基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與施工管理研究

戶志偉 稅仕雄 王躬碩

沈陽(yáng)理工大學(xué)，遼寧沈陽(yáng)，110159

基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與施工管理研究

戶志偉 稅仕雄 王躬碩

沈陽(yáng)理工大學(xué)，遼寧沈陽(yáng)，110159

本文主要從傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)和特點(diǎn)、建筑數(shù)字技術(shù)等方面探討了基于BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并從建筑施工管理和5D施工管理兩方面分析了基于BIM計(jì)算機(jī)輔助建筑施工管理，以期為優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案和提升建筑施工管理質(zhì)量提供一些參考和意見。

計(jì)算機(jī)；BIM；建筑設(shè)計(jì)；施工管理

現(xiàn)階段，對(duì)于現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)要求和施工管理要求更高，既要滿足人們對(duì)環(huán)境的需求，又要滿足建筑實(shí)用功能指標(biāo)。借助BIM技術(shù)，可以打破傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)模式的不可協(xié)調(diào)性、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的可視性和施工管理的可模擬性。

一、基于BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方法已不能滿足信息時(shí)代賦予建筑行業(yè)的方案設(shè)計(jì)要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用增強(qiáng)，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，并成為未來(lái)建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)方法的結(jié)合，可以達(dá)到優(yōu)化建設(shè)設(shè)計(jì)方案、提升現(xiàn)代建筑方案設(shè)計(jì)效率的目的。

（一）傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)和特點(diǎn)分析

對(duì)于建筑模型的設(shè)計(jì)，主要媒介為金屬、木材和復(fù)合材料等。按照合適的比例將設(shè)計(jì)對(duì)象轉(zhuǎn)化成三維實(shí)體模型。一般情況下，將圖形媒介與三維實(shí)體模型相結(jié)合之后，與二維圖示相比較，可以凸顯三維實(shí)體模型的抽象化。在具體設(shè)計(jì)中，借助圖形媒介可以將三維實(shí)體模型的作用與功能充分凸顯出來(lái)，但是易受客觀因素的影響，比如規(guī)模、材料和尺寸等。在不斷修改與調(diào)整建筑設(shè)計(jì)圖紙過(guò)程中，會(huì)造成大量時(shí)間的浪費(fèi)，并嚴(yán)重?fù)p耗建筑設(shè)計(jì)師的精力。在這種情況下，積極引入計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，將BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，既可以提升圖紙?jiān)O(shè)計(jì)效率，又可以降低損耗成本。

在記錄和保存數(shù)據(jù)方面，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)模型存在不同程度的局限性。在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)師不僅需要花費(fèi)大量時(shí)間收集相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，還需要不斷調(diào)整和修改設(shè)計(jì)方案，以便達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的。隨著后期勘察工作依據(jù)報(bào)審工作的進(jìn)行，設(shè)計(jì)師所需的數(shù)據(jù)更多、需要記錄的數(shù)據(jù)也更多。甚至在完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作之后，其他數(shù)據(jù)還在不斷產(chǎn)生。如果使用傳統(tǒng)記錄方式，即紙張記錄方式收集和保存數(shù)據(jù)，信息重復(fù)率將會(huì)非常低。

（二）建筑數(shù)字技術(shù)

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，首要工作是考慮建筑的使用功能、建筑設(shè)計(jì)可持續(xù)發(fā)展性，從而為后期建筑施工活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著建筑行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)建筑工程的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要求逐漸提高，附加于工程項(xiàng)目的信息量增加。這就需要做好項(xiàng)目實(shí)施作業(yè)和項(xiàng)目管理工作，并針對(duì)項(xiàng)目管理問(wèn)題制定切實(shí)可行的解決措施。并處理好項(xiàng)目信息，實(shí)現(xiàn)節(jié)約造價(jià)成本、縮短工期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和管理效率的目的。建筑設(shè)計(jì)與施工管理屬于全生命周期管理范疇，建立信息化的建筑模型是全生命周期管理的關(guān)鍵點(diǎn)，并以此作為各項(xiàng)工作有序進(jìn)展的依據(jù)。在全生命周期管理中，核心要素是建筑設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)模式相比，數(shù)字化技術(shù)具有節(jié)約時(shí)間、設(shè)計(jì)成本低、設(shè)計(jì)效率高等優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。首先，基于BIM計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在建筑發(fā)展過(guò)程中是一項(xiàng)新技術(shù)，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和建筑行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透在建筑設(shè)計(jì)和施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，CAD技術(shù)在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，CAD技術(shù)成為建筑設(shè)計(jì)公司提升市場(chǎng)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的競(jìng)爭(zhēng)方式。其次，站在唯物主體角度來(lái)講，建筑設(shè)計(jì)模式與建筑設(shè)計(jì)思維模式之間存在很大的關(guān)聯(lián)性。簡(jiǎn)而言之，技術(shù)發(fā)展水平不同，建設(shè)設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)思維模式也會(huì)隨之發(fā)生變化。

（三）基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)軟件技術(shù)特點(diǎn)

基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)軟件，數(shù)字化組合信息模型是該設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)成果。該成果建立在三維空間基礎(chǔ)之上，模型的基本組成元素為建筑構(gòu)件。以數(shù)字化形式將信息模型保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而方便更新，并實(shí)行信息共享。將各種信息以數(shù)字化形式保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)互動(dòng)。設(shè)計(jì)者可以隨時(shí)更改模型，并在其關(guān)聯(lián)處發(fā)現(xiàn)出來(lái)，這樣既可以提高工作效率，又可以提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

建筑構(gòu)件是應(yīng)用BIM建筑設(shè)計(jì)的基本圖形元素，并以此元素展開參數(shù)化設(shè)計(jì)，確保構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)性，促使智能聯(lián)動(dòng)和相互協(xié)調(diào)的實(shí)現(xiàn)。鑒于信息化建筑模型是建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)成果，在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以快速收集相關(guān)信息，減少了施工圖設(shè)計(jì)時(shí)間，將有更多時(shí)間展開圖紙構(gòu)思，隨時(shí)實(shí)現(xiàn)可視化。

三、建筑施工管理中的BIM技術(shù)

（一）在施工管理中的應(yīng)用

目前，大多數(shù)建筑公司采用CAD技術(shù)展開項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工管理，并對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。但是該技術(shù)具有明顯的缺陷 ，一旦運(yùn)用不當(dāng)，就會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。這就需要積極引入BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，達(dá)到彌補(bǔ)CAD技術(shù)缺點(diǎn)的效果。建筑設(shè)計(jì)者可以借助BIM技術(shù)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，展開圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作。將BIM技術(shù)與數(shù)字化模型相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)和構(gòu)建模型高度集化。借助三維建筑模型設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)提升設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。在BIM技術(shù)支持下，建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)逐步向智能化、現(xiàn)代化、信息化方向發(fā)展。在參數(shù)化模型與數(shù)字化技術(shù)的引導(dǎo)下，基于BIM的計(jì)算輔助建筑施工管理更加高效，數(shù)據(jù)庫(kù)中的各項(xiàng)目文件之間是相互關(guān)聯(lián)的。在BIM技術(shù)下，無(wú)論是創(chuàng)建工程文檔還是管理資料，都變得更加便利。

（二）基于BIM的5D施工管理

在施工階段，借助BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)和深化施工圖設(shè)計(jì)的目的。甚至可以實(shí)現(xiàn)4D至5D施工模擬，進(jìn)而提升施工整體質(zhì)量、保障施工進(jìn)度、控制施工管理成本等。

基于BIM軟件創(chuàng)建的虛擬建筑模型，既可以容納數(shù)據(jù)庫(kù)全部信息，又可以對(duì)財(cái)務(wù)情況進(jìn)行分析。所謂5D施工管理是指將3D建筑模型與時(shí)間管理、成本管理、材料控制等相結(jié)合的管理模式。運(yùn)用5D施工系統(tǒng)，可以提升3D施工模型的建立效率，并有效減少文檔設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)提升設(shè)計(jì)效率和減少施工時(shí)間的目的。與此同時(shí)，運(yùn)用5D施工管理可增強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)師與分包商之間的合作與交流，進(jìn)而減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

結(jié)束語(yǔ)：

將BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)引入現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與施工管理體系，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷更新，BIM技術(shù)能夠激發(fā)設(shè)計(jì)人員的思維靈感，為設(shè)計(jì)更好的建筑方案提供技術(shù)保障。因此，要明確基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際功用，并將其和建筑設(shè)計(jì)與施工管理有效結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)先關(guān)工作的進(jìn)步發(fā)展，確保建筑工程可以得到最大的效益。

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[3]劉曉光.基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與施工管理研究[J].居業(yè),2015,(22)∶52+54.

[4]周華.計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].無(wú)線互聯(lián)科技,2015,(14)∶146-148.

TU723

B

1007-6344（2017）01-0158-01

戶志偉（1996--）男，重慶開縣人，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

稅仕雄（1996--）男，四川榮縣人，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

王躬碩（1996-）男，山東金鄉(xiāng)縣人，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)