用BIM技術搭建的三維立體模型，有利于施工團隊和業主，更直觀地看到建筑物內部各個空間的具體構造和特征，并將不同環節采用的施工方案、設備與材料等參數，也都直觀地展現出來，便于施工技術人員和設計團隊進行細致全面地交流，達到良好的技術對接效果[3].該項技術不僅可以使設計團隊掌握更多的建筑物內部信息，同時還可以為后期施工建設，提供細節驗證支撐.

3.2 構建三維立體模型

構建三維立體模型是BIM技術的最大優勢.在對建筑物進行仿真模擬設計時，BIM技術可以很好地配合計算機輔助建筑設計系統，將與建筑物有關的各項信息和數據，都輸入到系統中.利用計算機可以同時制作完成平面設計圖、立體設計圖和立體剖面設計圖.此種設計模式有效地減輕了設計團隊工作人員的任務量，也因此提高了建筑方案的設計效率.另外，BIM技術的應用可以使設計圖紙按照特定的規律與順序，放置在統一的平臺上.在這一框架體系下，如果工作人員相對其中的某一環節進行修改，可以進行單獨調取，不會涉及其他環節，極大地優化了設計方案修改流程.

3.3 實現后期竣工設想

傳統的計算機輔助建筑設計中，無法對工程項目的竣工環節進行設想，對于全過程的房屋建筑設計工作需求來說，此種設計方案會產生極大的缺陷.但是如果將BIM技術融入計算機輔助建筑設計中，便可以實現后期竣工設想的目的.在三維立體模型的輔助與配合下，施工團隊的工作人員，可以將竣工后的房屋建筑總體外觀進行分析與探究，對其中可能存在的問題進行預判分析，有利于提高問題解決方案的針對性與實效性.此外，BIM技術與計算機輔助建筑設計的結合，還可以對施工團隊的工作人員進行專業化技術培訓，并對竣工之后工程項目的養護和管理方案進行調整，以便工作人員在養護管理工作中有據可循.

3.4 案例分析

3.4.1 工程概況

本文研究所采用的工程項目，位于我國東南沿海地區某城市的綜合性建筑項目的一期工程當中，建筑物的占地面積為4.26萬㎡，總建筑面積可達18.67萬㎡.建筑物處于該市區中心公園西側，與周圍的森林公園、水體景觀和山體景觀共同形成了景觀廊道地帶.

3.4.2 應用模式

該工程項目在設計規劃與施工建設階段，都采用了計算機輔助建筑設計系統，為了達到更好的設計效果，工程項目的承包單位，將BIM技術有機地融入了計算機輔助建筑設計全過程，提高了設計效率.比如，該工程項目在設計環節，應用了BIM模型，結合施工進度計劃，完成了三維模擬建造的模式，對施工建設環節中的各個細節、具體流程以及可能出現的工況等，都進行了模擬分析.此種設計模式對于工程項目的招投標環節，具有較高的推動作用.此外，該工程項目承包單位，在施工現場的平面設置環節中，也應用了BIM技術，對計算機輔助建筑設計系統產生了良好的輔助效果.

3.4.3 應用效果

BIM技術在房屋建筑工程項目的設計、施工和竣工管理等各個環節，都能夠產生較高的應用效果.在該工程項目的設計中，重點將BIM技術應用到施工方案的設計與施工現場的設置兩個環節，借助設備與設施的智能化管理系統，搭建了BIM信息集成系統平臺，將工程項目三維模擬模型與相關的物業運營管理要求和施工設備信息等，都納入到了平臺管理系統中，為房屋建筑項目的后續運營和發展，都產生了較好的保障效果.

4 總結

綜上所述，將BIM技術引入到計算機輔助建筑設計領域中，可以有效地處理計算機輔助建筑設計應用中存在的各類問題.同時，BIM技術還能夠實現可視化設計流程、提高數據分析能力與效率，完成文檔圖紙設計的自動化.相關領域的工作人員，在組織和開展計算機輔助建筑設計工作時，要采取更為積極有效的管理措施，對設計方案進行論證、構建立體化建筑模型，實現建筑設計全過程管理.

參考文獻：

〔1〕邢宏柏.淺談BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用[J].建材與裝飾，2018（29）：119.

〔2〕曾明鎮.建筑信息模型BIM技術在計算機輔助設計中的應用研究[J].中國戰略新興產業，2017（24）：113+115.

〔3〕張勇，彭子茂.綠色理念下BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用實踐分析——以某綜合建筑一期工程設計為例[J].建材與裝飾，2017（05）：9-10.