建筑設計階段BIM技術的實踐與探究

劉星雨

摘 要：本文通過文獻研究的方式，探索建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術在設計階段的實踐與應用。BIM技術在建筑設計階段具有很強的實用性，其擁有的動態數據庫可以實現建設工程項目綜合管理和設計圖動態調整。BIM技術在眾多發達國家已廣泛應用并貫徹建筑始終，但在中國尚處于理論階段尚未普及。本文就BIM技術當前應用現狀，以及BIM技術在提高模擬準確性、提高建筑可視化程度、保證建筑質量和強化建筑設計深度的應用展開敘述，旨在幫助設計單位對BIM技術有更深入的理解，為設計者提供參考，提高設計效率，從而推動BIM技術的廣泛應用。

關鍵詞：建筑設計；BIM；建筑可視化

中圖分類號：TU201.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0138-02

0 引言

隨著我國經濟的蓬勃發展，建筑行業方興未艾。建筑對外觀設計、實用性、安全性、設計效率甚而設計中的文化元素提出了更高的要求，傳統設計軟件如計算機輔助設計CAD（Computer Aided Design）存在設計周期長、實用性低、效率低下等問題，已無法滿足現代化市場的需求。新興技術BIM能夠有效解決當前設計中存在的各種問題，提高實用性，縮短設計周期，全方位契合用戶需求，滿足現代化建筑行業發展需要。因此，設計單位應高度重視BIM技術，將其充分應用于建筑設計階段，切實保障建筑質量及建筑效益。本文旨在探究BIM技術在建筑設計階段的應用。

1 BIM技術當前應用現狀

1.1 BIM技術概述

BIM即為建筑信息模型，是數字信息為一體的三維立體仿真建筑模型[1]。BIM技術基礎工程數據庫信息龐大，動態管理性強，由于計算機和信息化的有機結合，它的智能化程度很高，可以實現對建筑物自身數據和建筑物外部空間以及場地資源配置的管理。也就是說不僅可以使用戶很直觀地感受到建筑物完成后的整體效果，如整體造型、與不同季節周圍景物的和諧度、建筑物的采光性，甚至某個部位旋轉角度后的效果等等，還可以通過點擊其中的任何一部分，實現對該設計細部形狀、尺寸、顏色、材質、功能性的詳細了解和跟蹤調整[2]。基于此，BIM技術一定會給建筑業帶來巨大的經濟效益，它在建筑業的應用也會越來越廣泛。

1.2 BIM技術在建筑設計單位的應用現狀

BIM技術在建筑設計單位的應用成逐年遞增趨勢，這是設計的必然趨勢——設計越來越追求質量、效率、可視性、成本、精細化管理、實現整個項目管理的全生命周期控制，而這些都可以通過BIM技術達到。另外，建設部在《2016 -2020年建筑信息化發展綱要》中指出：BIM是“十三五”建筑信息化發展的重要內容。因此，BIM在設計單位的應用會越來越廣泛。但是，目前BIM在設計單位并未如北美及歐洲一樣普及應用，主要體現在兩個層面，一個層面是BIM技術在設計單位還停留在理論層面，并未在實踐中得到使用，設計單位還習慣于使用二維設計CAD輔助設計；另一點是設計單位雖然成立了BIM專業團隊，但也未應用在設計全程中，只是在局部設計階段或者局部專業采用了BIM技術，這樣就無法形成BIM在整個設計階段的全過程應用，也就無法實現數據庫的綜合管理和建筑設計圖的動態調整。其主要原因也無外乎幾個方面：首先國內對BIM技術未擴展制定符合我國國情的統一的標準、規范、流程，設計院在使用時無法做到統一，與各種軟件接口支持不順暢，數據交換繁瑣、易丟失，可操作性不強，致使BIM技術發展緩慢；第二是BIM技術的資金投入和優勢并未形成正比良性模式，BIM若在設計單位全過程設計使用人力、財力，投資費用會很大，但僅應用在設計階段將無法發揮其全生命周期的協同管理優勢，且并無BIM技術設計的取費標準，因此設計單位不愿投入過多成本；最后是BIM人才庫的缺失，只有少部分大學開設BIM技術課程，設計師又陷于繁復的設計工作中，往往沒有時間和精力去學習新技術，導致BIM技術人才比較短缺，設計單位急需BIM技術人員在更多的項目積累更多的經驗去拓展完善BIM技術在中國的應用。

2 BIM技術在建筑設計階段的應用分析

2.1 促進設計模擬的準確性

在建筑設計階段，設計人員需要提前對施工場地進行分析勘測，包括建筑工地的地質條件、建筑物的采光、建筑物附近的道路通達情況等[3]。傳統的地質勘測需要花費大量時間與人力財力，BIM技術的應用可大大縮短此項進程，設計者可通過構建三維立體模型對建筑物及附近情況進行分析，也可模擬陽光等自然條件分析建筑物性能。同時，BIM技術可提前模擬施工變更的各類情況，以建模的形式預判變更的復雜程度，在時間上為施工明確范圍，并減少實際施工變更時的考察時間，在造價上進行精準預算，減少不必要的損失，從而為甲方實現利益最大化。

2.2 提高建筑物的可視化程度

傳統的設計軟件只能看二維平面圖，再復雜一點就是正面、立面、俯視圖等等，立體感不強的設計師和用戶只能通過想象來獲得建筑物的整體概念。顧名思義，提高建筑物的可視化程度就是BIM技術在設計階段可以讓我們看到全通透的三維立體全構造圖，而恰恰這種全面展現空間構造的形式對于空間要求很高的建筑設計來說是迫切需求的。首先它可以滿足設計師和用戶對設計效果的真實感知，對設計成果理解的更加直觀、透徹；其次它可以使設計師從復雜的、繁冗的線條中解脫出來，使復雜的工作變得簡單化；它還可以因為可視化程度的提高，便于設計師及時、準確地發現問題，優化設計。

2.3 保證建筑物的質量

CAD等傳統設計軟件僅能在二維平面作圖，缺乏立體型，無法直觀分析建筑內部構造。BIM技術的優勢不僅在于它可以可視化地分析整個建筑物外部及內部構造，它還可以構建立體的建筑內部構件，分析它們的相對位置及作用，從而保證建筑物質量[4]。比如供水供氣管道，BIM技術可以將管道體系完整地模擬出來，并通過碰撞檢查對線路進行檢測和優化，還可以調整管道直徑長度材質等各項數據，保證接口的完美；若在自動檢測中發現不合理之處，可以對有問題的點線面進行微調優，其余模型也會自動優化，與傳統的手動全面調整相比，BIM的優勢顯而易見。

2.4 強化建筑設計深度

建筑物細節的設計要求極為嚴格，任何小瑕疵都可能導致施工時間的延長，對用戶造成極大的損失與不便。BIM技術可強化建筑設計深度，不僅能展現外部設計的三維效果，還能對外部防水、保溫等做出模擬。同時，BIM技術還可實現建筑內部的精細展現，具有極大的實用性，比如它可模擬電梯井位置，從而判斷電梯位置是否便捷、安全，或者模擬走廊、房間的占地及格局，實現空間利用最大化。此外，BIM技術還有很好的信息管理的作用，在對各個建筑物結構測量后，能夠自身對數據進行處理和分析，并提供出有效的、可使用的設計方案，對數據的管理能力極強（引用）。若在設計全程運用BIM技術，其可為建筑人員提供動態數據，便于及時調整，提高效率。綜上，BIM技術對設計深度的作用不容小覷。

3 結語

本篇文章首先對BIM技術相關概念進行了闡述，不同于傳統設計，它可進行三維立體的模型構建，對建筑物的各項性能有更直觀的體現。當前BIM技術在我國仍處于理論階段，即使它仍有些許不足，但瑕不掩瑜，BIM技術優勢十分突出，擁有可視化、協調性、模擬行和優化性四大特點。首先，BIM技術可促進設計模擬的準確性，通過準確模擬檢驗建筑合理性、縮短設計周期等，實現利益最大化。其次，BIM技術可提高建筑物的可視化程度，通過三維立體建模全面展現空間構造，簡化設計師工作。再者，它可進行各項立體檢測，對于調整設計更加智能全面，保證了建筑物質量。最后，BIM技術可強化建筑設計深度，直觀地發現細小問題并加以解決。

此篇文章目的在于幫助設計公司及設計師對BIM有更深層次的理解[5]，筆者出于對建筑學的強烈興趣，希望以后能掌握像BIM技術這樣先進的技術，并為它的優化及普及貢獻力量。希望在BIM技術的幫助下，一大批越來越多設計佳、質量好、效率高的建筑矗立起來。

參考文獻

[1] 過俊，陳宇，趙斌.BIM在建筑全生命周期中的應用[J].建筑技藝，2010（9）：209-214.

[2] 何關培.BIM和BIM相關軟件[J].土木建筑工程信息技術，2010（4）：110-117.

[3] 李延.BIM技術在結構設計中的應用研究[J].中華民居（下旬刊），2013（9）：18-19.

[4] 楊慶峰，林大岵，路軍，等.BIM技術在建筑設計中的應用及推廣策略[J].建筑技術，2016，47（8）：733-735.

[5] 凌械.關于中國BIM應用前景的思考[J].現代裝飾：理論，2012（4）：152.