BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及推廣策略

趙國(guó)芳

山西晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司（030001）

1 BIM 技術(shù)內(nèi)涵

BIM技術(shù)合理地融入了工程、建筑、幾何、計(jì)算機(jī)等學(xué)科領(lǐng)域的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)之后，通過(guò)長(zhǎng)期改進(jìn)與優(yōu)化，已經(jīng)不斷成熟，變得更加先進(jìn)合理，被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域中，獲得了理想的應(yīng)用效果。BIM技術(shù)的應(yīng)用主要涉及三維模型、建筑結(jié)構(gòu)幾何模型。在BIM技術(shù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)計(jì)人員需要提高建筑工程結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，還要精準(zhǔn)判斷建筑工程結(jié)構(gòu)屬性、可信性等各項(xiàng)內(nèi)容。在應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的三維模型之后，技術(shù)人員的建筑設(shè)計(jì)將會(huì)更加安全、可靠，從而提高了建筑項(xiàng)目的信息集成度，構(gòu)建了一個(gè)專(zhuān)業(yè)的、便捷的應(yīng)用平臺(tái)。

2 BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 能夠進(jìn)行自動(dòng)變更管理

在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員繪制的每一張建筑圖紙都是獨(dú)立的設(shè)計(jì)文件，在完成建筑主平面設(shè)計(jì)圖紙的同時(shí)，還負(fù)責(zé)建筑立面、剖面及節(jié)點(diǎn)大樣等部位的設(shè)計(jì)和圖紙的繪制。傳統(tǒng)CAD 修正不具備實(shí)時(shí)修改圖紙的功能，需一一將所有相關(guān)圖文及數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，耗費(fèi)大量人力、時(shí)間，且容易產(chǎn)生人為錯(cuò)誤。使用BIM建模，在修正數(shù)據(jù)時(shí)，BIM 三維模型會(huì)同步進(jìn)行修改，所有設(shè)計(jì)構(gòu)件都有相關(guān)性，可同步修改二維圖面，且同步修正所有用戶(hù)的模型，導(dǎo)出施工圖，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行估算數(shù)量，大幅降低計(jì)算錯(cuò)誤發(fā)生的概率。在建筑信息模型建成后，可通過(guò)Revit 軟件直接生成工程量清單表，用于指導(dǎo)施工前準(zhǔn)備工作及造價(jià)預(yù)算工作。

2.2 更加明確地表達(dá)圖示

應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠清晰展示圖紙。與2D 建筑設(shè)計(jì)圖紙相比，3D 建筑設(shè)計(jì)圖紙可以更加清楚地展示設(shè)計(jì)信息，為各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的溝通提供便利條件。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員不需要反復(fù)查找資料，從而大幅度縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。應(yīng)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以明確建筑工程中的各個(gè)管道是否會(huì)發(fā)生相互交叉問(wèn)題，也能夠精確地將設(shè)計(jì)目的反饋給施工人員和客戶(hù)，確保后續(xù)工作的順利進(jìn)行，保證建筑工程質(zhì)量滿(mǎn)足使用需求[1]。

2.3 提升建筑工程的整體監(jiān)管質(zhì)量

如果建筑工程整體的運(yùn)作從初期的規(guī)劃或后期的建成投入使用都是借助BIM 技術(shù)，則全部的BIM參數(shù)都是規(guī)范化設(shè)定的，不可以隨意調(diào)整與更替，這就在很大程度上規(guī)避了人為的修改情況，整體的工程監(jiān)督管理功能可以得到更好地體現(xiàn)，增進(jìn)了工程品質(zhì)，加強(qiáng)了監(jiān)督管理作用。尤其在開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)管理時(shí)，所有工程建筑規(guī)劃、施工運(yùn)作、原材料用量都會(huì)傳輸?shù)紹IM的虛擬模型中，監(jiān)管部門(mén)就可以在真正意義上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)管。也可以開(kāi)展所有施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理解析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享以及協(xié)同化管理，提升工程建筑的整體施工品質(zhì)（如圖1 所示）。

圖1 動(dòng)態(tài)化監(jiān)管

2.4 實(shí)現(xiàn)資源共享

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)都是通過(guò)二維模式來(lái)對(duì)業(yè)主進(jìn)行展示的，同時(shí)不同的建筑企業(yè)之間也是通過(guò)二維模式來(lái)進(jìn)行交流和溝通，這樣就會(huì)在很大程度上阻礙相互之間的關(guān)聯(lián)和互動(dòng)，BIM 技術(shù)就能夠很好地解決這一問(wèn)題。利用BIM技術(shù)三維模式和網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行互動(dòng)，增強(qiáng)資源的共享性。

2.5 提升設(shè)計(jì)管理的可視化水平

在建筑設(shè)計(jì)管理當(dāng)中，設(shè)計(jì)主體與業(yè)主的溝通、設(shè)計(jì)主體與施工方的交流，直接影響著建筑設(shè)計(jì)能否滿(mǎn)足業(yè)主需求，設(shè)計(jì)方案能否得到有效落實(shí)。在以往的建筑設(shè)計(jì)管理中，由于欠缺可視化技術(shù)的支撐，因此，無(wú)論是設(shè)計(jì)主體與業(yè)主之間，還是設(shè)計(jì)主體與施工方之間的溝通，都受到了較大的限制，導(dǎo)致了在設(shè)計(jì)管理中設(shè)計(jì)主體沒(méi)有能夠完全理解與業(yè)主需求，施工方?jīng)]有按照設(shè)計(jì)方案開(kāi)展施工。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)管理中的應(yīng)用，則能夠在很大程度上消除設(shè)計(jì)主體與業(yè)主、設(shè)計(jì)主體與施工方之間存在的溝通壁壘，這不僅有利于降低各種風(fēng)險(xiǎn)，而且能夠在減少設(shè)計(jì)變更的基礎(chǔ)上，有效提升建筑設(shè)計(jì)效率，控制建筑設(shè)計(jì)成本。與此同時(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)主體而言，也能夠更加便利地開(kāi)展設(shè)計(jì)方案優(yōu)選工作，從而提升設(shè)計(jì)決策的科學(xué)性。

3 BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 提高設(shè)計(jì)圖紙可施工性

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式涉及許多內(nèi)容，主要包括建筑、機(jī)械、機(jī)構(gòu)等。這也就導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種不同類(lèi)型的沖突，多項(xiàng)沖突會(huì)在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法被協(xié)調(diào)控制。設(shè)計(jì)人員在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要合理應(yīng)用BIM模型，對(duì)建筑的不同系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，從而實(shí)現(xiàn)合理控制設(shè)計(jì)時(shí)間的目標(biāo)，針對(duì)設(shè)計(jì)中存在的各項(xiàng)錯(cuò)誤內(nèi)容，采取集中方式進(jìn)行控制，解決BIM技術(shù)應(yīng)用所伴隨的各項(xiàng)問(wèn)題。從我國(guó)建筑行業(yè)的整體發(fā)展情況來(lái)看，在大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)人員與施工人員在日常工作中的交流較少，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)人員缺少建筑施工經(jīng)驗(yàn)，施工人員無(wú)法嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，可以提高設(shè)計(jì)圖紙的可施工性（如圖2 所示）。

圖2 BIM 模型提高了設(shè)計(jì)圖紙的可施工性

3.2 綜合分析利用模型

在綜合分析建筑用戶(hù)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要詳細(xì)分析業(yè)主的具體情況，在設(shè)計(jì)內(nèi)容中直觀展現(xiàn)。此外，BIM技術(shù)能對(duì)建筑自身的投入狀況和收益狀況進(jìn)行了解，還通過(guò)協(xié)同軟件，提取BIM 模型中的不同組件、模型的幾何和物理信息（時(shí)間維度、空間維度等），計(jì)算各種組件的數(shù)量。這種基于BIM的計(jì)算方法大大簡(jiǎn)化了計(jì)算工作，減少了人為因素造成的計(jì)算錯(cuò)誤，節(jié)省了大量的人力和時(shí)間[2]。

3.3 強(qiáng)化動(dòng)態(tài)化管控

建筑設(shè)計(jì)時(shí)，動(dòng)態(tài)控制是重要的組成部分，是保證項(xiàng)目進(jìn)度的關(guān)鍵點(diǎn)。在實(shí)際的工作中應(yīng)該應(yīng)用BIM技術(shù)收集與整理施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境信息，通過(guò)借助模擬模型對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與分析。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)該綜合管理各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)信息，依照變化情況進(jìn)行更新，以滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)化的設(shè)計(jì)要求。在建筑工程施工進(jìn)度設(shè)計(jì)中，需要明確技術(shù)人員的職責(zé)，不斷細(xì)化與完善施工進(jìn)度規(guī)劃內(nèi)容，通過(guò)場(chǎng)景分析與觀察及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工技術(shù)與方案中存在問(wèn)題。此外，實(shí)施動(dòng)態(tài)管理施工進(jìn)度，防止施工工期延誤給企業(yè)帶來(lái)的損失。

3.4 強(qiáng)化成本核算和預(yù)算管理

成本管理是項(xiàng)目管理的重要內(nèi)容，在建筑設(shè)計(jì)管理中需要強(qiáng)化成本核算，保證工程項(xiàng)目的投資更合理，提高資金和資源的利用效率。BIM技術(shù)在成本核算中的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢(shì)，有助于提高成本核算的準(zhǔn)確性。創(chuàng)建基于BIM的實(shí)際成本數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)工程項(xiàng)目成本進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、拆分，并根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整成本數(shù)據(jù)，減少實(shí)際成本和預(yù)算之間的差異。

預(yù)算管理在保證工程項(xiàng)目順利進(jìn)行方面發(fā)揮著重要的作用。BIM技術(shù)的應(yīng)用有助于提高預(yù)算的準(zhǔn)確性，更好地實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目施工建設(shè)的降本增效，降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，如對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行深入分析，規(guī)范編制項(xiàng)目的概算、預(yù)算，明確項(xiàng)目的資金的使用情況和分配狀況。借助BIM模型，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行全面的分析，明確工程項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)、初步建筑的方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、平面布置和結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)等，規(guī)范化地制訂投資計(jì)劃，合理地確定投資規(guī)模和方案，保證工程項(xiàng)目的計(jì)劃方案更合理，減少不必要的費(fèi)用支出。

3.5 提升數(shù)據(jù)安全水平

構(gòu)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份平臺(tái)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)管理，是展現(xiàn)BIM技術(shù)信息共享價(jià)值的關(guān)鍵。在此過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)管理人員要做好兩個(gè)方面的工作。

一是做好權(quán)限管理。對(duì)建筑項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)資料進(jìn)行訪問(wèn)權(quán)限設(shè)置及修改權(quán)限設(shè)置，能夠有效地強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)資料的安全性，避免產(chǎn)生越權(quán)操作等現(xiàn)象。如在建筑設(shè)計(jì)中，不同專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員需要參照其他專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員完成的圖紙，如果沒(méi)有做好權(quán)限管理工作則容易出現(xiàn)圖紙被誤修改的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，權(quán)限管理在BIM技術(shù)應(yīng)用中至關(guān)重要。

二是做好信息管理平臺(tái)建設(shè)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的信息平臺(tái)建設(shè)有了更好的技術(shù)支撐，為此，在信息平臺(tái)建設(shè)工作中不僅要確保信息管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)、信息備份、信息共享等功能，而且要重視將云技術(shù)應(yīng)用于信息管理平臺(tái)建設(shè)中，從而進(jìn)一步拓展信息管理平臺(tái)功能，提升信息管理平臺(tái)價(jià)值。

3.6 建筑復(fù)雜形體設(shè)計(jì)與建造

應(yīng)用BIM 技術(shù)對(duì)各類(lèi)復(fù)雜程度較高的形體設(shè)計(jì)以及建筑實(shí)踐具有重要意義。當(dāng)前要注重對(duì)BIM技術(shù)的合理運(yùn)用，整合諸多復(fù)雜形體的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)各類(lèi)多維曲線進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，展示立體形式設(shè)計(jì)成果。從本質(zhì)層面來(lái)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(shì)，可全面展示更為真實(shí)的建筑構(gòu)思，體現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用成效，優(yōu)化BIM設(shè)計(jì)效果，實(shí)現(xiàn)理想化設(shè)計(jì)目標(biāo)。BIM技術(shù)應(yīng)用將復(fù)雜性較強(qiáng)的建筑項(xiàng)目融入到不同單元與三維結(jié)構(gòu)中，對(duì)模塊進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)中多項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行集中控制。

4 BIM 技術(shù)的推廣策略

4.1 政府要加大財(cái)政支出，鼓勵(lì)企業(yè)應(yīng)用BIM 技術(shù)

要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)推廣與應(yīng)用，政府部門(mén)應(yīng)該起到領(lǐng)頭作用，引導(dǎo)建筑行業(yè)有效應(yīng)用BIM技術(shù)。由于BIM技術(shù)的建模投資成本較大，諸多中小型企業(yè)沒(méi)有能力對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，沒(méi)有在工程施工中考慮應(yīng)用BIM技術(shù)。為了更好地鼓勵(lì)建筑行業(yè)各個(gè)企業(yè)積極主動(dòng)應(yīng)用與推廣BIM技術(shù)，政府應(yīng)該出臺(tái)一些政策，為應(yīng)用BIM技術(shù)的建筑企業(yè)提供一定獎(jiǎng)勵(lì)，從經(jīng)濟(jì)上給予幫助。可以設(shè)立政府BIM專(zhuān)項(xiàng)資金，為民營(yíng)企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，從而一定程度減少建筑企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)的負(fù)擔(dān)，促進(jìn)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中得以廣泛的應(yīng)用與推廣[3]。

4.2 推廣BIM 技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)

對(duì)于BIM技術(shù)的推廣來(lái)說(shuō)，積極優(yōu)化環(huán)境也是非常重要的一點(diǎn)，只有這樣才能讓BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中得到更多應(yīng)用。這就要求相關(guān)的BIM技術(shù)人員在政府部門(mén)的配合下，建立產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)制，讓BIM技術(shù)帶來(lái)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，這樣才能夠提高人們對(duì)BIM技術(shù)的關(guān)注度，讓更多人認(rèn)識(shí)這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)建筑工程領(lǐng)域發(fā)展迅猛，其專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)也逐漸凸顯，從而推動(dòng)建筑工程在當(dāng)代社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用有著顯著的優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)階段仍然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此，需要持續(xù)對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行研究，更好地展現(xiàn)其功能價(jià)值。