淺析BIM在建筑行業中的應用

閆素 王璐

大連市建筑設計研究院有限公司 遼寧大連 116021

摘要：因建筑功能的日益復雜及各專業間配合存在時間信息差，急需出現新的軟件來配合建筑設計、管理、施工及后期維護。BIM參數化設計的概念的出現解決的現存問題并推進了建筑業發展。

關鍵詞：BIM；建筑設計；協同；參數化；應用

建筑業作為一種最古老的行業，它前進的腳步穩重而緩慢。縱觀古今中外只有伴隨著人們對于新材料的不斷探索和工業時代施工技藝的突破性進步時，這位見證歷史的角色才會挪動他前進的步法，伸展他的軀體或是更換一種新材料外衣。而因他體量越來越龐大，內部所需服務的對象越多及功能越來越復雜，我們發覺現有的表達掌控方式已經無法全面而細致的掌握他的形成、成長更何況他接下來的服役之路。材料與技藝已經再無法滿足今天人們對于建筑由內而外的完善和創新，時代和建筑的規模已經迫切呼喚一種新的模式來深入了解并幫助我們改善我們的建筑。這個時候BIM概念體系如約的出現在我們的視野，讓我們跟隨它的脈絡走進我們一直以來熟悉又陌生的建筑內循環之中。

了解一個全新概念體系我們就要從它原理和構成來分析它是如何完美的匹配和配合我們的建筑的。BIM（Buiding Information Modeling）從英文釋義上更明晰，就是通過數字化技術，在計算機中建立一座虛擬建筑，提供一個單一的、聯動的、完整一致的建筑信息庫。同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和大量減少風險。那么接下來就讓我們近距離走近建筑，體會一下BIM體系帶來的種種變化。

首先從設計階段開始，設計師用來實現表達建筑的軟件有二維的CAD及三維的模型軟件，糾其根本這只是一種信息的記錄傳達，模型軟件也只是幫助建筑師更好的推敲三維空間的建筑空間。它們的弊端在于極大的依賴建筑師本身的素養就是對三維二維轉化的控制力，以及對建筑所涉及內容的掌控。最經常看到的是平面剖面關系核對不上。因為所有的線條，模塊只是人為虛擬的表達方式而已，它不存在任何實際屬性，一切都是毫無聯系的虛構。這個時候BIM的出現引進了參數化的概念。參數化設計時將建筑構件的各種真實屬性通過參數的形式進行模擬，并進行相關數據統計和計算。在建筑信息模型中，建筑構件并不只是一個虛擬的視覺構件，而是可以模擬除幾何形狀以為的一些非幾何屬性，如材料的耐火等級、材料的傳熱系數、構件的造價、采購信息、重量、受力狀況等。對參數定義屬性的意義在于可以進行各種統計和分析，例如我們常見的門窗統計，在建筑信息模型中是自動化的，而參數化更為強大的功能是可以進行結構、經濟、節能、疏散等方面的計算和統計，甚至可以進行建造過程的模擬，最終實現虛擬建筑。參數化概念引進的意義就在乎建筑從此不再只是虛化的傳說，而是一個“有血有肉”實實在在的存在。

那么像我們之前提到的平面剖面核對不上的問題是否得以更好的處理，接下來我們就要解決其痛點.關聯性設計是參數化設計的衍生。當建筑模型中所有的構件都是由參數加以控制時。如果我們將這些參數相互關聯起來，那么我們就實現了關聯性設計。換言之，當建筑師修改某個構件，建筑模型將進行自動更新，而且這種更新是相互關聯的。假如，我們遇到修改層高的情況，在模型中，我們只要修改每層層高的數值，那么所有的構件會自動發生改變，因為這些構件的參數都與標高相關聯，并且是準確和同步的。我們不再需要去分別修改。關聯性設計它不僅提高了建筑師的工作效率，而且解決了長期以來圖紙之間的“錯漏碰撞”問題，其意義是顯而易見的。

有了參數化和關聯性兩大技能我們解決了設計階段單專業的困擾，可是建筑像人體一樣復雜，需要軀干、血液、器官等來支撐起他的形體。這就好比建筑、結構、給排水、暖通、電氣各個專業之間的配合。只要彼此有不合之處問題總會體現，可是等到問題自己顯露的時候恐怕已是病發，難免造成或多或少的損失，甚至不可控制。但也可預料，畢竟五大專業各司其責，要做到彼此考慮，時時更新著實要耗費相當大的時間和精力，這對于現代化高效率下的設計時間絕對是個挑戰。BIM的另一技能順利的解決了這一問題。協同設計通常是建筑專業與結構專業等其他相關專業的協作。而今天，隨著建筑工程復雜性的增加，跨學科的合作成為建筑設計的趨勢。在二維CAD時代，協同設計缺少一個統一的技術平臺，但建筑信息模型為傳統各種工種提供了一個良好的技術協同平臺，例如，結構工程師改變其柱子的尺寸時，建筑模型中的柱子也會立即更新，而且建筑信息模型還為不同的生產部門，甚至管理部門提供了一個良好的的協作平臺，例如施工企業可以在建筑信息模型基礎上添加時間參數進行施工虛擬，控制施工進度，政務部門可以進行電子審圖等等。這不僅改變了建筑師、結構工程師、設備工程師傳統的工作協調模式，而且業主、政府政務部門、制造商、施工企業都可以基于同一個帶有三維參數的建筑模型協同工作。

是不是這樣我們打通了建筑一直以來的癥結就不存在問題了呢？當然不會，因為我們的時代在發展，所有的技術理念都在更替，人類的審美以及對空間的探索也在不停的向前走。以往僅僅是功能上滿足需要的建筑已經不足以填滿人們對于空間可能性的欲望。信息時代，數字化技術已經廣泛的滲透到設計界的各個領域，在建筑設計領域的應用已經從最早的電腦輔助演變到模擬人工智能的，基于算法的參數化設計階段。這是繼現代主義運動后，又一次基于技術更新的設計革命。目前西方學術界比較盛行的觀點之一是我們正處于一個非標準化的多元時代，也就是個性化設計的時代。包括今天飛速發展的中國，各種標新立異的建筑層出不窮，先且不說美丑與否，真要實現以我們常規的設計方法還真無能為力。曾經也出現過很多三維模擬的建模軟件來輔助建筑師表達，但僅是停留在表達方面。其一操作復雜很難普及，其二對建筑師及施工方本身的空間控制能力要求甚高。BIM徹底解決了以上難點，而且他強大的參數化系統及關聯性為建筑師的空間創造的可能性提供的極大的幫助，人們從此可以很輕松的構建，統籌及互相傳達高難度復雜的建筑。為人類探索空間更多的可能性邁出了有力的一步。

BIM的可貴之處更在于它將不再局限于設計階段這一個過程，曾經的設計、表現、管理等階段各自有各自的體系無法互相轉換，就此浪費很多人力及時間。從此建筑的各個階段將基于BIM一個平臺齊心打造更合理更有效的建筑。以上我們著重介紹了就設計階段BIM帶來的優勢，BIM在其他階段的卓越表現也不容忽視。在施工方面可以同步提供有關建筑質量、進度以及成本的信息。它可以方便的提供工程量清單、概預算、各階段材料準備等施工過程中需要的信息，甚至可以幫助人們實現建筑構件的直接無紙化加工建造。在銷售招標階段可以很方便的引入虛擬現實技術，實現在虛擬建筑中漫游。改變傳統的主要是通過平面戶型圖、建筑模型、效果圖及各種媒體廣告形式來推出樓盤的房地產銷售方式，大幅度促進銷售人員與購房者之間的交流，并降低營銷成本。在運營管理階段可同步提供有關建筑使用情況或性能、入住人員與容量、建筑已用時間以及商務方面的信息，并提供數字更新記錄，改善搬遷規劃與管理。有光建筑的物理信息（例如完工情況、承租人或部門分配、家具）和關于可出租面積、租賃收入或部門成本分配的重要財務數據都更加易于管理和使用。

建筑是一種充滿魅力的存在，無論是功能上如何更大程度的滿足人們的需求，更有探求意義的是它構成的空間賦予人們生活、審美以及創造的里無限可能，人類進步的腳步從未停止，新時代的建筑也必將因為BIM推進能更好的為我們所了解，從而真正成為代表這個時代的優秀產物.