基于BIM的建筑工程設計優化關鍵技術及應用研究

胡慶田

摘要：加強BIM技術的管理和優化，有利于幫助實現相關建筑信息的集成，從建筑的設計、施工直至項目終結，所有的信息都會集合在一個三維模型的信息數據庫中，方便相關人員的查閱。這種技術可以有效地提高工作效率，降低成本，縮短工程周期，實現利益的最大化。所以國家和政府應加強對于BIM技術的重視程度，并注重實施科學合理化推行BIM技術的策略。

關鍵詞：BIM技術;建筑工程;設計優化;應用

一、前言

隨著時代的發展和進步，建筑工程的設計和施工越來越有難度和挑戰，在經費有限，工期緊張的外部因素影響下，傳統的二維技術不再適用于如今的建筑工程，強行實施各種問題就會浮出水面[1]。問題的產生，導致工作效率降低，且浪費人力，物力和財力。建筑工程進度推進速度慢，提高建造成本，企業也就無法獲利。為滿足大時代發展的需求，發展精細化設計是重要的目標[2]。于是在高科技人員的潛心研究下，BIM技術越來越成熟，在建筑設計領域占有重要的地位。那么何為BIM技術？BIM技術的全稱是建筑信息模型如（圖1），顧名思義，就是通過數字信息仿真模擬建筑物所有的真實信息。

二、BIM技術在建筑工程設計管理中的優勢

BIM能模擬的信息包括：三維集合形狀信息、非幾何形狀信息，如建筑構件的材料、重量、價格、進度和施工等，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據，為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶等各環節人員提供“模擬和分析”[3]。BIM技術非常精準周密，具有可以觀察，可以協調合作，及優化良好的優點，有利于建筑工程過程中更加順暢的溝通，保障工程質量，降低出錯概率。因為BIM技術的精準周密性，所以，被廣泛的運用于建筑工程的設計過程中，成為建筑行業的未來科學技術發展的先驅力量。在應用之外，企業也要注重不斷地發展和優化BIM技術。

三、BIM技術在建筑工程設計管理中的應用

（一）應用于虛擬仿真

利用BIM技術建立模型（如圖2所示），可以直觀地看到施工的框架，以達到更準確的工程造價預算，也可以對施工中的各項數據進行實時監測，加快施工進度，讓工程在規定的項目周期內有效完成[4]。

（二）應用于構件拼裝

利用BIM技術進行虛擬的構件拼裝，施工企業可以盡早發現工程存在的風險，有效地節約時間成本，減少資源浪費[5]。BIM的設計流程是，首先完成構件平面的布局，然后利用參數化設計的思想，結合構件庫中的資料，實現自動化快速建成模（流程圖如下圖3所示）。然后利用BIM技術的自動校驗功能進行校對，監測工程的可行性和建設性，正確的評估風險，節約成本，降低錯誤率。

（三）應用于施工的統籌協調

現代化發展的今天，建筑工程的設計工作越來越有難度，對于建筑施工的統籌工作的要求也更加嚴苛[6]。施工之前做的各項準備也要更加具體和完善。施工統籌是指怎樣使用施工設備，才能發揮出設備的最大作用，高效率，高質量地完成施工。BIM技術具有自動優選方案的功能，可以對怎樣選用施工設備以及怎樣使用施工設備制定完善的解決措施，節省時間成本，提高工作效率，保證工程質量。

（四）應用于建筑項目的輔助管理

BIM技術可以輔助建筑項目的管理。BIM技術可以形成建筑物的完整信息，提供一個直觀的三維交流環境[7]。與傳統模式下項目人員在現場靠圖紙找到有效信息進行溝通交流相比，大幅度地提升了工作效率。BIM逐漸成為一個施工現場自如溝通的交流平臺，輔助各方面技術人員協調項目方案，討論項目的可造性，及時的排除風險隱患，減少因風險或疏漏造成的返工，縮短項目周期，節省成本。

（五）應用于施工安全管理

建筑施工過程中會存在很多安全隱患，BIM技術的碰撞檢查功能可以提前有效地檢測出可能發生危險的因素，對有危害的區域進行劃分，管理人員就可以提前預知風險，制定預防方案和保護措施，預防工程返工重修。

（六）應用于物料管理

在建筑工程實施的前期，需要投入巨大的財力，購買各種施工材料，因此，對于物料的管理工作也是非常重要的。BIM技術具有無限儲備資料的功能，可以儲存工程所需要的材料。施工在互聯網的幫助下，利用計算機查詢所需物料，有效的保持物料的供應，提高工程施工進展的效率[8]。

四、BIM技術在建筑工程設計中管理的應用分析

（一）應用現狀的分析

社會經濟持續發展的今天，管理建筑工程設計的理念愈加重要。由于以往的設計管理頻繁出現問題，使BIM技術普遍的運用到了我國的建筑行業事業中，科研人員越來越關注能夠加強BIM技術的研究。但是，在BIM技術發展的初期，需要投入大量的人力、物力和財力，短期內可能也無法達到理想的效果，所以如今我國建筑設計企業的BIM投資回報率不是很高。但隨著BIM技術的關注度越來越高，研究人員潛心開發更多有利于工程建造的功能，BIM技術還有很大的提升空間。

（二）存在問題的分析

首先是業務范圍方面的問題，由于個別建筑項目的管理人員沒有對BIM技術的深入了解，業務工作不夠精確，設計深度也沒有明確，這就導致可能無法設計出讓人滿意的效果[9]。其次是BIM在協同設計方面的問題，雖然BIM技術對于協同設計工作有一定的幫助，但是也同樣會引發問題，比如協同工作之后逐漸加大的工作量，參與建筑工程的每一方都會增加協同量，增加設計管理的難度，延長項目周期。還有設計流程方面的問題，BIM技術需要高配置的計算機。設計師確定設計的原則，根據專業建模型，最后進行系統的整合工作。用這種按部就班的流程雖然可以避免不同專業在同一個文件下協同作業對計算機硬件的損傷，但是同樣也會延緩進度，導致問題發現不及時的返工現象。設計成本也是BIM技術設計管理的不可忽視的問題。BIM技術前期需要做大量的投入，部分企業擔心無法承擔和規避風險大多選擇不投資或少投資。項目設計費用占比過小，導致項目設計企業沒辦法投入過多的人力，物力。另外，由于BIM技術進行管理時，多個軟件配合進行，信息數據的更新都在一個平臺上，這就導致了信息數據存在著安全隱患問題。在實際應用過程中，平臺是大量信息數據的載體，如果沒有健全的權限設置就有可能造成數據的丟失，影響設計管理的進程。

五、BIM技術在建筑工程設計管理應用的優化措施

（一）加強材料管理

BIM技術可以對施工現場的材料使用情況進行管理，有效地避免施工現場材料分配錯誤，材料嚴重浪費現象。在模型中記錄好材料的采購總量，及每一天的使用量和剩余庫存量，通過數據庫計算損耗。依據每天的使用材料數量情況，發放每日所需的建筑材料，避免嚴重浪漫現象。并且采購人員在采買建筑器材的時候，要多觀察，多對比，對消耗量大的建材材料進行市場調查，對比價格和質量，以便可以買到質量良好且價格優惠的材料，在材料合理管理的同時達到控制浪費的目的。

（二）優化設計管理軟件的選取工作

合理的選擇BIM軟件，確保所選軟件的配置能夠與計算機兼容，并且要盡量選擇高效率的設計管理軟件，配合好軟件之間的功能。

（三）完善建筑設計標準，設置信息數據權限

利用BIM技術進行建筑工程設計管理時，要盡可能地完善建筑設計標準，使設計結果理想化。加強對BIM信息數據的管理工作，做好備份，以防信息數據的流失，對于機密文件和重要信息要做好權限設置。

（四）開展有序的協同設計工作

建筑設計企業要加強對BIM是集團團隊的設計，建立團隊凝聚力，讓“提高BIM技術，發展BIM技術”為共同的目標。團隊要制定完善的BIM設計管理的流程，不斷地創新優化BIM技術，確保BIM技術可以有效的，高效地利用于建筑工程設計管理工作上。

六、基于BIM的建筑工程設計的未來發展方向

在新時代高速發展的背景下，各種建設和企業進行大規模的翻新，BIM技術的推廣勢必會給建筑企業帶來巨大的收益和價值。在推廣BIM技術的過程中，首先要加大力度培養相關技術人才，加強技術人員的對于BIM的認知，提升自身工作能力，保障建筑工程內對于人才的需求。應盡快建立適應我國實際情況的BIM應用標準，解決BIM技術中還存在的現實和技術問題。

七、結語

綜上所述，在建筑工程設計管理上過程中，BIM技術占有重要地位，是能讓建筑行業實現更精密的設計，更高效的施工，更高質量的完工的重要技術。所以建筑企業要高度重視對于BIM技術的應用，技術人員要不斷增強BIM的功能優勢，讓建筑信息技術在我國建設領域取得更輝煌的成就。

參考文獻：

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