BIM技術(shù)在建筑設計中的應用研究

陳文彬

摘 要：在對建筑進行設計過程中，通過BIM技術(shù)的應用可以有效的提高設計效率以及施工效率，目前我國正在大力倡導技能減排，而建筑行業(yè)也正在向這一目標轉(zhuǎn)型，將BIM技術(shù)應用其中可以有效的提高資源的利用率，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文主要探討了BIM技術(shù)的概念以及特點，并就建筑設計的BIM方法進行了論述，希望對相關(guān)行業(yè)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑設計；應用

1 BIM 技術(shù)概述

BIM技術(shù)主要是根據(jù)工程項目的各種數(shù)據(jù)信息為基礎，從而建立起來的一種三維建筑模型。而且BIM技術(shù)還能借助數(shù)字仿真模型將工程項目的各項真實信息完美的模擬出來，幫助相關(guān)的管理人員對工程項目進行更加準確和精細化的管理。

BIM技術(shù)其實就是通過收集各種施工信息，并根據(jù)這些信息創(chuàng)建三維模型。在建筑工程建設中，在整個過程都可以利用到BIM技術(shù)，而且要充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的作用，也必須將其應用在所有環(huán)節(jié)，只有這樣，收集的信息才夠全面，進而才能夠有效的幫助建筑企業(yè)實現(xiàn)對整個工程的有效設計。BIM技術(shù)源于國外，因此在一些西方國家應用非常廣泛，但是在我國由于BIM技術(shù)起步較晚，所以相關(guān)的應用還不夠成熟，而且有關(guān)BIM技術(shù)的一些政策法規(guī)也不夠完善，因此相關(guān)單位要想實現(xiàn)對BIM技術(shù)的應用，就必須不斷的學習國外的一些先進經(jīng)驗，并結(jié)合自身的實際情況，在施工管理中利用BIM技術(shù)，以達到提高工程施工質(zhì)量的目的。

2 BIM技術(shù)的特點

2.1 可視化

通過BIM技術(shù)構(gòu)建出建筑模型是透明的，因此可以將項目結(jié)構(gòu)的各項信息完全的展示出來，這樣就完美的避免的了隱蔽工程中的隱患問題。這也是BIM技術(shù)最大的特點，由于其可視性，使得設計人員不必依靠大腦的想象，而是可以直接看見各種工程結(jié)構(gòu)，這也使得設計人員不必總是面對二維圖紙，然后為了圖紙的可操作性，還需要在圖紙上標注各種建筑信息，不僅不利于施工人員的施工操作，對于設計人員來說也容易出現(xiàn)一些隱蔽性問題不易發(fā)現(xiàn)，極大的增加了設計人員與結(jié)構(gòu)模型的互動性，從而可以全面掌握結(jié)構(gòu)設計信息。

2.2 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)具有很強的協(xié)調(diào)性特點，因此無論是設計人員還是施工單位都可以利用BIM技術(shù)協(xié)調(diào)施工中的各項工作，從而有效的解決施工以及設計過程中的各項難點。如果在實際施工中遇到難以解決的問題，可以協(xié)同施工人員以及設計人員，利用BIM技術(shù)對問題進行具體分析，并且同時可以利用模擬操作來探索最為有效的解決方式，而且利用三維模型，施工人員與設計人員的溝通是無障礙的，而如果利用傳統(tǒng)的二維圖紙，則很可能忽視各專業(yè)之間的碰撞問題。

通過BIM技術(shù)，可以有效協(xié)調(diào)工程中的管線碰撞問題，并且可以實現(xiàn)施工方、設計者以及業(yè)務無障礙交流，當施工單位有不理解的地方，可以直接通過BIM技術(shù)建立的三維模型將問題指出來，如果在設計方面存在一定的結(jié)構(gòu)設計不合理的地方也可以直接與設計人員交流，有效的避免了返工問題。

2.3 模擬性

利用BIM技術(shù)構(gòu)建出的是三維立體模型，因此不僅可以將建筑結(jié)構(gòu)的外部形態(tài)完美的模擬出來，還能精準的模擬出建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且還可以在此模型上進行修改操作。為了將BIM技術(shù)的作用最大化的發(fā)揮出來，在實際工作之前，首先要做好數(shù)據(jù)的收集工作，盡可能的多的收集工程項目的各項資料，這樣就可以利用BIM技術(shù)構(gòu)建出一個完整的建筑結(jié)構(gòu)，而且設計人員還可以根據(jù)需求對模型不斷的修改，從而找出一個最優(yōu)的設計方案。利用BIM技術(shù)的模擬性不僅可以模擬整體的設計結(jié)構(gòu)，還可以利用BIM技術(shù)對建筑物所具有的某一項功能進行模擬，從而不斷完善。例如設計人員在對建筑結(jié)構(gòu)的逃生通道設計時，可以模擬在地震情況下，建筑物內(nèi)的人員如何最快的找到安全通道逃生，消防人員如何營救等等，這些優(yōu)勢是傳統(tǒng)二維圖紙所不具備的。

3 BIM 技術(shù)在建筑設計中的應用實例

3.1 在建筑結(jié)構(gòu)建模中的應用

在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，BIM技術(shù)的應用突破了CAD制圖的限制，將立體的建筑模型有效展示出來。傳統(tǒng)CAD建模，只能完成簡單的二維平面制圖，不能將三維實體模型構(gòu)建真實體現(xiàn)出來。BIM技術(shù)可以利用三維實體模型，將真實構(gòu)建展示到施工人員面前，突出整體結(jié)構(gòu)信息和構(gòu)件之間的關(guān)系。BIM技術(shù)應用于建筑結(jié)構(gòu)設計，可實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的可視化，與此同時，BIM技術(shù)可以快速發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計中存在的問題，并提出合理的修復方案，以此來提高建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量。例如，在國家會展中心設計中，室內(nèi)展覽面積為40萬平方米，室外展覽面積也在10萬平方米以上，由于施工體量較大，結(jié)構(gòu)設計復雜，傳統(tǒng)CAD建模根本無法滿足施工要求。為此，項目總承包部門引入了BIM技術(shù)，對工程主體部分進行建模，之后將建立好的模型與各專業(yè)建好的模型進行融合，實現(xiàn)模型的有效修正，消除了建筑結(jié)構(gòu)中的各方面隱患，避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.2 在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應用

建筑結(jié)構(gòu)設計中鋼結(jié)構(gòu)設計十分復雜，涉及到專業(yè)知識較多，尤其是布置加強件和連接鋼結(jié)構(gòu)中，任務較為繁重，很容易出現(xiàn)設計錯誤。為了解決上述難題，人們在鋼結(jié)構(gòu)建模中引入BIM技術(shù)，通過BIM技術(shù)的應用，對鋼結(jié)構(gòu)梁高進行計算，設計出專門的連接件。另外，BIM技術(shù)也可以通過相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)連接件的有效處理，并通過參數(shù)數(shù)據(jù)共享，對連接件的數(shù)量和間距進行有效控制，設計人員只需在工作中調(diào)整相應參數(shù)，便可以完成新連接件設計工作。其次，BIM技術(shù)可繪制出相關(guān)加強件的大樣圖，判斷工程中加強件的具體位置，提升鋼結(jié)構(gòu)設計和施工過程的準確性。

3.3 在建筑結(jié)構(gòu)性能中的應用

建筑結(jié)構(gòu)設計的設計原理，主要是將建筑中各個部分中所涉及到的科學集中在一起，建立一個虛擬建筑物，實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的相互支撐。BIM技術(shù)的應用，可以實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)性能的科學分析，對建筑機構(gòu)的穩(wěn)定性、牢固性、抗震性等基本要求進行判斷，確定各項數(shù)據(jù)是否滿足標準。在設計工作中，設計人員只需要將BIM模型數(shù)據(jù)導入到相關(guān)軟件中，利用軟件對數(shù)據(jù)進行處理，確定建筑結(jié)構(gòu)整體性能是否滿足事先規(guī)劃好的標準，解決建筑結(jié)構(gòu)設計中存在的問題，有助于建筑結(jié)構(gòu)設計工作的優(yōu)化，提升建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量。例如，在亞洲最大生活垃圾發(fā)電廠設計過程中，為了提升建筑結(jié)構(gòu)性能，設計人員通過BIM技術(shù)，對模型進行碰撞檢測，首先對單專業(yè)之內(nèi)模型進行碰撞，調(diào)整碰撞中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)錯誤，之后進行機電綜合模型碰撞檢測，對機電專業(yè)內(nèi)的碰撞問題進行調(diào)整，最后是機電與建筑之間的碰撞檢測，將建筑結(jié)構(gòu)與機電之間存在的問題解決，碰撞模擬軟件可直接將結(jié)果以報告形式生成，設計人員會根據(jù)結(jié)果對綜合管線進行相應調(diào)整，以人工審核的方式，最終得到修改意見，實現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)性能中應用效果的提升。

4 結(jié)束語

總的來說，伴隨計算機技術(shù)的日益發(fā)展，BIM技術(shù)日趨成熟，促進BIM在項目設計與建設過程中，提升項目的總體質(zhì)量和效率，還需要進一步的理論研究和工程實踐去逐步解決。

參考文獻：

[1] 李健，龐建國.論基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設計方法[J].門窗，2016（12）：134.

[2] 張杰.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設計方法研究[J].工程建設與設計，2016（18）：10～11.

[3] 游子健.淺析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].江西建材，2016（22）：47.