建筑設計施工管理中BIM技術的應用分析

劉樂 張偉進

摘要：近年來，隨著建筑業信息化的大力推進，BIM 的新技術已開始應用于建筑工程的整個生命周期。BIM 技術是基于建設項目的相關信息數據，為 項目建立了建筑模型。BIM 技術的誕生縮短建筑設計時間，而且還能夠隨時修改設計參數，讓圖紙與設計始終保持高度一致。BIM 技術的應用，保證了建 筑工程的協同工作得到了有效展開，無論是建筑設計施工企業的運營管理，還是智能化的維護程度都會切實提升。本文首先闡述了 BIM 技術的基本概念及 優勢、劣勢，簡要分析了建筑設計施工管理中 BIM 技術的應用，希望以此提高建筑效率，保證建筑質量。

關鍵詞：建筑設計;BIM 技術;應用分析

引言

BIM 這項技術在我國雖然起步較晚，但是總體的發展速是相當快的，BIM 技術在我國建筑行業視為“第二次技術革命”，它不僅讓整個建筑產業 的產業鏈得到了重塑，而且它還賦予了建筑產業新的生命周期。2011 年 5 月，我國城鄉住房建設部提出在五年內普及 BIM 技術，實現我國建筑工程 的信息化管理。BIM 技術具有明顯的設計優勢，能夠不斷提高設計質量及 效率，有助于提升工程整體質量，促進建筑工程發展。為了進一步推動建 筑行業發展，要深入研究 BIM 技術，使得 BIM 技術在建筑工程當中得到合 理運用。

1 BIM 技術基本概述

如果在建筑設計過程中使用 BIM 設計技術，則設計效果以視覺，三維 方式呈現。不僅使建筑工程設計更直觀，而且還有助于設計師快速找到設 計中的缺陷并及時彌補。大大減少了設計中出現問題的可能性，減少了施 工過程中人力物力上的損失。除此之外，引入 BIM 設計，能夠及時準確傳 遞建筑設計應用信息，為日后的維修提供一定的基礎。BIM 技術將建筑工 程的各項信息進行匯總，借助相關信息建造建筑模型，通過仿真模擬反映 建筑的真實情況。BIM 技術應用范圍廣泛，可用于工程設計、建造、管理 等多個方面，為建筑工程提供技術支持。BIM 技術具有較強的傳遞性，施 工的各個階段可在 BIM 技術的支持下，在工程項目的不同部門、不同階段 實現信息的共享與傳遞，加強彼此間的交流與協作，進而降低工程成本，推動建筑工程順利開展，在應用過程中，首先要了解 BIM 技術的基本概念，進而掌握 BIM 技術。

2 BIM 技術優勢與劣勢

BIM 技術采用智能控制，能夠站在大局的角度，通過智能控制對建筑 設計、投標管理、合同管理等方面進行全方位管理，對整個工程進行精細 化管理，提高管理效率，保證管理質量。BIM 數據系統性較強，能夠針對 建筑工程在不同的階段開展不同的管理，提高管理質量。同時，有助于推 動建筑工程的順利開展。BIM 技術能夠對相關數據進行收集、匯總、分析，協同各個專業進行共同設計，借助自動檢測技術對其進行檢測，并加強彼此之間的聯系，幫助各個崗位、各個工種之間協調工作，節省設計人員的工作時間，減少和避免各個專業之間的缺漏設計缺陷，提高工作效率。

當前，BIM 技術雖然已經日趨成熟，但是在其發展過程中依然存在一?些缺陷。BIM 技術對于造型復雜、結構多變的建筑工程項目效果更為突出，但對于一些相對簡單的建筑工程項目來說，大多數設計人員并不會使用?BIM 技術，認為使用 BIM 技術多此一舉。當然，部分建筑企業即便是簡單?工程項目也會使用 BIM 技術，但 BIM 技術的作用得不到有效發揮。因此，需要專業技術人員對 BIM 技術進行設計及維護，推動 BIM 技術的廣泛應用。

3 BIM 技術在建筑工程設計中的應用

隨著 BIM 技術的快速發展及其被廣泛運用到建筑設計中，BIM 技術的 使用進一步提高了建筑設計質量以及建筑設計效率，推動了建筑行業的發 展。

3.1 建筑設計方案應用

在傳統的建筑設計中，設計人員會展示設計效果圖，但是在竣工之后 會發現設計效果與竣工結束后呈現的效果存在較大差距，且這種差異已經 很難改變。在此情況下，借助 BIM 技術，能夠將平面的建筑方案、設計圖 轉化為立體的模型，完整且系統詳細地呈現設計方案，給人更加直觀的感 受，讓設計人員清晰地看到建筑的外觀，通過模型的方式詮釋設計理念和 設計想法，并在設計過程中有效優化設計方案，及時糾正設計過程中出現 的問題，保證設計工作的順利開展，進一步提高設計效率和施工效率。

3.2 可視化設計

BIM 技術與傳統技術在可視化設計方面存在較大差異。傳統設計無法 有效展現建筑的整體外觀，難于顯示可視化成果。而 BIM 技術能夠將建筑 項目的外觀進行直觀呈現，從二維平面轉化成三維模式，這也是 BIM 技術 得到廣泛應用的主要原因之一。建筑物中，很多墻體、門窗、樓梯等在傳 統的建筑設計中是無法很好地展現的。而 BIM 技術更加注重細節展現，可 以在可視化應用中獨立顯示建筑物的基礎部分，模擬顯示建筑各個獨立部 分，可通過動畫展示充分了解建筑物的外觀及其內部結構，查看建筑物的 基礎構建，一目了然地呈現整個建筑物的完成效果。BIM 技術的可視化設 計與傳統建筑設計有了較大的進步，通過三維動畫的方式觀看建筑物的基本構造，其可操作性越來越強。

3.3 綠色設計

綠水青山就是金山銀山，保護環境就是保護生產力。經濟發展決不能?以犧牲環境為代價，建筑行業也不例外，對于環保有了更高的要求。要樹?立生態理念，保護生態環境，發展綠色產業，創新交流平臺。在建設過程?中，要使用綠色環保的建筑材料進行施工，以更好地保護環境。與傳統技?術不同，BIM 技術更加強調綠色發展、綠色建筑，主要是由于 BIM 技術在?建筑設計中可以模擬建筑整個生命周期的能耗，這是傳統技術無法做到的。建筑設計人員在設計過程中會借助 BIM 技術設計不同的方案，根據施工現?場情況及周圍環境選擇最佳施工方案。

3.4 仿真模擬分析

BIM 技術在建筑物的仿真模擬分析中應用較廣，例如，在建筑物前期?設計階段，通過建立 BIM 模型，可以從整體上分析建筑物的幾何參數、力?學參數等相關指標，同時利用 BIM 模擬建筑物的物理性能，從而進行精確?計算。在前期設計中，為了降低建筑物在使用中的能耗，可以利用 BIM 分?析建筑物的能耗，然后通過優化空間結構，計算風能、熱能等，讓建筑物?在后期使用中更加合理。需要注意的是，在仿真模擬分析中要進行標準化、 模塊化的建設，對比不同模塊對于降低建筑物能耗的作用，在不斷地性能?優化下提升 BIM 技術運用的質量。

3.5 碰撞檢測

當前，4D 技術在建筑設計中實現了廣泛應用，在很大程度上提高了建 筑物的使用效率。4D 即以 BIM 三維建筑模型為基礎，利用進度時間軸，實 現進度管理從傳統的網絡計劃、橫道圖等平面靜態分析管理轉變為更加直 觀形象的、虛擬建造的可視化與動態控制，使工程進度管理精細化、信息 化。在建筑設計過程中，設計人員在掌握了 BIM 技術應用的一些關鍵點后，利用 BIM 軟件平臺的碰撞檢測功能，實現了建筑與結構、結構與暖通、機 電安裝以及設備等不同專業圖紙之間的碰撞，同時加快各專業管理人員解 決圖紙問題的效率。建筑項目部也可以將鋼結構與土建、機電、幕墻、裝?修等深化模型集成起來，進行多專業協調優化調整，并直觀展示給各分包 方，減少項目溝通時間，提高深化設計的準確性。

4 材料表方面的應用

BIM 技術通過數據收集匯總，能夠對數據進行分析。BIM 技術在材料?表的制定方面具有很大優勢，通過材料表數據的準確性，大大提高了建筑?設計效率，因此被廣泛地應用于材料表制定方面。BIM 技術匯總相關數據，構建屬于自己的數據庫。不同的建筑物所需要使用的材料數量、質量、種?類是不相同的，不同建筑材料使用過程中呈現的效果也是不相同的，要根?據建筑項目的特征具體分析，選擇合適的材料進行施工，有助于保障建筑?工程質量，提高建筑整體效果。在設計過程中，相關設計人員可在數據庫?中尋求自己需要的數據，確定自己想要使用什么樣的材料以及材料的數量、 質量和價格，大大節省了工作時間，提高工作效率。BIM 技術在材料方面?的應用，對于建筑設計是非常大的進步，使得建筑設計施工更加合理有序，能夠嚴格按照相關設計要求進行施工。

5 項目管理和施工方面的應用

5.1 項目管理方面的應用

目前，我國大多數工程管理方法仍采用傳統的工程管理方法，不能滿 足多部門交叉施工技術的控制。施工過程之中對于各相關單位的職責和管 理范圍界定不明確。在一些規模相對較大的建筑工程項目當中，整個施工 空間的局限性相對較大，施工方案相對比較復雜，在這種情況下，在模擬 各個環節的基礎上進行綜合分析，充分發揮 BIM 平臺可視化，參數化和信 息共享的優勢。依據模擬情況對碰撞、沖突等情況進行相應的調整和優化，最終依據工序情況進行調整，優化施工方案和施工安全計劃，從而確保施 工進度的實施，防止安全事故的發生。另外，利用 BIM 對文化水平較低的 農民工來說進行安全技術較低，使其猶如身臨其境，讓工人對培訓的內容 及施工中的安全隱患認識更深入，達到的預期效果。除此之外，利用 BIM 軟件復核設計，通過模型與現場管理結合，實現可視化互動溝通，能夠糾 正工序，有效縮短施工時間。利用 BIM 搭建協同管理平臺，能夠初步形成 施工期大數據平臺，實現了信息資源共享，企業精細化管理的模式。

5.2 施工方面的應用

在一些較大規模的建設項目中，整個建筑空間的局限性較大，施工方 案也較為復雜。大多數傳統技術提交都是在二維結構圖的幫助下進行的。對于一些空間分布較為復雜的部分，比如管線走向問題等，在施工時更加 難以完成。但是，使用可視化 BIM 技術構建模型可以將傳統的 2D 繪圖轉 換為 3D 模型。及時提高交貨完成效率，保證交貨的準確性，從而保證施工 質量。同時，采用 BIM 技術，可以對建筑工程模型進行修改和設計，并將 設計理念實時反映在建筑工程設計模型中。施工項目可以順利進行，提高 施工效率。另外，從事設計、施工的相關人員就能夠在施工前完成碰撞檢 查，優化管線的布置方案，提前對工程設計予以進一步完善，這樣就不會 造成設計變更，在施工之時，返工的幾率就會變得較低。

6 結語

隨著建筑行業的不斷發展，對于建筑工程的設計有了更高的要求。然 而，傳統的建筑設計已經無法滿足當下的需求，要不斷借助 BIM 技術對相 關建筑工程進行設計。BIM 技術在建筑設計應用中既存在優點也存在缺陷，因此，要對其進行具體分析，更好地運用 BIM 技術設計建筑工程，充分了 解 BIM 技術在建筑工程設計中的作用，更好地推動我國建筑行業的發展。

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