參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用及展望(1)

謝曉帆

【摘要】隨著我國信息科技不斷的發(fā)展，建筑工程領(lǐng)域迎來了一場顛覆性的技術(shù)革命，BIM的誕生進(jìn)一步推動了產(chǎn)業(yè)的升級。BIM技術(shù)具有立體導(dǎo)視、高精準(zhǔn)度及智能化的優(yōu)勢，本文立足于BIM的應(yīng)用優(yōu)勢，對參數(shù)化BIM技術(shù)的應(yīng)用展開了探討，并對BIM技術(shù)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，以期促進(jìn)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

【關(guān)鍵詞】參數(shù)化設(shè)計(jì);建筑;BIM技術(shù);應(yīng)用;展望

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.040

近年來，建筑行業(yè)開始朝向大規(guī)模、多功能的方向發(fā)展，無疑加大了建筑設(shè)計(jì)難度，傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)技術(shù)存在著一定的局限性，很多問題在施工后期才逐漸顯露，不僅對整體的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，而且不利于建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)對成本的控制。隨著BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，不僅可以徹底解決上述問題，而且還可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的問題，為設(shè)計(jì)師提供重要依據(jù)，進(jìn)一步提升工程的整體質(zhì)量。

1、參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1協(xié)調(diào)性強(qiáng)

超強(qiáng)的協(xié)調(diào)性是BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢之一。眾所周知，建筑工程具有多工序、多專業(yè)、多工種的特點(diǎn)，不同的專業(yè)和項(xiàng)目，所需的工種也截然不同。為了保證施工進(jìn)度，在實(shí)際施工中，多工種、多工序同時進(jìn)行非常普遍，由于各領(lǐng)域?qū)I(yè)的不同，在施工過程中難免產(chǎn)生施工沖突，主要體現(xiàn)為：（1）建筑結(jié)構(gòu)與管道布置發(fā)生沖突;（2）預(yù)留洞口與工程施工要求不符。這些沖突的存在勢必會對整體的施工質(zhì)量造成一定的影響，同時還會導(dǎo)致施工進(jìn)度出現(xiàn)拖延的情況，因此，需要極力解決這些施工中出現(xiàn)的沖突。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，可以將施工中因不同工種和專業(yè)所產(chǎn)生的矛盾進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，及時搜索和查找設(shè)計(jì)方案中存在的不合理部分，同時根據(jù)實(shí)際情況制定相應(yīng)的解決措施[1]。

1.2模擬性強(qiáng)

由于人們長期對生態(tài)資源的過度開采，導(dǎo)致近年來自然災(zāi)害現(xiàn)象時有發(fā)生，對人們的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全造成重大威脅。BIM技術(shù)及相關(guān)軟件可以對日常生活中的緊急事件進(jìn)行真實(shí)模擬演練，包括火災(zāi)、地震等，從而結(jié)合施工現(xiàn)場的周圍環(huán)境對建設(shè)方案做進(jìn)一步優(yōu)化，將人們的損失降至最低程度。為了迎合當(dāng)前市場的發(fā)展需求，滿足人們對建筑物不同的功能需求，建構(gòu)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，無疑使設(shè)計(jì)難度大大增加，在設(shè)計(jì)建筑方案時，通過采用BIM技術(shù)，對建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性進(jìn)行真實(shí)模擬，從中找出設(shè)計(jì)方案的不足之處，實(shí)現(xiàn)了短時間內(nèi)建筑方案的優(yōu)化，以此增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和可行性。在BIM模型中匯集了整個建筑工程的所有信息，為所有參與工程建設(shè)的施工方提供重要參考依據(jù)。相較于其他3D模擬建筑模型，BIM技術(shù)可以自動生成和更新各類圖形與文檔，同時還可以自動協(xié)調(diào)與之相關(guān)聯(lián)信息，從而實(shí)現(xiàn)信息共享，更是為建筑空間關(guān)系提供精準(zhǔn)的參考數(shù)據(jù)。此外，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑方案時，想要對方案中某一對象的參數(shù)進(jìn)行修改時，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對該對象參數(shù)的自動更新，從而提升建筑方案的設(shè)計(jì)質(zhì)量及精準(zhǔn)性[2]。

2、參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用探討

2.1實(shí)際圖紙的維度革命

BIM技術(shù)的革新是將以往二維平面的設(shè)計(jì)圖紙實(shí)現(xiàn)了三維立體設(shè)計(jì)層面的轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計(jì)圖是設(shè)計(jì)師通過線條或多個連續(xù)相關(guān)的平面，實(shí)現(xiàn)對建筑設(shè)計(jì)理念的表達(dá)，這種設(shè)計(jì)方式存在著一定的局限性，盡管可以對某一剖面圖的橫向描述或縱向描述得心應(yīng)手，但是對于立體的建筑管線交叉或建筑交叉的表達(dá)，則顯得蒼白無力，在此設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，如果設(shè)計(jì)師存在設(shè)計(jì)誤差或施工人員對此設(shè)計(jì)解讀錯誤，則會導(dǎo)致后期施工方向出現(xiàn)偏差，不僅影響了工程的施工質(zhì)量，而且還會導(dǎo)致施工成本的增加。三維立體設(shè)計(jì)圖的最大應(yīng)用優(yōu)勢就是，可以將建筑物中所有的空間關(guān)系及空間構(gòu)造以立體形式展示出來，增強(qiáng)了施工人員的可視性與直觀性。建筑施工過程繁重而又復(fù)雜，設(shè)計(jì)圖紙作為施工過程中的重要參考依據(jù)，是搭起各部門協(xié)同合作的紐帶，由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容存在著一定的局限性，以至于各部門之間的協(xié)作范圍同樣受到了限制，無法充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師統(tǒng)籌兼顧的能力，而BIM技術(shù)以3D立體形式展示建筑各個空間關(guān)系與構(gòu)造特點(diǎn)，使得所有建筑工程關(guān)系清晰明了，幫助各部門明確自身的職責(zé)范圍，從而提高了各部門之間的協(xié)作效率[3]。

2.2管線綜合的設(shè)計(jì)

隨著國家經(jīng)濟(jì)體系不斷的改革與發(fā)展，加速了建筑行業(yè)的發(fā)展，近年來，我國建筑行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，同時也加劇了市場的競爭，各大建筑企業(yè)為了提高自身的競爭力，不斷的擴(kuò)大建筑規(guī)模以及多功能的研發(fā)，以便迎合當(dāng)前市場多樣化的需求。只是這樣一來，無疑加大了線管設(shè)計(jì)的難度，線管布置作為建筑工程中的重要組成部分，涉及到建筑工程中的通風(fēng)空調(diào)、排水、電氣等管線的安裝，一旦管線布置設(shè)計(jì)的不合理，就會出現(xiàn)管線交叉或相撞的現(xiàn)象，因此，提高綜合管線設(shè)計(jì)水平是當(dāng)代設(shè)計(jì)師面臨的新挑戰(zhàn)。在以往的綜合管線設(shè)計(jì)中，由于技術(shù)和條件十分有限，設(shè)計(jì)師只能通過人工目測的方式對管線的布置狀況進(jìn)行檢測，難以及時發(fā)現(xiàn)管線布置中存在的問題，從而埋下安全隱患。今日不同往日，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑綜合管線設(shè)計(jì)時，通過采用BIM技術(shù)，可以將建筑管線自動生成三維立體模型，在進(jìn)行線管綜合設(shè)計(jì)檢測環(huán)節(jié)，通過系統(tǒng)及時查找出管線布置中的不合理之處，隨即將其標(biāo)注出來，為設(shè)計(jì)師方案的優(yōu)化提供重要參考依據(jù)。

2.3節(jié)約人力、物力資源

BIM技術(shù)除了對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維模擬之外，還可以對整個建筑工程的運(yùn)營、施工、采購等環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。首先，通過向系統(tǒng)輸入?yún)?shù)和建模創(chuàng)建模型，不僅提升了設(shè)計(jì)效率，而且還可以避免因人工誤差而造成的損失。其次，在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)師如果需要對某一項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行修改，通過對模型的參數(shù)直接修改就可獲得新的參數(shù)，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙無法企及之處，不僅為設(shè)計(jì)師節(jié)省了重新運(yùn)算和二次繪制的時間，而且還能有效降低了設(shè)計(jì)成本，這樣一來，設(shè)計(jì)師就可以騰出更多的精力注重設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的優(yōu)化與改良。此外，BIM技術(shù)還可以對建筑工程的進(jìn)展情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，通過利用微縮的三維模型對整體工程建設(shè)和運(yùn)行的過程進(jìn)行真實(shí)模擬，從而更早更快的查找出工程施工中潛在的問題，方便施工人員采取相關(guān)補(bǔ)救措施，在提升工程施工質(zhì)量的同時，又實(shí)現(xiàn)了對投入成本的控制[4]。

結(jié)語：

綜上所述，BIM不僅可以為早期工程建設(shè)提供重要參考依據(jù)，而且還可以對整個工程流程進(jìn)行統(tǒng)籌與規(guī)劃，通過三維立體模型模擬和數(shù)據(jù)演算，及時發(fā)現(xiàn)施工中潛在的問題與隱患，是建筑設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展里程中的一次技術(shù)革新。未來的協(xié)同設(shè)計(jì)，不僅僅是單純意義上的設(shè)計(jì)交流、組織和管理手段，而是與BIM充分融合，成為提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量的重要手段。同時借助BIM技術(shù)的優(yōu)勢，將協(xié)同的范疇從單純的設(shè)計(jì)層面實(shí)現(xiàn)向建筑全生命周期的跨越，提高各個施工企業(yè)工程的參與度，從而促進(jìn)綜合效率的提升。

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