基于BIM計算機輔助建筑設計優化研究

王 丹

（陜西交通職業技術學院，陜西 西安 710000）

1 引言

BIM技術是以建筑工程相關信息數據為基礎建立的一種模擬仿真模型。BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用為建筑行業的創新發展提供了重要的輔助作用，是建筑設計的又一次革命。它不但彌補了傳統建筑設計過程中的不足，而且將整體建筑設計的精準程度提升到了一個新高度。目前，BIM技術普遍應用于計算機輔助建筑設計中，其三維模擬作用為建筑設計的各方面參數提供了更科學的參考，促使建筑設計更科學、穩定，極大地提升了設計效率以及建筑施工的整體質量。BIM技術的優勢在于自動生成數據文檔、設計圖紙，并對建筑數據相關信息進行智能分析與處理、自動變更和調整數據，大大降低了人力成本。

2 BIM概述及其對建筑設計的影響

建筑信息化模型（BIM）作為信息模型，會根據工程項目的不同階段將整個工程的信息、資源等集中在該模型中，為施工方提供參考。BIM在三維數字技術的基礎上對模型進行構建，充分展示建筑物的多種信息，確保設計方與施工方所接收到的信息一致，協同各專業參與方工作，降低了工程建造成本，為保質保量完成工程打下基礎，實現設計施工的一體化。

BIM技術借助數字化信息將建筑表達出來，通過電子模型保存全部的真實建筑信息，結合目標的CAD功能，在建筑材料轉化中實現數字化，根據需要生成BIM應用體系。BIM技術突破了簡單的二維幾何應用格局限制，在空間上完成平面圖形構成的基本格局的立體化，通過對點線之間的連接與組合，將建筑物整體轉換為更有立體感的建筑物整體。BIM技術在實際設計過程中能形象地描述、存儲各種建筑工程信息，方便建筑各參與方后續使用。如圖 1所示，借助應用系統中的其他相關程序即可實現建筑物對象化，應用系統在此基礎上對建筑對象編碼，通過編碼方式完成對建筑設計全面、數字化的描述和其對象的合法定義，最后完整地表達出數字化的建筑信息屬性。通過整個流程實現了建筑設計的優化，使建筑設計更科學合理，為工程設計的實施階段奠定高效益、高質量的基礎。BIM技術可廣泛應用于綠色建筑、住宅建筑、高層建筑等建筑工程，主要應用于建筑設計，指導建筑施工、制定科學的建筑方案和施工戰略以及管理建筑施工過程等方面，BIM技術將計算機輔助建筑設計推向新的舞臺。

圖1 虛擬建筑模型信息共享

3 BIM技術輔助建筑設計優化的策略

BIM在計算機輔助建筑設計中的應用，解決了傳統計算機輔助建筑設計出現的問題，在BIM技術支撐下，數字技術也逐漸成熟，帶動了現代化建筑的精細化發展。

（1）優化虛擬模型的構造。BIM技術在建筑工程設計中的應用，減輕了建筑師的工作壓力，借助BIM軟件構造建筑虛擬模型，便可通過該模型查看各種建筑信息。在模型使用中，可通過多角度分析建筑工程的整體效果，確保建筑工程的空間感，使建筑設計更人性化，完成對建筑設計思路的理論驗證和科學分析，且設計的變化可通過屏幕實時顯示。

（2）優化圖紙生成過程。在傳統工作過程中，圖紙是獨立存在的，需要對各個圖紙進行組裝才能呈現建筑的整體效果圖，加大了項目實際開展過程中圖紙修改的難度，造成人力等資源的浪費。BIM技術的應用則從根本上解決了圖紙層面上的難題，通過結合虛擬模型的相關設計實現圖紙的自動生成。

（3）優化數據分析過程。傳統狀態下，CAD中的圖像處于靜止狀態，數據分析的難度非常大，很難完成數據的整體模擬。而BIM技術可以建立起整體虛擬建筑模型，在模擬軟件中輸入大量數據信息，根據建筑物的基礎構造進行建筑相關性能的分析，更高質量完成建筑物空間效果的模擬。在BIM輔助數據分析的實踐中將降低成本、節省資源、提高計算結果的準確度。

4 BIM技術輔助建筑設計優化的運用

BIM技術的優勢和特點在計算機輔助建筑設計中比較突出，奠定其被廣泛應用的基礎，且在完善或更新設計理念的整個過程中更注重建筑設計綜合功能的實現。因此，在BIM計算機輔助建筑設計過程中，只要做好科學規范，就能更好地實現其功能。本文主要介紹BIM技術在分析建筑場地、規劃建筑設計、論證建筑方案、建筑的三維可視化設計中的應用。

（1）為了更好地分析建筑場地的情況，作出準確判斷，在BIM技術的實際應用中應注重與其他系統的融合，如GIS地理信息系統能起到很好的協調作用，建筑場地的規模化發展需要實現建筑物空間數據的基礎建模。要做好施工前期工作，合理規劃建筑項目，充分運用建筑場地，根據地理條件評估場地優勢，結合周圍建筑布局的基本條件綜合分析建筑場地，科學規劃建筑項目的場地。

（2）增強建筑方案規劃的科學性。BIM技術在計算機輔助建筑設計的應用中，可有效節省工作時間，提高設計人員的工作效率，主要體現在借助三維空間分析復雜空間這一創新上，如BIM技術在建筑形體設計中的應用，功能不同的建筑物需要不同的流線組織、不同的結構設計和功能布局。為了詳細了解各方案的優缺點，可配合使用 AC16與Ecotect。首先，建立不同意向方案的形體概念模型。其次，對不同方案中的日照輻射、風等影響因素建立比較基礎。最后，分析不同方案的優缺點，輔助建筑師作出正確判斷，高質量完成建筑形體的設計。

（3）在建筑設計空間有效性的評估過程中應用BIM技術實現對建筑方案的科學論證。在BIM工作平臺的綜合性應用中，使用者可根據使用過程中發現的問題提出反饋信息，全面展示建筑項目的相關問題，大大降低決策的時間成本。此外，建筑設計人員在虛擬建筑模型的設計中，可通過在分析軟件中導入相關的性能去分析建筑性能，綜合提升服務質量。

（4）完成建筑工程三維可視化設計的應用。三維可視化設計在建筑設計中的應用是BIM技術最大的特征和優勢。設計過程可視化優化了建筑設計的流程，使設計人員通過三維模型更全面地統籌建筑設計過程中各方面的參數，降低設計難度，兼顧設計的美觀性與高效率。利用建筑信息的直觀顯示，業主可參與設計過程，建筑用戶則可通過建筑師對實際情況的分析，結合三維模型中建筑內容的直觀展現，隨時了解自己實際的投資和收獲情況，打破傳統設計過程中業主與建筑師之間的技術性障礙，使建筑設計更快更好地落地實施。建筑設計人員與三維可視化設計工具的有效結合，逼真地模擬現實情況，促使更好地完成設計工作。

在BIM計算機輔助建筑設計優化過程中，一定要做好現場場地的分析，合理設計建筑方案，借助三維可視化建筑模型體現建筑方案的科學性，注重建筑設計和施工的規范化，并積極參與建筑的實際運營中，全面提高建筑行業綜合效益。

5 結語

綜上，BIM計算機輔助建筑設計雖能節約建筑設計時間，提高建筑設計質量，在整個建筑行業的應用中創造社會效益，但在實際應用中，仍然存在很多不足。在未來的研究中，應重視BIM技術與其他軟件的有機結合，以及與建筑設計師優質高效的互動，進一步提升BIM計算機輔助建筑設計的能力，推動現代化建筑設計的全面發展。