淺談BIM在建筑方案設計中的應用

【摘要】本文主要介紹了BIM的涵義及特點，并探討了其在建筑設計中的應用，以供參考。

【關鍵詞】BIM；建筑方案設計；應用

BIM即物理特性和功能特性突出的數字化模型，其是建筑項目全生命周期內為決策提供可靠共享信息資源的綜合，BIM利用參數化設計和信息互用性技術，可以對傳統設計流程實現改善，而且在項目信息管理方面的能力得到提升，將BIM應用于建筑方案設計階段，其可視化、協調、模擬、出圖、優化等方面的優勢，使傳統方案設計在效率、質量、創意完成度等方面的缺陷得到彌補。

1、BIM具有的特性

1.1協調性特點

建筑行業關注的重點就是其協調性。但這個協調性卻需要諸多單位如：施工單位、業主以及設計單位良好協調配合，如果工程項目實能得到這樣的結果，如果施工出現了問題，就需要另兩個部門立即召開工作協調會議，在會議中探討出現問題的原因，進而探討問題解決的方案，這些方案就是或則采取補救措施，或者進行變更。問題的出現大都是因為我們的相關專業設計人員之間在進行實際建筑設計時未能及時有效溝通，造成專業碰撞的產生，比如我們在布置暖通管道時，因為施工的圖紙在通常情況下是分別進行繪制的，但在具體的施工布置管線的過程中，有可能因為建筑設計好的梁等構件和我們設計的管線布置出現了沖突，造成了施工碰撞，難道我們要解決這些問題，必須在我們發現之后嗎？以前就是這樣的，但是現在我們借助BIM的技術，就能輕松解決這些問題了，因為在BIM我們可以建立建筑信息模型，這個模型對于觀察建筑物的協調碰撞問題就是一目了然，這些具體的詳細數據還能自動生成，某設計如圖1所示。除此之外，BIM還能夠解決很多關于協調的問題，例如防火區、電梯井、地下給排水等與其它布置之間的協調關系。

1.2模擬性特點

BIM具有模擬性的特點，這種特點使得其可以模擬任何東西，甚至可以模擬哪些不可操作的東西。我們還能在設計階段利用BIM技術完成實驗模擬項目，比如：緊急疏散、熱能傳導、節能、日照等；在施工階段以及招投標利用BIM技術還能實現4D模擬，即項目發展時間和三維模型共同組成4D，即根據已經編寫好的施工組織設計來模擬后面的實際施工，由此得出科學的施工方案來進行實際施工；同樣能夠我們采用這種技術也可以實現SD模擬（即基于3D模型的造價控制），并能把成本進行有效控制；BIM還能對建筑物的運營階段出現災情時對消防人員疏散以及地震人員逃生等日常緊急情況處理的現場進行模擬。

1.3優化性特點

在實際中我們需要不斷的優化三個過程，如：建筑設計、建筑施工和投入運營，而如果我們采用BIM技術可以得到更加優化的效果。這個優化和復雜程度、信息的準確度以及時間的準確性息息相關，其中優化合理的保障就是信息的準確性，而BIM建立的模型是可以給建筑物提供建筑物實際的幾何、物理、規則、結構變化等信息。而如果這些信息量太大，我們的設計人員還必須借一些外界條件才能完成，比如：相關設備和科技的手段，對于給復雜建筑工程項目進行優化時，BIM技術以及其周邊技術起到了關鍵性的作用。具體來說，體現在兩個方面：項目方案的優化和特殊項目設計的優化。

1.4具有可出圖性特點

BIM不光是一個簡單的能提供建筑圖紙和構件圖紙等軟件，最主要的是它出來的圖紙能都通過建筑的可視化展示，模擬以及優化后為還能夠為業主提供更多更重要的圖紙。例如：通過BIM當中的碰撞檢查可以得到整個屋子綜合管線的安裝圖同時還能夠找到錯誤的地方并進行改正，通過綜合結構的留洞能夠知道需要預埋的管道，這些圖紙可以讓業主對于裝修更具有合理性，考慮更為周全。

2、BIM在建筑方案設計階段的應用要點

就建筑方案設計而言，一般要經過概念設計、初步設計、設計深化、模型分析等幾個階段，本節就如上幾個流程分別論述BIM應用要點。

2.1概念設計階段

在前期的概念設計階段，場地的各種信息往往是影響設計的決策性因素。場地的分析主要包括地形與周邊環境這兩個方面，并在此基礎上考慮如何利用以及改造環境以合理地處理建筑與場地的關系。可是傳統的場地分析有著許多的弊端，例如主觀因素過重，大量數據處理遲緩，定量分析不足等，但是BIM的引入給了場地分析新的可能，通過與BIM結合的地理信息系統（GIS），可以對場地和在場地上擬建的建筑物的數據進行處理，通過BIM技術虛擬成型，可迅速得出數據以支持設計，可以幫助新建項目做出最理想的建筑布局、場地規劃等。這一階段，建筑師可利用BIM建模軟件創建與原始規劃條件相符的基地及周邊環境模型。借助該模型，建筑師可直觀地進行對場地信息的分析、整理、推敲，并結合任務書中對建筑的各方面要求進行深入分析，以確定建筑布局、體量、方位、結構以及與場地的關系等基本要素。隨后利用BIM相關軟創建其體量模型，并進行多方案比較分析，并結合相關建筑指標以及BIM對日照、風環境等模擬分析，推敲建筑形體的內在聯系以及建筑與場地的關系，得出最優概念方案。

2.2初步設計階段

概念設計達成共識之后，將會進入初步設計階段，這一過程的主要任務是按要求進行平面流線、功能布局及結構的詳細設計。相對于傳統的天正CAD運用點、線等幾何元素作為組織平面布局所使用的基本元素，BIM相關軟件Revit中使用的則是智能的建筑構件。同時，建筑師可借助BIM的3D模擬功能漫游于建筑空間內部，直觀的立體感受便于建筑師推敲調整項目的空間組織、流線布置，評價其空間與外環境的關系。另一方面，Revit軟件中，可以通過對墻體等構件的屬性設置進行詳細的材料選擇，并可在不同的視圖中調節詳細成都以調整建筑材料的顯示模式，這是傳統CAD繪圖所不能達到的。同時，以3D的形式直觀地呈現出來，便于建筑師推敲調整。從而，確保建筑師意圖得到比較全面的表達。

2.3深化設計階段

初步設計完成基本的流線、功能及形態設計后，就將進入方案深化階段，及詳圖設計，也就是所謂的施工圖繪制。Revit軟件中的詳圖視圖功能可以實現詳圖與模型視圖的圖元雙向關聯，從而確保圖紙修改過程中的精確性與高質量。Revit軟件提供的詳圖設計工具和詳圖編輯工具是二維的設計工具，其操作的基礎是從三維模型中提取的基本二維圖紙。由于模型中提取的基本二維圖紙在很多方面不能滿足現行的施工圖標準，因此需要運用詳圖設計工具和詳圖編輯工具對其進行進一步完善、深化，最終獲得符合施工圖出圖標準的二維圖紙。另一方面，深化設計階段需要建筑師與給排水、結構、設備、暖通等專業工程師協同配合。就目前而言，協同設計多是指基于CAD文件之間的外部參照，使各專業之間的數據得到可視化共享，并通過現場、語音、文字等溝通方式交流成果，討論設計修改細節，是一種雙向的線性模式，具有一定的延滯性，不能保證項目圖紙的變更實時地在各專業之間共享。通過BIM的介入，設計師終于有了一個高效而便捷的平臺進行協同設計，通過BIM，可以讓分布在不同地方的不同專業的人員通過網絡的連接來完成設計工作，所有用戶都可以實時從中心模型共享這些修改，極大的提高了各專業的協調性。（如圖2）

結語：

綜上所述，BIM技術的應用不但會縮短項目工期，這將大幅提升工程建設項目的效益。從目前的發展速度來看，雖然BIM技術取代傳統技術還需要一定時間，但不會太長。不難預測，在不遠的未來，BIM技術將在工程建設領域掀起新的一輪技術革命，推進建筑設計行業的可持續發展。