新時代BIM技術在建筑設計中的應用探討

文/許華杰 大連城建設計研究院有限公司 遼寧大連 116011

隨著時代的改革更新，城市化發展的進度增快，建筑行業不斷進行行業的轉型、升級和發展，對建筑設計的要求也越來越高，建筑形體越來越復雜，BIM 技術在裝配式建造、工程總承包、綠色節能、全過程工程咨詢等新型理念和技術上的應用也越來越多，同時對建筑造價控制及工期要求越來越嚴格，若繼續依照傳統的二維設計理念開展建筑設計，復雜的空間無法充分表達，施工管理水平相對滯后，不可避免帶來頻繁的變更和錯漏碰缺，造成資金上的浪費，已無法滿足當前的建筑要求。 [1]。所以，BIM 技術其作為一種新型信息技術，其以自身獨有的三維技術為根本，可以將建造中有關的資料、數據形成一個集成的信息模型，有利于開展建筑設計，便于施工管理、控制造價，也有利于后期的經營運維，在建筑全生命周期得以應用，真正體現其價值。

1、BIM 技術的應用特點

BIM 技術應用將原先業主、設計、施工、監理、供應商等多方之間錯綜復雜的交互方式改變為以建筑信息模型為核心，模型一致、數據共享、實體與成果一致。BIM 技術的優勢有許多，最為常見的是：可視性、協調性、模擬性、優化性、參數化等。可視性就是通過三維立體模型，在設計、建造、運營等整個建設過程可視，方便進行更好的溝通、討論與決策。協調性是BIM 建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，運用BIM 信息技術進行綜合調整，將不科學的設計方案變成科學合理的設計方案[2]。模擬性包括真實場景動畫模擬，能效、日照、熱能傳導等物理性能方面的模擬，還包括4D（發展時間上）的施工模擬，也就是根據施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工。以及5D（基于3D 模型的造價控制）的模擬，從而來實現成本控制；優化性是BIM利用模型提供的各種信息來優化如幾何尺度、物理性能、施工規則等；參數化在模型中建立的各種約束關系，利用參數按一定邏輯模擬設計，可以大大提高模型的生成和修改速度。上述主要是BIM 技術的主要特征，只有將這些特征充分的應用，才能更好的促進建筑設計總體水平的進一步提升。

2、BIM 技術在建筑設計中的應用

2.1 運用BIM 技術中構建模型

采用BIM 技術設計可以將大量繁雜的工程數據信息進行集中，運用這些帶有信息三維建筑模型，整個過程可視化，不僅用來生成效果圖及各種報表，更重要的是在項目設計、建造運營中的討論、決策都處于可視化的狀態下進行，在統一的平臺下整合各部參與方的意見，可以大幅度的實現數據信息共享[3]。隨著BIM 技術逐步發展，許多項目在前期就應用BIM 技術進行建筑設計，通過仿真模擬虛擬現實，根據施工進度進行工序排程及工期模擬，并準確的進行成本預算。復雜幕墻、曲面屋頂、大空間等異型設計，施工難度大、施工問題多的地方，通過BIM 技術進行優化后可以帶來顯著的工期和造價改進。

2.2 動態的更新管控

應用BIM 技術可以實現動態的更新管控，設計人員在設計圖紙時，經常需要思索若是多開設一個洞口，整體的建筑承受能力和采光程度的更新會產生什么變故，若是這個洞口不是常規形狀又會是怎樣。每次的改變更新都需要設計人員再一次進行繁瑣復雜還不能夠保障準確度的運算，既消耗財力人力又浪費時間。然而若是將這些問題交給BIM 技術，所有問題都可以得到相應的處理。他自身攜帶的智能系統就會隨信息模型的改變及時準確的自動運算出改變后的結果，協助設計人員進行選擇[4]，大大提高了設計效率。

2.3 建筑設計的可持續性

BIM 技術還有利于建筑設計的持續建造。例如，可以運用有關的智能軟件對建筑的目的地的氣候環境、地理要素進行深入的仔細的探析，包括地質屬性、土壤屬性以及綠植的分布等。這樣就能夠在項目規劃統籌前期時，根據引入區域場所的數據信息，對建筑設計合理性進行更高效的判斷，同時隨著設計階段的深入，模型信息不斷深化完善，BIM 模型也會由設計模型轉向施工模型傳遞，提供算量直至后期的運維模型，在項目整體設計-施工-運維全過程中，以BIM 模型為中心很好的銜接各個階段，保證數據信息連續統一。

2.4 在施工指導方面

利用BIM 技術對重點復雜的管線排布進行科學合理的策劃，輸出管線綜合平面圖、剖面圖、三維軸測圖、圖片、動畫，使施工方明確掌握圖紙設計意圖和管線安裝層次規則，避免了施工時對圖紙的誤讀造成返工。管線做到精確定位（包括互相避讓翻彎點定位等內容）指導不同專業施工隊伍分步施工。實際施工中，會出現空間狹小部位，為避免先施工管線影響后續管線的施工，設計中給出局部狹小空間的施工順序指導，方便現場施工組織，避免出現變更和返工。

結語：

總而言之，本文中所講到的新時代BIM 技術在建筑工程設計中的應用探索，可以為日后在建筑工程設計中應用BIM 技術提供了一定的參考經驗。隨著新時代BIM 技術的不斷研發和完善，在建筑設計中進行大力的推廣以及深入的開展應用， BIM 技術必將對建筑設計和建造提供更加廣泛的支持和幫助。