BIM技術(shù)及其在建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究

王正棟

（南京市建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，江蘇 南京210000）

1 BIM技術(shù)相關(guān)內(nèi)容概述

1.1 內(nèi)涵

BIM，中文名為建筑信息化模型，主要融入了建筑、工程學(xué)、幾何等核心技術(shù)。通過長期的優(yōu)化和改進，此項技術(shù)日益成熟，在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大。此項技術(shù)在運用中主要涉及技術(shù)三維模型、建筑結(jié)構(gòu)三維幾何模型。在此類信息數(shù)據(jù)庫中需要提升幾何穩(wěn)定性，還要對項目建設(shè)的可行性及建筑結(jié)構(gòu)的屬性進行判定。運用此類專業(yè)模式后，相關(guān)設(shè)計人員的各項設(shè)計更可靠、更安全，可全面提升建筑項目信息集成度，建立更多便捷化、專業(yè)化的應(yīng)用平臺。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢

從目前BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其應(yīng)用實踐作用突出，比如在建筑設(shè)計領(lǐng)域中的有效應(yīng)用具備可調(diào)整、可視化、可延伸的模擬特征。首先，可視化是建筑模型在建立、完成以及調(diào)整過程中，技術(shù)人員能通過計算機應(yīng)用掌握模型具體的變動情況。在簡單操作中便能獲取縮小、放大后的效果圖，要注重細節(jié)以及整體調(diào)控。可調(diào)整是BIM技術(shù)運用中的重要優(yōu)勢，在技術(shù)軟件應(yīng)用中，能調(diào)整的對象是計算機中的各項參數(shù)。整體操作過程相對簡單，要合理設(shè)定各項參數(shù)，突出BIM技術(shù)運用優(yōu)勢。可延伸性也是BIM技術(shù)的一項重要優(yōu)勢，在構(gòu)建有效模擬及模型時，系統(tǒng)要注重補充各項參數(shù)，比如沉降條件、氣象條件等，對建成后的建筑進行性能分析，有效優(yōu)化設(shè)計。

1.3 運用流程

BIM技術(shù)運用中流程化特征較為突出，主要以各項數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于多項信息數(shù)據(jù)與實地調(diào)查能有效獲取多項建筑參數(shù)以及建筑要求。通過實際獲取的數(shù)據(jù)構(gòu)建基礎(chǔ)模型，在模型中補充建筑初始信息，以基本模型為藍本，結(jié)合多個設(shè)計細節(jié)集中進行優(yōu)化。建筑項目中有較多管線，設(shè)計時多數(shù)線路能在平行空間環(huán)境中交叉。通過BIM技術(shù)應(yīng)用的支持，能突出建筑模型三維可視化特征，設(shè)計人員能直觀看到管道內(nèi)部交叉情況，對管道位置進行調(diào)整。做好轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計，促使各項交叉問題能得到有效控制。之后對管道位置重疊現(xiàn)狀進行多重分析，在可視化環(huán)境中集中進行優(yōu)化處理，保障多項設(shè)計活動正常進行。

2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的運用

2.1 效果圖與動畫展示

基于BIM軟件運用實現(xiàn)有效建模以及渲染，集中整合動畫技術(shù)。將專業(yè)化、抽象化的二維建筑設(shè)計進行形象化描述，促使技術(shù)人員在設(shè)計過程中精確把控設(shè)計意圖。運用BIM技術(shù)進行設(shè)計，當設(shè)計意圖變化時，要在較短時間內(nèi)對傳統(tǒng)BIM技術(shù)模型進行修改，有效更新效果圖以及動畫。其中效果圖和動畫的制作就是BIM技術(shù)運用的附加功能，消耗成本較低，相關(guān)企業(yè)在投入較少的情況下能獲取更高的效益。

2.2 強化設(shè)計圖紙可施工性

運用傳統(tǒng)設(shè)計方式會涉及較多內(nèi)容，主要有建筑、結(jié)構(gòu)、機械等方面內(nèi)容。這樣將會導(dǎo)致設(shè)計時會出現(xiàn)較多不同沖突，多項沖突在較短時間內(nèi)難以被協(xié)調(diào)化控制。當前在設(shè)計時有效利用BIM模型，需對建筑項目不同系統(tǒng)空間進行協(xié)調(diào)化控制。這樣能有效控制設(shè)計實踐，對設(shè)計中存有的各項錯誤進行集中控制，還能有效消除BIM技術(shù)運用時出現(xiàn)的各項問題。多數(shù)情況下，建設(shè)項目設(shè)計人員和施工人員日常交流偏少，有諸多設(shè)計人員缺乏足夠的施工經(jīng)驗，在設(shè)計中會忽視相關(guān)施工問題。這樣將會導(dǎo)致施工難度增加，部分施工人員也難以參照施工設(shè)計規(guī)定的要求進行施工。

2.3 建筑復(fù)雜形體設(shè)計與建造

應(yīng)用BIM技術(shù)對各類復(fù)雜程度較高的形體設(shè)計以及建筑實踐具有重要意義。當前要注重對BIM技術(shù)的合理運用，有效整合諸多復(fù)雜形體的各項數(shù)據(jù)，對各類多維曲線進行有效設(shè)計，有效展示立體形式設(shè)計成果。從本質(zhì)層面來看，應(yīng)用BIM技術(shù)能有效突出現(xiàn)代化建筑發(fā)展優(yōu)勢，不僅能全面展示更為真實的建筑構(gòu)思，還能有效體現(xiàn)建筑設(shè)計應(yīng)用成效。有效優(yōu)化BIM設(shè)計效果，實現(xiàn)理想化設(shè)計目標。基于BIM技術(shù)應(yīng)用，將復(fù)雜性較強的建筑項目融入到不同單元與三維結(jié)構(gòu)中，對模塊進行有效設(shè)計，對建筑設(shè)計中多項問題進行集中控制。

2.4 各專業(yè)協(xié)同設(shè)計

建筑設(shè)計中涉及各個專業(yè)的內(nèi)容，主要有城市規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、機電等。不同專業(yè)間會涉及信息交換、提資、反提資等問題。傳統(tǒng)CAD平臺的運用，大多是通過多項技術(shù)合作實現(xiàn)，這樣會出現(xiàn)諸多遺漏情況，對設(shè)計成效產(chǎn)生較大負面影響。運用BIM技術(shù)時，基于三維技術(shù)實現(xiàn)不同專業(yè)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。相關(guān)部門能從信息模型中獲取較多信息，對數(shù)據(jù)信息進行有效整理，對數(shù)據(jù)錯誤、冗余情況進行有效控制。

2.5 施工圖設(shè)計

建模時注重分析建模步驟，判定建筑中要應(yīng)用的橫梁、平板、柱子以及多類組件。之后基于參數(shù)劃分再對施工圖進行標記，制造和生產(chǎn)各類組件。創(chuàng)建組件時，基于平面法設(shè)計圖標準圖集建立對應(yīng)文件，之后組建相應(yīng)的標簽與信息，有效調(diào)控多項信息。在此過程中，要確保BIM中各項參數(shù)與實際現(xiàn)狀能有效對應(yīng)，在建立混凝土結(jié)構(gòu)模型與各類文件以后，應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)模型軟件建立柱子、樓板、梁板圖紙等。其中BIM技術(shù)主要是基于三維模型，應(yīng)用二維抽象符號以及線條進行集中表達。這兩種顯示信息方式相同，但是沒有直接沖突，能實現(xiàn)有效結(jié)合，便于清晰化表達。在結(jié)構(gòu)工程中運用BIM技術(shù)建立施工圖，集中組合各項參數(shù)，優(yōu)化BIM技術(shù)與圖形方法。

2.6 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果審核中運用BIM技術(shù)

多數(shù)項目建設(shè)復(fù)雜程度較高，應(yīng)用BIM技術(shù)對提升項目審查結(jié)果具有重要意義。在設(shè)計環(huán)節(jié)中有效引入BIM技術(shù)，便于相關(guān)人員深入判定施工技術(shù)工藝以及相關(guān)施工內(nèi)容。在動態(tài)化設(shè)計中，能在項目現(xiàn)場管理中有效掌握項目施工建設(shè)進度，做好施工階段站點建模與監(jiān)控。在設(shè)計環(huán)節(jié)中，當模型建立后，注重對實際構(gòu)建現(xiàn)狀進行分析，完成多項任務(wù)。在項目建設(shè)中做好數(shù)據(jù)處理，保障多項BIM技術(shù)能有效被運用，加速活動進程。

3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用實例探析

3.1 工程概況

某項目規(guī)劃占地面積為18 650.95 m2，建筑占地面積與其相同，總建筑面積為342 548.61 m2。建筑項目中要融入商業(yè)、文體、研發(fā)等多項功能。分為南北兩座樓，兩個樓層之間在1～5層應(yīng)用裙房連接。設(shè)有地下停車場，能有效適應(yīng)多輛汽車停放要求。整棟建筑是一類高層公共建筑，防火等級為一級。不同設(shè)計層有不同要求，相關(guān)設(shè)計部門要注重突出BIM技術(shù)應(yīng)用的作用，發(fā)揮出CAD輔助作用，對整棟建筑進行有效設(shè)計。

3.2 BIM技術(shù)運用

運用BIM技術(shù)前，要注重劃分相應(yīng)的應(yīng)用方案。由于該項目建設(shè)規(guī)模較大，涉及較多應(yīng)用功能。設(shè)計部門應(yīng)采用分別建模方式，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)標準層、特殊層建模操作。其次，建筑、結(jié)構(gòu)單獨進行建模，對水、暖、電等管道進行模擬。模擬前注重收集各項數(shù)據(jù)，掌握建設(shè)方建設(shè)要求以及多項文件參數(shù)內(nèi)容。之后展開實地調(diào)查研究，獲取施工區(qū)域土質(zhì)基本現(xiàn)狀、地下水情況。之后集中匯總各項數(shù)據(jù)信息，突出3D建模的主導(dǎo)地位，設(shè)計人員從旁進行協(xié)助。集中交流設(shè)計中存在的各項問題，有效優(yōu)化CAD平面繪圖時出現(xiàn)的各項問題。建筑規(guī)模較大，管網(wǎng)交錯分布，存在較多重疊情況。對重疊部分進行標注，之后再基于CAD圖紙展開建模。當管道模型建立以后，可得出管道設(shè)計中的交叉情況。運用BIM技術(shù)逐步放大模型后，遵循主管優(yōu)先基本原則。應(yīng)用BIM技術(shù)轉(zhuǎn)變部分次要的管道設(shè)計，選取避讓、轉(zhuǎn)彎、改變平行布局的方式對各類重疊交叉情況進行控制。還能防止不同功能管線共道，對多數(shù)管道實施集中布設(shè)，能有效調(diào)控室內(nèi)空間。管道設(shè)計完成后，要對轉(zhuǎn)換層導(dǎo)力、傳力問題進行集中模擬，有效集中各類分項目，建立相對完整的BIM模型，補充圖紙，指導(dǎo)多項活動開展。

在BIM技術(shù)應(yīng)用中數(shù)據(jù)收集與獲取是重要基礎(chǔ)，不同功能建筑設(shè)計存在差異性，要注重以標準層作為基本參照，建立相應(yīng)的模型結(jié)構(gòu)，優(yōu)化參數(shù)進行分層設(shè)計。對于地下室以及轉(zhuǎn)換層等諸多特殊的樓體結(jié)構(gòu)，要對相應(yīng)模型進行針對性模擬。

4 結(jié)束語

綜上所述，在建筑設(shè)計中有效應(yīng)用BIM技術(shù)，能全面提升設(shè)計效率與整體質(zhì)量，還能集中優(yōu)化建筑資源。BIM技術(shù)能為建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展補充有效動力，其產(chǎn)生的優(yōu)勢能有效融入到建筑設(shè)計中，突出設(shè)計的可視化、可預(yù)測性、精確性特征，實現(xiàn)BIM技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。