BIM技術在建筑設計中的應用

姜鴻超　吳迪

摘 要：隨著我國社會經濟的快速發展，人們對于建筑提出了更高的要求，建筑設計師在設計過程中要考慮更多的內容，而利用BIM技術這一新興仿真模式可以顯著降低設計難度。文章以建筑設計BIM技術應用準備為切入點，分析建筑設計過程中合理運用BIM技術的措施。

關鍵詞：建筑設計;BIM技術;應用措施

基金項目：本文系太倉市技能大師工作室人才項目;蘇州健雄職業技術學院院級（青年）科研基金課題“建筑模型信息技術在室內設計中的應用研究”（2017SJLD11）研究成果。

現階段人們對于建筑要求不斷提升，不僅僅滿足“遮風擋雨”。傳統建設模式不利于推進城市現代化建設，引入新型建筑技術則可以改善傳統建設方法的不足。新型建筑技術向著輕建筑體系發展，并在多層建筑設計中得到運用。本文就選擇合適的設計方法，發揮建筑設計優勢，提升建筑設計質量與效率，利用BIM技術優勢，促進建筑設計行業健康發展展開論述。

一、建筑設計與BIM技術的分析

BIM建筑信息仿真模型技術，通過計算機利用數字信息化技術完成建筑模型設計，包括建筑設計的整個過程，并將設計圖紙利用三維立體的模式進行全方位展示。與傳統手繪圖紙不同，BIM建筑設計通過調整原始設計工具，更加快速與便捷地完成圖紙修改與拆分。

建筑工程設計內容繁多，部分建筑結構體積較大，使得建筑施工無法順利進行，要求施工單位高度重視各個環節，提高對建筑設計環節的關注度。尤其是復雜結構形式的建筑設計時，需要設計人員全面、準確地計算相關數據，保證建筑物的整體安全性與穩定性。建筑設計過程中合理運用BIM技術，借助這種信息技術搭建設計圖紙模型，可以模擬設計圖紙上的部分內容，接著對比圖紙數據與模擬設計的數據，觀察兩者是否相符合，如果誤差較大表明設計圖紙不符合工程實際情況，繼續按照方案施工的話，極有可能誘發安全事故，要聯系實際情況修改圖紙，及時調整設計方案，奠定工程安全、高質量完成的基礎。

二、建筑設計應用BIM技術的準備工作

（一）搭建建筑資源庫

BIM技術在建筑設計過程中應用，具體正式運用前要依據工程實際情況搭建資源庫，如部件庫、機電庫等，方便后期開展設計工作。BIM模型中含有與建筑物設計相關的數據信息，要生成工業化生產所需要的各類物品，如構件數據表單、門窗數據、材料表等。通過對工業化建筑構件與部品進行拆分，借助BIM技術將工程各個部分分成標準化的尺寸與形狀，對可以生產的構件進行定型，方便工廠生產。BIM資源庫建立包括建筑材料庫、預制構件庫等。這些資源庫對于基礎BIM技術建筑工業化設計來說就是BIM族庫。

（二）BIM數據鏈接技術

在從建筑設計、生產到施工的整個過程中，利用BIM模型可以共享相關信息，克服傳統二維圖紙設計的缺陷，提高設計方案的可觀性，客戶通過設計方案能夠直觀清晰地了解項目。BIM數據鏈接技術可以提升設計的有效性。通過該技術實現數據的有效傳遞，減少后期數據處理錯誤出現的可能。如，建筑模型設計要求結構專業與建筑專業分別完成各自負責的內容模型設計，減少模型重復設計的可能;利用模型分開創建墻體結構層與建筑面層，方便接下來的構件拆分與統計;電梯井、樓梯間等樓板洞口由結構專業負責創建，減少重復工作，提高設計效率等。

三、建筑設計時合理運用BIM技術的具體措施

以高層商業建筑項目為對象進行分析，某棟商業樓共有23層，中間設計有轉換樓層。工程設計時選擇BIM技術，保證設計方案的科學性與合理性，避免后期出現安全質量問題。接下來筆者聯系本次工程實際情況，分析BIM技術的運用措施。

（一）搭建產品庫

首先，依據設計方案搭建戶型產品庫。依據工程實際情況，搭建戶型產品標準化設計內容，主要包括公共空間、戶型設計、樓層樓道等內容，奠定BIM技術運用的基礎。

其次，做好構件部品庫的建設工作。部品產品庫建設建立在BIM技術上。這里用BIM模型對建筑設計各部分內容進行拆分，細化內部，并將這些內容拆分成各個具體的二維圖紙。

（二）強化建筑基礎設計

建筑基礎設計時要提前做好準備工作，對建筑框架梁柱與填筑墻之間的連接點進行詳細的處理，為建筑獲得較高質量奠定基礎。建筑基礎設計工作異常重要，會直接對后期整體質量產生影響，這就需要建筑設計人員根據工程具體情況設計合理的方案，保證設計方案的合理性是工程質量提升的基礎與關鍵所在。利用BIM技術的便捷性特點，構建基礎方案設計模型，通過觀察模型的各個方面了解設計方案存在的缺陷與不足，及時采取優化措施。具體到本次工程來說，設計人員結合工程情況，合理利用BIM技術，大幅節省設計人員的時間與精力，奠定高質量工程的基礎。此外，工程設計時很容易出現交叉施工的現象，針對交叉施工現象，如果不能提前采取處置措施，很容易在施工過程中出現延誤工期的情況，利用BIM技術的仿真模擬，可以為整個施工順利奠定基礎。

（三）BIM技術在施工各工程的應用

1.規劃設計時BIM技術應用

利用BIM技術搭建工程模型，將各方面數據進行匯總，設計人員直觀觀察設計方案的內容，及早發現不合理或存在問題的內容。利用計算機信息軟件的虛擬化功能，對建筑設備管線進行優化與處理，并且精準測量建筑各個層面的數據，方便設計人員依據數據調整設計方案，大幅度提高設計方案的合理性與科學性。具體到本次設計工程來說，工程設計方案涉及很多方面的內容，設計人員可以利用共享功能，掌握建筑的全面信息，同時，將整個設計工程分成若干個方面，提高設計方案的針對性，同時，這樣還可以培養設計人員的溝通能力與團隊合作能力。

2.優化工程設計的各類管線

現代建筑設計過程中存在各類管線，如供暖管線、燃氣管線、電線等，通過BIM技術對各類管線的位置進行模擬仿真，重點觀察各類管線是否存在交叉施工情況，避免正式施工時出現安全問題。借助信息軟件技術，提前測試與預覽功能，對建筑設備功能進行測試。依據測試結果及時調整，保證后期燃氣管線、電纜、電線等正常工作，保證管線施工高效率地完成。

3.施工時各個階段合理利用BIM技術

利用BIM軟件技術搭建的建筑模型中，包含本次工程的各方面數據，生活管理人員可以利用該模型完成對整個工程的管理，提升工程管理的質量與效率。工程施工時部分項目環境較為復雜，管理人員也不可能深入到各個層面進行現場管理，這就會使得部分施工人員出現僥幸心理，不按照施工要求或技術規范進行，使得工程出現質量安全隱患。通過BIM軟件提前對施工過程中可能出現的問題進行模擬，并將相關數據導入到模型中，準確計算工程量，提高施工管理質量，降低施工成本。

4.利用BIM技術完成材料管理

對建筑數據模型進行跟蹤與管理，一旦出現數據方面變化要及時輸入到模型中，實現高效率的建筑材料管理。通過模擬數據信息，大幅度提升設計方案的可行性，同時，實施全程跟蹤管理，管理工程施工進度與質量。對建筑各部件進行設計，可以實現動態管理的目的，一定程度上提升工程建設效益。BIM軟件可以對建筑空間屬性進行保存記錄，可以對比不同時期的設計方案，通過這種管理模式，實現材料管理的高效率運轉，有效降低工程施工成本與材料耗損。通過降低成本的方式增加單位效益，實現提升企業市場競爭力的目的。此外，利用BIM軟件技術進行材料管理時，要及時將材料價格、材料變動情況輸入到模型中，提升材料管理的實效性。

（四）建筑結構轉換層的設計

1.結構布置

轉換層結構設計時，要對整個轉換層結構進行分析。其整體主要由板、梁、柱等部件構成，要對整體結構荷載進行計算，柱網在布置平面結構方面發揮著重要作用。確定好柱網后，要對其他構件的位置進行確定，制定合適的設計方案，保證工程設計的整體質量。

2.受力分析

在高層建筑混凝土鋼結構的受力計算中，配置構造筋的時候，要滿足相關內容：第一，進行鋼筋縱向配筋時，要將整體配筋率控制在5%范圍內。設計縱筋時要選擇合適位置，不能將其和拉筋、箍筋等焊接到一起，影響到設計方案質量;第二，控制縱向鋼筋逐漸距離，并將其控制在范圍內，并使凈距離。采取封閉式箍筋設計方法，提升箍筋的直徑，通常φ>6㎜。

3.框架結構設計注意事項

設計人員進行混凝土結構設計時，要綜合考慮各方面因素，遵循混凝土結構設計的基本原則與方法，具體設計過程中，要重視建筑結構設計的安全性。通過考慮工程實際情況，本次工程轉換層結構決定采用間接法，保證轉換層結構的設計質量。

4.對設計方案進行整體優化

工程施工中完成混凝土組裝后，重視后期檢查工作，保證工程整體設計方案的美觀性。對施工各個流程進行檢查與完善，借助精密儀器完成整個測量工作，保證工程施工的整體效果，整個過程中，都要嚴格遵循施工流程以及技術規范。同時，混凝土作為工程施工的基礎材料，需要嚴格處理，如果是冬天施工的話，要做好混凝土材料的保溫工作，重視混凝土澆筑后期的養護管理工作。

5.協調施工進度、成本、工期三者之間的關系

工程施工時，進度、成本、質量三者之間存在緊密聯系，要求施工單位合理衡量三者的關系，以最低的施工成本在保證工程質量的基礎上加快施工進度，實現降低施工單位經濟負擔以提高經濟效益的目的。借助BIM軟件的優勢，搭建施工成本進度與質量三者的模型，掌握一者變化對其他兩者的影響，有效平衡三者之間的關系。但工程實際操作中落實情況不是很好，經常出現為了趕進度忽略施工質量的情況，或是為了保證工程質量導致工程成本超支的情況，直接對施工單位經濟效益產生影響，這就需要企業根據實際情況，采取有效的控制管理措施，保證三者的平衡。

施工單位要高度重視施工質量、成本及進度三者的關系，選擇合適的控制方式平衡三者，為工程高質量地完成奠定基礎。第一，在施工進度上要與施工原則保持統一，同時在施工過程中應該明確責任和權利，為后續的考核提供依據，確保質量控制工作順利推進;第二，對于施工的工程審核問題，對不符合質量的建筑進行施工處理時，需要重視對建筑基礎材料的控制。

四、結語

總而言之，BIM軟件技術在工程設計過程中有著顯著優勢，可以大幅度降低工程成本，提升工程施工進度，大幅度提升工程施工質量與效率。在使用BIM軟件技術時，合理發揮軟件的優勢，揚長避短，利用信息化技術推進建筑工程技術進步與發展。

參考文獻：

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作者單位：

蘇州健雄職業技術學院藝術學院