分析BIM技術(shù)中的建筑設(shè)計(jì)

李凱

（甘肅泓文建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，建筑設(shè)計(jì)主要是利用BIM 技術(shù)虛擬化的模型來解讀不同結(jié)構(gòu)的功能特性，進(jìn)而在中后期更加規(guī)范化、系統(tǒng)化的施工降低能耗，幫助我國建筑業(yè)的進(jìn)步。BIM 技術(shù)基于智能信息系統(tǒng)構(gòu)建虛擬三維立體模型。設(shè)計(jì)員可以直觀地參考模型對建筑方案進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，從而制定出更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。

1 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中的優(yōu)勢

結(jié)合我國目前建筑行業(yè)情況，通過對BIM 建筑設(shè)計(jì)技術(shù)與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的對比和分析，BIM 技術(shù)的優(yōu)勢如下：（1）由二維平面的設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)為三維模型的設(shè)計(jì)方案。通過BIM 技術(shù)模型模擬整個(gè)施工過程，項(xiàng)目經(jīng)理與設(shè)計(jì)師能夠輕松掌握整個(gè)工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、施工周期、控制最終完成度和預(yù)期效果。(2)建筑設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)具有獨(dú)立性，這個(gè)實(shí)體模型展示了一個(gè)分布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它要由各種不同的BIMAPP 進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此，在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)周期內(nèi)，各個(gè)企業(yè)的工作人員可以獨(dú)立設(shè)計(jì)模型，并在統(tǒng)一的數(shù)字模型數(shù)據(jù)庫中顯示每個(gè)方案設(shè)計(jì)的實(shí)際效果。根據(jù)APP 的驗(yàn)證、碰撞檢測等功能，對所有管道的交叉重疊情況、管井上下貫穿情況、墻柱梁的展開情況等進(jìn)行檢測。施工圖設(shè)計(jì)可以保證上述問題的早發(fā)現(xiàn)、早解決，防止操作過程中出現(xiàn)臨時(shí)調(diào)整和返工情況，縮短施工周期，節(jié)約成本。(3)BIM 技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)，如數(shù)據(jù)信息傳輸、工作協(xié)調(diào)模型分級等，可實(shí)現(xiàn)建筑工程的多樣化設(shè)計(jì)要求。

1.2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中的不足

BIM 技術(shù)雖然優(yōu)勢大，可以有效改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足，但由于種種限制，BIM 技術(shù)在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施中仍有部分應(yīng)用缺點(diǎn)。具體來說：（1）BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中很新穎，其優(yōu)勢范圍從結(jié)構(gòu)形式多樣、多技術(shù)協(xié)調(diào)及建筑造型復(fù)雜等復(fù)雜工程中脫穎而出。但是，在一些結(jié)構(gòu)合理、管柱梁明的建筑工程中，他們被認(rèn)為是多余的。BIM 在大多數(shù)建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用是基于政府機(jī)構(gòu)制定相關(guān)激勵(lì)政策等。(2)BIM 技術(shù)具備相關(guān)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃和維護(hù)。在項(xiàng)目實(shí)施的全過程中，從設(shè)計(jì)方案、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的多元化到項(xiàng)目的基礎(chǔ)建設(shè)，以及后續(xù)的運(yùn)營。BIM 技術(shù)的方方面面都被添加到其中[1]。需要每個(gè)單位設(shè)置綜合能力強(qiáng)的專業(yè)人員，這樣成本就會增加。因此，雖然BIM 技術(shù)范圍廣泛，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，在世界工程建設(shè)領(lǐng)域早已得到認(rèn)可，是未來建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。但以目前基建領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理上存在出入。此外，BIM 技術(shù)維護(hù)成本高，阻礙了其在建筑行業(yè)中優(yōu)勢的發(fā)揮，也影響了它的應(yīng)用和推廣。

2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 建筑效果可視

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)在施工圖上展示，無法直觀展示產(chǎn)品的設(shè)計(jì)形象，無法準(zhǔn)確展示每一個(gè)數(shù)據(jù)信息。BIM 技術(shù)可建模、3D 渲染、動畫，精準(zhǔn)展示三維建筑設(shè)計(jì)的形象。使用BIM 技術(shù)快速建造模型時(shí)，模型再次建模后，整體的建筑效果也相應(yīng)變化。我們會分析其中的一些變化，并在反復(fù)推敲的基礎(chǔ)上，利用BIM 模型設(shè)計(jì)提高其合理性，進(jìn)一步高效地進(jìn)行建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的3D 繪圖軟件相比，BIM 技術(shù)大大減少了建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)間和成本，提高了建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率。

2.2 提高圖紙的可施工性

BIM 技術(shù)應(yīng)用可以合理處理各專業(yè)模型構(gòu)建和結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)方案改進(jìn)中的優(yōu)化。BIM 技術(shù)的主要是通過Revit、Rhino等App構(gòu)建三維模型。實(shí)物模型準(zhǔn)確表達(dá)了每棟建筑的尺寸與位置關(guān)系和材料，并使用專業(yè)系統(tǒng)對已竣工的工程建筑、建筑物和管道進(jìn)行檢測，并將其轉(zhuǎn)化為碰撞檢測報(bào)告，得以保障建筑施工。加強(qiáng)各部門工作人員的協(xié)調(diào)、溝通和聯(lián)系，完善建設(shè)方案的可施工性。

2.3 綠色設(shè)計(jì)

如今，建筑行業(yè)對于工程建筑周期中的綠色和低碳環(huán)保特性的要求已顯著增強(qiáng)。在建筑設(shè)計(jì)過程中，BIM 技術(shù)可以利用仿真模擬建筑在建設(shè)周期內(nèi)的能耗狀況，進(jìn)行對比，改進(jìn)設(shè)計(jì)。選擇最佳的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方案，綠色、低碳、環(huán)保，生態(tài)保護(hù)建筑方案，完成工程建筑在項(xiàng)目周期的節(jié)能降耗。

2.4 參數(shù)化設(shè)計(jì)

在BIM 建設(shè)中，所有工程項(xiàng)目的所有信息內(nèi)容都在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中查詢，即上述中的數(shù)據(jù)庫。隨著社會的發(fā)展，越來越多的業(yè)主要求工程建筑更具特色，他們強(qiáng)調(diào)了很多對建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求，這也是對建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的一次嘗試。許多設(shè)計(jì)傾斜和扭曲的研究已經(jīng)考驗(yàn)了傳統(tǒng)的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)。針對三維空間轉(zhuǎn)換和不規(guī)則的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。BIM 的參數(shù)化設(shè)計(jì)解決了所有問題。BIM 在技術(shù)上采用了三維數(shù)據(jù)庫管理的參數(shù)化設(shè)計(jì)。扭曲的屏幕可以很好地與設(shè)計(jì)結(jié)合；結(jié)構(gòu)上，從點(diǎn)、線、面等要素到梁、柱等預(yù)制構(gòu)件均可替換。

2.5 建筑空間規(guī)劃

在工程建筑的空間布局中，利用BIM 技術(shù)對施工地段的地貌坡向、坡度等地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行模型分析，為復(fù)雜地貌下的房屋建筑分析帶來強(qiáng)大的服務(wù)支撐。BIM 技術(shù)在建筑空間布局中的作用也很大。相關(guān)人員通過三維模型做到推進(jìn)設(shè)計(jì)，對工程進(jìn)行道路流向、總體、室內(nèi)視覺分析。經(jīng)過調(diào)整和考察，確定了合適的項(xiàng)目和建筑空間布局方案。

2.6 建立建筑模型

建筑模型制作是設(shè)計(jì)方案最直接的體現(xiàn)，是設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)構(gòu)思的信息內(nèi)容的實(shí)物模型。在建筑設(shè)計(jì)過程中，建筑模型制作非常重要。建筑模型制作的水平也將決定建筑工程的質(zhì)量。三維模型設(shè)計(jì)APP雖然可以與工程建筑進(jìn)行交互，但不能準(zhǔn)確地展示大量的信息內(nèi)容，缺乏實(shí)用價(jià)值。建筑模型制作是建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在保證基本牢固性后，融入設(shè)計(jì)理念，對工程建筑空間進(jìn)行有效的綜合分析和設(shè)計(jì)，確保建筑模型制作與設(shè)置的規(guī)范化、合理化。在設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合傳統(tǒng)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的不足，建立參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)體模型，對相關(guān)信息進(jìn)行智能化解決，使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。

2.7 仿真技術(shù)應(yīng)用

建筑設(shè)計(jì)方案明確后，設(shè)計(jì)師將基于現(xiàn)代技術(shù)，對建筑各項(xiàng)指標(biāo)是否符合規(guī)范進(jìn)行檢查，確保建筑結(jié)構(gòu)能夠合理承受載荷，確保其在使用期間的安全系數(shù)。同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)還應(yīng)充分考慮突發(fā)事件的危害，如地震或短時(shí)間內(nèi)承載能力大的公共事件，以減少對公眾的影響。在設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用BIM 應(yīng)用仿真技術(shù)對建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，綜合仿真可以提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力，從各個(gè)方面分析結(jié)構(gòu)，提高建筑物的抗震等級和抗沖擊力。

3 結(jié)束語

總體來說，BIM 技術(shù)在我國大型工程項(xiàng)目和一些設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用在現(xiàn)階段非常普遍，通常是因?yàn)檫@類技術(shù)在整個(gè)應(yīng)用過程中需要更多的成本。同時(shí)，各種APP 中間信息內(nèi)容的傳輸不暢通，對BIM 技術(shù)的應(yīng)用和推廣存在一定的限制。因此，有必要充分利用BIM 的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行工程建筑的協(xié)同、可視化、參數(shù)化設(shè)計(jì)，從而合理提高工程建筑質(zhì)量，推動建筑企業(yè)綠色發(fā)展。