基于BIM的建筑設計與施工優化

史巖

摘要：隨著電子信息科學技術的不斷提升，眾多新型施工軟件在建筑工程設計與施工過程中得以應用，有效提升了設計與施工管理的科學性，為提升建筑工程質量，保證建筑實際使用性能打下了良好的基礎。作為建筑工程領域中應用較為廣泛的BIM技術，在實際使用過程中因其突出的參數3D化、模型可視化以及信息標準化在建筑工程實際使用中收到了理想的效果，成為了行業工作者們關注與研究應用的熱點內容之一。本文針對BIM技術在建筑工程中的應用進行了研究分析，分別對建筑設計與施工管理中BIM技術應用特征進行了探討，旨在提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：BIM；建筑設計；施工；優化

中圖分類號：TU201 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）14-110-02

1 BIM技術基本特征

1.1 BIM技術內涵

BIM技術是建筑信息模型（Building Infomaation Modeling）技術的簡稱，該技術通過數字化3D技術對建筑工程中涉及的多種信息進行全面的整合，實現了工程數據模型的構建。該技術綜合了建筑工程管理全過程中設計、施工、運營、維護等諸多環節的相關內容，將傳統的建筑工程設計與管理的紙質文件轉化為數字化文件，并以3D可視化的形式加以展示，提升了工程設計與管理人員提取與處理建筑工程信息的準確性與效率性。

1.2 BIM的特點

1.2.1參數化3D模型

BIM技術建模過程中應用的數據信息直接來源于建筑設計參數，通過參數化建模的形式直接將方案設計信息轉化為3D模型，以此實現了建筑設計方案2D向3D的轉換。參數化的3D模型完全與設計方案向契合，同時在設計過程中能夠通過參數的調整直接進行建筑結構智能化設計，保證建筑設計整體的合理性。

1.2.2可視化技術

BIM技術的應用其主要特點在于設計方案與施工管理過程的可視化，以往的2D設計與施工管理方案轉變為3D可視化模型，設計與施工人員能夠通過直接的觀察，實現設計與施工管理判斷識別，進而完成相應工作的管理與優化。現階段，建筑工程的體量不斷增大，施工工藝應用也相對復雜，僅僅依據傳統的方案數據往往難以從整體上對設計與施工工作進行把控，應用BIM技術在實現方案可視化的基礎上，結合工期管理、造價管理等諸多因素對建筑工程進行全方位管理工作。

1.2.3統一化的信息標準

當前，數字化信息技術在建筑工程領域中的覆蓋范圍不斷擴大，隨之而來的是不同軟件平臺或管理系統內部信息標準的銜接問題。當前，建筑設計與施工管理工作中應用的BIM軟件執行的是IFC標準，也是眾多信息處理軟件的執行標準，因此BIM軟件在使用過程中能夠更好的實現信息錄入與數據輸出，統一化的信息標準有效提升了設計與施工管理方案使用的便捷性。

2基于BIM的建筑設計與施工優化

2.1建筑設計階段的BIM應用優化

2.1.1高度直觀的可視設計

在應用BIM技術進行建筑設計的過程中，3D模型能夠有效實現建筑設計理解度的提升，能夠方便的進行設計方案共享交流，數字化的信息載體有效提升了方案處理效率。同時，高度直觀的設計結果為設計人員進行結構調整優化提供了更為便捷的途徑。

2.1.2高度統一的關聯設計

BIM的3D設計結果其基礎是設計方案的數據支撐，相應的模型與數據是一一對應的，這種高度統一的關聯設計保證了設計方案與實際成果的一致性，同時也有效實現了設計方案調整優化過程的統一性，避免了人為操作失誤對設計結果的不利影響。

2.1.3高效精確的自動統計

建筑工程設計階段形成的信息對于工程整體質量與成本造價等要點環節有著直接的影響。借助BIM技術，設計人員能夠將工程設計的全部信息錄入系統形成工程數據庫，借助自動統計功能實現數據的全面收集整理，從而實現全過程施工質量與成本造價控制，獲得理想的設計結果。

2.1.4高效嚴謹的協同設計

BIM技術的應用是對建筑工程全過程的優化整合，通過數據信息可視化的形式為建筑設計與施工提供了協同工作的有效途徑。在建筑設計過程中，設計人員能夠通過BIM技術提供的共享途徑，不同部位的設計人員能夠進行配合工作，有效避免了因信息傳遞不暢導致的設計偏差，維持設計方案的一致性。

2.1.5快速及時的計算模擬

BIM技術應用優于傳統建設設計方法的要點在于信息處理效率的提升，通過BIM軟件內置的統計、計算、分析等系列功能模塊，能夠保證設計分析結果的準確性，實現設計流程的標準化控制，對設計方案與思路進行控制，同時對設計結果進行及時的評估。

2.2建筑施工階段的BIM應用優化

2.2.1高度準確的基礎數據

建筑工程施工管理的對象是建筑整體各部件與各施工工藝的應用過程，在此過程中形成的相應數據信息的是巨大的，實現施工管理優化需要依托這部分數據的收集與使用才能保證其合理性。應用BIM技術施工管理人員能夠直接針對具體施工管理環節調用工程信息與行業標準規范，通過系統化的查閱實現完善的工程資料使用。在施工過程中，出現工程變更的情況下，施工管理人員能夠通過BIM模型數據的修改，完成整體性的數據變更，優化完善后的數據自動錄入工程管理模塊，保證了施工管理信息的完整性與有效性。

2.2.2高效精確的各類統計

在完成建筑工程施工管理信息數據的獲取后，借助BIM統計分析功能施工管理人員能夠實現施工流程的全面控制。建筑工程中涉及的主要管理對象為各種施工材料、設備以及人員的調配使用，通過統計分析，管理者能夠對施工過程中涉及的各方面要素進行量化統計，通過計算機的運算功能便捷的獲取統計結果，從而實現工程建設資源的優化配置。同時，應用BIM軟件進行數據統計有效避免了以往人工統計過程中可能存在的誤差問題，保證了統計結果的真實性與有效性，為進行建筑工程施工精細化管理提供了支持。

2.2.3高效靈活的工程管理

建筑工程施工是一個動態化的過程，在此過程中通過BIM技術引入工期要素，實現時間維度上的工程施工管理，能夠對工程量進行準確的統計，實現施工資源的有效利用，提升施工管理的精確性。作為BIM信息統計的基本單元，建筑結構構件層級的細部施工能夠詳細錄入在施工管理系統之中，保證施工要素與建設時間的統一調配。工程建設刮泥人員，能夠結合構件施工將施工過程中各工藝的執行時間具體到小時的層次，實現工程量、材料量以及人員設備量的協調統一，保證工程管理的高效性。

2.2.4高度協同的施工方案

現階段，建筑工程施工中的工序交叉與干擾現象日益突出，實現多工種的協同施工是保證施工質量與工期的先決條件。BIM模型的三維可視化功能再加上時間維度，可以進行虛擬施工，隨時隨地直觀、快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協同，施工方、監理方甚至非工程行業出身的業主領導都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測，可以大幅度提高施工過程中的協同程度，合理分配工作界面和工作工序，這樣不僅可以有效減少建筑質量問題、安全問題及減少返工和整改，還可以提高施工效率，縮短施工周期，有效降低時間成本和人員成本。

2.2.5高效可靠的成本控制

建筑工程施工成本造價控制是一項科學而系統性的工作，在此環節中影響建筑施工成本的工程量、工期、資金等諸多要素間的關系是動態變化且相互關聯的，實現高效的成本控制需要對這些因素進行綜合化的分析與考量，同時實現全過程造價管理，做到隨時監控、隨時調整。完善的BIM數據庫還可以實現任一時點上工程基礎信息的快速獲取，通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數據的多算對比，可以有效了解項目運營即時的盈虧狀態，以及采購和庫存情況，實現對項目成本風險的有效管控。

3結語

綜上所述，隨著社會經濟水平的不斷提升，建筑工程呈現出了體量大、結構復雜的整體特征，給建筑設計與施工管理帶來了一定的困難。BIM技術在建筑設計中的應用實現了建筑設計行業的創新發展，利用BIM技術能夠建立更加科學和高效的建筑數字模型，能夠有效提高建筑工程結構設計質量，確保建筑施工安全和提高施工效率。本文闡述了BIM技術的概念及內涵，研究了BIM技術實現的功能，并對BIM技術在建筑結構設計與施工管理中的應用進行了分析，具有一定借鑒價值與參考意義。