BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/劉百韜 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院有限公司 天津 300074

BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/劉百韜 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院有限公司 天津 300074

BIM技術(shù)的出現(xiàn)及在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用滿足了建筑行業(yè)越來(lái)越高的現(xiàn)實(shí)需求，為建筑行業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。本文對(duì)建筑信息模型（BIM）技術(shù)的概念及其在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中的工作原理進(jìn)行了分析，并對(duì)BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用內(nèi)容及應(yīng)用的重要性進(jìn)行了分析說(shuō)明。

BIM計(jì)算機(jī)建筑設(shè)計(jì)

前言

目前，建設(shè)設(shè)計(jì)和施工管理領(lǐng)域中開(kāi)始逐漸采用計(jì)算機(jī)輔助，但隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于建筑的要求也越來(lái)越高。然而，因?yàn)樵O(shè)計(jì)較為復(fù)雜，即便是再認(rèn)真負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)師也難以僅僅依靠自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案予以評(píng)價(jià)，因此，BIM技術(shù)受到廣泛關(guān)注。

一、BIM特點(diǎn)及概念

國(guó)內(nèi)外的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中均強(qiáng)調(diào)“生命周期”，從而覆蓋全部建筑生命周期，BIM技術(shù)是一種設(shè)計(jì)、建造及管理數(shù)字化的方式，可以大幅降低建筑工程存在的風(fēng)險(xiǎn)，提高進(jìn)程效率，與此同時(shí)更是一種工程數(shù)據(jù)模型，集中所有的建筑工程信息，建立在三維數(shù)字基礎(chǔ)上，并且利用數(shù)字化實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目信息的表達(dá)。基于BIM的建筑設(shè)計(jì)軟件技術(shù)主要包括以下特點(diǎn)：

1.三維空間建立模型

該模型的元素涵蓋全部的三維構(gòu)件，并且包括所有的建筑物信息。除此之外，還可以方便快捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)更新及共享，突顯上述功能的基礎(chǔ)是將所有建筑信息數(shù)字化。該模型可以將門(mén)窗、墻等實(shí)體構(gòu)造轉(zhuǎn)化為數(shù)字化，從而將信息儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)里，信息主要包括幾何、物理等信息。

2.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)

在各種數(shù)字化構(gòu)造實(shí)體中可以實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)顯示以及智能互動(dòng)等，比如設(shè)計(jì)圖紙和圖表可以聯(lián)系在一起，從而提高工作效率，如果修改模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的任意數(shù)據(jù)，將會(huì)立刻顯示關(guān)聯(lián)之處。建筑設(shè)計(jì)會(huì)涉及到建筑等諸多專(zhuān)業(yè)，但是通過(guò)BIM能夠?qū)ζ湎嚓P(guān)信息予以承載，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

3.支持?jǐn)?shù)據(jù)表達(dá)、信息傳輸?shù)?/p>

BIM設(shè)計(jì)軟件中支持傳統(tǒng)的二維圖表顯示、三維可視化方式顯示等，其他的分析計(jì)算也都支持，除此之外還支持IFC標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)，逐漸演變出BLM技術(shù)，這是一種較為新穎的思想，可以管理建筑生命周期并且降低資產(chǎn)的無(wú)效行為以及各種風(fēng)險(xiǎn)，因篇幅限制，不再贅述。

二、基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用

數(shù)字化技術(shù)遍及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)角落，就當(dāng)前的建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的曬圖機(jī)、繪圖桌已被渠道、資料檔案也通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)儲(chǔ)存。可以說(shuō)，建筑數(shù)字技術(shù)不僅極大地提高了設(shè)計(jì)師的工作效率，還改變著設(shè)計(jì)師的工作方式以及思維方式。

目前，數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的發(fā)展極其明顯，可以將繪圖的效率及質(zhì)量提高到工程創(chuàng)新形象的效益，其次將傳統(tǒng)的輔助制圖演變?yōu)槿^(guò)程多方位的輔助，建筑數(shù)字技術(shù)在設(shè)計(jì)師生成建筑設(shè)計(jì)方案過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。在進(jìn)行工程項(xiàng)目的可行性分析及研究過(guò)程中，通過(guò)數(shù)字技術(shù)超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力提高過(guò)程決策的效率及科學(xué)性，進(jìn)行控制規(guī)劃、舊城改造、歷史遺產(chǎn)保護(hù)等方面可以采納GIS技術(shù)，研究分析建筑單位概念設(shè)計(jì)中，可以采納SketchUp等軟件，目前計(jì)算機(jī)輔助方案設(shè)計(jì)及工程制圖主要采納AutoCAD、3dsMax等軟件和二次開(kāi)發(fā)軟件，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)項(xiàng)分析、造型審視、體量設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行經(jīng)濟(jì)概念、文檔編制以及施工制圖。

除此之外，建設(shè)設(shè)計(jì)行業(yè)也通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)處理最后的建筑外觀及結(jié)構(gòu)，從而顯示最后定稿的方案設(shè)計(jì)，此技術(shù)包括動(dòng)態(tài)影像剪輯、靜態(tài)建模渲染等。在當(dāng)前的建設(shè)設(shè)計(jì)部門(mén)中，存在諸多信息丟失等問(wèn)題，每個(gè)專(zhuān)業(yè)特立獨(dú)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息資源的交換和共享，且設(shè)計(jì)軟件間不兼容，都會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)部門(mén)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率造成影響。計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)涵蓋范圍廣，所以需要統(tǒng)一的平臺(tái)，集成各個(gè)專(zhuān)業(yè)的CAD軟件于工作平臺(tái)，確保標(biāo)準(zhǔn)化。

三、BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要性分析

（一）在計(jì)算中進(jìn)行建筑的模擬設(shè)計(jì)，不斷完善設(shè)計(jì)方案BIM技術(shù)運(yùn)用于建筑設(shè)計(jì)之前，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的整體效果必須在施工結(jié)束后才能得到完整呈現(xiàn)，在這之前只作為理論上的一個(gè)工程項(xiàng)目而存在。這樣就使得很多意料之外的問(wèn)題在施工過(guò)程中展露無(wú)遺，并由于施工的開(kāi)展難以進(jìn)行修正，使建筑效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期。杜絕這一現(xiàn)象發(fā)生的最有效最經(jīng)濟(jì)的方法是在施工前進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并將問(wèn)題從源頭上進(jìn)行消除，不斷完善和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。BIM技術(shù)通過(guò)建立模型來(lái)模仿現(xiàn)實(shí)中的建筑，一些具有重要參考意義及作用的數(shù)據(jù)也通過(guò)其表現(xiàn)形態(tài)得到完整展現(xiàn)。從利用BIM技術(shù)建立的模型中提取數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入專(zhuān)業(yè)的計(jì)算分析模擬軟件，便可實(shí)現(xiàn)面積、結(jié)構(gòu)等多方面設(shè)計(jì)的分析評(píng)估結(jié)果，以此檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性及科學(xué)性，使設(shè)計(jì)方案更加合理可靠，減少問(wèn)題和降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，為提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）在計(jì)算機(jī)中自動(dòng)生成建筑設(shè)計(jì)的圖文文件，從而保證圖紙的準(zhǔn)確性BIM技術(shù)對(duì)仿真模型的構(gòu)建，解決了傳統(tǒng)工作環(huán)境下所有圖紙作為獨(dú)立分散的個(gè)體，需要每個(gè)環(huán)節(jié)歸類(lèi)、拼湊、設(shè)計(jì)及修改，由平面到立面再到剖面的復(fù)雜工作流程，節(jié)省了建筑設(shè)計(jì)時(shí)間及設(shè)計(jì)人員精力，降低了成本。BIM技術(shù)在仿真模型的基礎(chǔ)上完成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向模型，只要建立了好的虛擬建筑模型，與建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的全部圖表等都可以在設(shè)計(jì)階段隨時(shí)自動(dòng)生成，平面等幾何數(shù)據(jù)信息，材料等非幾何數(shù)據(jù)信息都可以自動(dòng)生成，這將計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)得淋漓盡致，有效提高了工作效率，使圖紙的準(zhǔn)確性得到有效保障，提高了建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

同時(shí)，一方面，信息化的圖紙管理系統(tǒng)為不同類(lèi)型圖紙的分類(lèi)及保存建立了平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)關(guān)鍵信息搜索，并調(diào)取相應(yīng)的圖紙信息；另一方面，全部圖文文件及圖紙的修改變更也會(huì)在項(xiàng)目文件中得到自動(dòng)反映并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)人員的工作內(nèi)容。

（三）在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行建筑物的性能分析，使各方共同協(xié)作建筑工程復(fù)雜性的特點(diǎn)讓各學(xué)科專(zhuān)業(yè)的交叉協(xié)同合作成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要使建筑物各項(xiàng)性能達(dá)質(zhì)達(dá)標(biāo)，需要協(xié)同設(shè)計(jì)工作。第一，BIM技術(shù)充分實(shí)現(xiàn)了建筑學(xué)科、結(jié)構(gòu)學(xué)科等多個(gè)學(xué)科的綜合及交叉，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科在同一模型上的有效協(xié)同作業(yè)；第二，BIM技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)做支撐，實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)不同專(zhuān)業(yè)人員間的組織協(xié)調(diào)，為建筑性能的完善提供了技術(shù)支持。

四、結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用成為建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力，在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中具有舉足輕重的地位。充分了解BIM技術(shù)的工作原理，把握其優(yōu)勢(shì)并合理應(yīng)用，是提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

[1]劉曉光.BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2014，10（10）：28-29.

[2]馬建紅.BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014，11（22）：129-129.