BIM技術在建筑設計中的實踐應用研究
——以江北國際文化創意街區為例

端木君杰 南京城鎮建筑設計咨詢有限公司

1 前言

BIM技術是依托于現代數字信息技術，模擬在建筑設計中的實際操作過程，從而實現對建筑、施工、驗收等工作的促進作用。相關設計人員在應用BIM技術平臺時，可以充分發揮出各專業價值優勢，并及時發現在建筑設計中的疏漏錯項，找出其偏差因素，采取實際措施解決問題，保障建筑設計達到最佳效果。

2 BIM技術概述

2.1 BIM技術內涵及特點

BIM技術是基于工程信息和現代信息技術，利用計算機為工程項目建立相關參數信息，其本質就是建筑信息的三維數據模型，進而為建筑設計、施工等提供技術支持。

在建筑設計中應用BIM技術除了具有模擬性、信息集成性等特點，還具有以下突出優勢：一是能使建筑設計以可視化的情形呈現，通過3D建模能直觀反映建筑設計全過程，提升對建筑結構安全、可行性的正確表述，且在可視化條件下，有利于人員之間的想法交流，進一步促進建筑設計的嚴謹性、科學性。二是實現建筑設計各功能的彼此協調，注重建筑設計功能的整體表達。

2.2 BIM技術在建筑設計中的應用價值

建筑工程正在向著大型化、商業化、高層化及大跨度化方向發展，建設不再局限于地面，而也在向高空、地下甚至湖泊深海延伸。由此來看，人們對建筑工程的應用需求在擴大，不僅注重建筑整體功能表述，對其建筑結構及空間規劃等也提出更高要求。在建筑設計上，設計人員需要獲取、處理、協調的建筑信息數據量也愈來愈繁雜。但是，基于這些信息資源的不可或缺性，只有將這些信息數據充分利用，才能保證建筑設計的可行性，進一步確保建筑工程的施工管理，最終建設出符合預期設計思想的工程項目。BIM技術的出現，是將科學技術和建筑技術充分衍生出的產物，它的應用實現了建筑設計的核心轉向，從二維轉向三維，推動了建筑設計行業的信息革命浪潮。

2.3 BIM技術在工作中的具體目的

（1）優化設計圖紙，實現設計方案及設計變更的多方案比較優化；

（2）減少碰撞，在BIM管線綜合設計階段就規避各種碰撞問題，在后期施工過程中，無須再根據現場情況進行變更，保證工期合理可控；

（3）優化凈高，通過管線優化設計，綜合美化地下車庫等位置的管線排布，最大化程度提高空間凈高；

（4）指導施工，利用BIM管線優化后的圖紙，確保設備管線在合理可控的前提下進行安裝，增加把控力度，并有效縮短工期；

（5）提升品質，利用BIM優化管線布局，并針對重要節點空間進行精細化設計，提升項目的整體品質。

3 BIM技術在建筑設計中的實踐應用分析

實踐項目為江北國際文化創意街區。建筑體量包含兩個商業裙房并由商業連橋串聯，形成整體，以起到拉動人流的作用。地塊設置2棟塔樓，包括1棟辦公樓（建筑高度100m）和1棟公寓，（建筑高度78.95m）整體商業裙房設計充分考慮了與泵站市政設施、南農河的整合設計。

辦公樓和酒店式公寓采用預制疊合樓板、裝配式內墻板、單元式玻璃幕墻、裝配式吊頂、地面干式鋪裝等裝配式部品部件，滿足土地出讓條件單體預制裝配率：40%；商業部分根據項目性質及特點，采用現澆混凝土結構，見圖1。

圖1 BIM全參數化模型

3.1 在建筑結構設計中的應用

BIM技術在建筑結構設計中的應用實踐主要體現在三個方面，即建筑場地選址和結構布局、建筑結構分析、建筑協同。建筑場地選址是建筑項目最為關鍵的內容，它不僅需要科學、合理，還需要具備一定的前瞻性，符合實際使用的可行性。另外，水文氣象、工程地質等與建筑結構設計息息相關的因素也是需要提前考慮的因素。而BIM技術能動態、具象地展示建筑場地選址和結構布局的全過程，并聯合GIS技術實現對建筑項目具體情況全面模擬，得到合理的預測結果。同時，該技術能深入了解建筑結構的選型、具體布局等方面，使建筑的整體結構體系和整體結構布局能與建筑當地的水文、地質等情況契合，確保建筑結構設計的可行性，保證建筑整體施工進度。

3.2 建筑結構分析上的應用

在建筑結構分析中，不只是計算荷載和配筋計算，而是需要對整體性能分析并優化，確保建筑在不同荷載時都能保持安全性、穩定性。應用BIM技術能對建筑結構設計方案和具體結構布置展開全方位模擬，實現技術評價和經濟評價的雙重收獲。在建立了數字一體化模型后，聯合Revit API二次平臺對結構展開綜合分析，用大數據分析建筑與具體環境的對應，指出設計缺陷并消除缺陷，確保建筑設計質量，見圖2。

圖2 結構檢查典型問題

3.3 建筑各專業的協調應用

引入BIM技術有利于設計人員之間的設計數據信息匯總、溝通、共享，如土建設計、水暖電設計、結構設計及裝飾裝修等專業設計的施工內容、施工數據能在一個大平臺上形成共享，數據的快速傳輸、處理能方便不同專業的設計人員充分共享、全面交流和共同應用，實現了建筑工程項目在設計上的相互協調。

3.4 在綠色建筑設計上的應用

綠色建筑是將環境保護理念融入建筑設計中，在建筑設計、開發、施工及應用全過程，都要以綠色環保為主要元素。貫徹建筑綠色設計理念，需要在建筑施工每個環節體現，尤其是核心的建筑設計環節。

在規劃階段，為了達到綠色環保的效果，需要提前對建筑施工地點、范圍、水文地質條件等情況綜合考慮。單純地依靠經驗猜想、手工繪圖等方式很難真正對實際效果進行預測和判斷。而應用BIM技術可以模擬出建筑成型后的狀況，再加上GIS專業數據的參考，可以準確、清晰地反映出建筑能源消耗與周邊環境的關系，然后便于后期規劃和改進。

在具體設計階段，綠色建筑設計不單純地只是考慮能源消耗，而是將自然環境因素融入設計中，通過自然資源的代替設計減少能源消耗。如建筑的采光情況、隔音效果、內部布局等設計，應用BIM技術對建筑模型的實際接受光照強度、時間進行測試，結合實際數據對方案展開調整和優化，利用自然地理條件改善室內的溫度和光線；對建筑噪聲強度進行仿真分析，對噪聲進行評級，進而構建隔聲措施；對建筑墻體、屋面、門窗等圍護結構的熱工性能進行判斷，使建筑材料的材質、結構構造都達到相關環保標準，具有一定的節能功效。

在施工階段，應用BIM技術的可視性，使施工和設計呈現一致性。不僅有利于設計人員對現場施工進行檢查和監督，了解施工進度與施工難點；更能使施工人員直觀理解設計人員的設計要求。

在項目管理上，應用BIM技術能對建筑施工的各個環節展開數字化、信息化的全模擬，實現了線上監管施工的方式，使管理者更能掌控整個建筑項目的施工進度，提高了施工管理水平，降低了管理成本，踐行了環保理念。

4 結束語

BIM技術在建筑設計上得到了廣泛應用，也用實際效果展現了其突出的優勢，以便捷性、信息化、可視化等特點在建筑設計上閃爍著巨大的生命力。BIM技術在實際應用中也會出現很多問題，設計人員要不斷深入研究，刻苦鉆研，使BIM技術更加成熟和完善。同時也要結合建筑具體情況，綜合考慮多方因素，使建筑設計更具可行性、科學性。相信隨著技術的發展革新，BIM技術會在不斷應用中有所創新，實現更深層次的飛躍。