BIM 技術及其在建筑設計中的應用研究

劉 丹

十堰市建筑設計研究院（442000）

1 BIM 技術的特點

基于BIM 技術建立的三維立體建筑模型，能夠讓人們更加直觀、便捷地觀察到整個建筑工程項目的設計全過程，充分地領悟與感受設計人員的獨特設計理念，實現建筑企業內部系統中信息數據資源的有效傳達與共享。 利用BIM 技術構建建筑項目工程的效果圖，通過虛擬漫游以及仿真模擬等多種方式，可以對工程項目進行立體化展示，同時能夠協調各部門、各工程施工技術人員之間的工作，使建筑企業內部的空間設計與工程設計實現了統一化。另外，通過二維、三維以及四維等立體化的建筑模型，能夠最大限度地實現對建筑成本的全程監督與管理，不斷優化建筑工程設計方案，為建筑企業帶來更大的經濟效益。

2 BIM 技術在建筑設計中的應用分析

2.1 完善與優化了BIM 技術的應用規范體系

BIM 技術在建筑設計中的應用應該實現流程化，以信息數據為主要的應用依據，對海量的信息數據資源進行收集、分析與整合，并結合實地勘察的實際數據信息參數與施工建設要求，有效構建一個僅僅帶有建筑工程項目初始信息的基礎模型，即建筑工程的“藍本”[1]。其中，基礎模型主要包括了建筑工程項目本身模型以及結構模型， 主要是基礎、筏基、擋土墻、混凝土主梁、剪力墻、樓梯、門窗等組件， 依據設計發包圖進行BIM 三維立體模型的建造。 在開展具體的建筑工程設計工作時，再依據現場的施工環境、施工要求、施工標準以及施工細則等，對基本模型的設計細節進行填充與完善。因此，推動BIM 技術在建筑設計中應用的首要任務應該是為其構建一個可行性較強的、完善的標準化體系，有效提升BIM 技術的專業性與技術性。 在此基礎上，相關的專業人員應該積極與時俱進，充分地借鑒與引進國外先進的、科學的應用經驗，再結合我國建筑工程施工的實際需求， 建立符合我國國情的標準化BIM 技術應用規范體系，為全面提升技術的推廣效果、創造良好的建筑行業技術應用環境奠定良好的基礎。

2.2 在模擬設計中的應用

BIM 模型是根據相關的設計參數虛擬出來的立體、可視化模型。 因此，在建筑項目施工前期，可以通過BIM 技術對施工過程、施工內容、施工方法以及施工中的突發緊急情況進行虛擬化的模擬，讓設計人員、施工單位、技術人員等能夠通過立體化的建筑模型發現建筑設計中存在的問題， 從而能夠在建筑工程施工之前對施工設計方案進行優化。 這樣一來，不僅大幅降低了施工成本，還在一定程度上節省了施工時間，避免因施工中發現問題而導致的拆除、返工，有效達成改善建筑施工過程的目的[2]。 同時，BIM 技術在建筑工程設計中的應用還體現在對項目招投標方案的現場化模擬，對現場的施工、運輸以及各分部環節的工程模擬等方面， 能夠提前預知可能發生的錯誤與問題，有效達成對項目招投標方案的優化以及對成本的管理等目標。

2.3 實現可持續性的設計

由于建筑工程項目的建設受外部環境干擾較大，利用BIM 技術對建筑工程項目所處的地質環境進行系統化的分析，能夠有效分析出外部環境影響因素中哪些可控、哪些不可控，盡可能地將建筑工程項目與環境之間的矛盾降到最低， 為建筑工程項目的開發提供良好的決策依據，有效達成建筑住宅工程的可持續化設計目標[3]。

2.4 在工程施工中的應用

由于建筑工程的施工環境較為復雜、施工工序與流程較多，需要有效規范與嚴格設計具體的施工流程與細則，保證各環節施工設計與施工操作的合理性、科學性與連貫性。在此過程中，需要將BIM 技術與地理信息系統進行有效結合，對施工現場進行全方位、系統化的分析，將通過現場勘察獲取的有效信息輸入到相應的程序內，構建一個可視化的三維立體模型。 通過模型處理，對施工現場的地質情況、周邊環境、地理狀況分布以及人口疏密分布情況等影響施工的多元化因素進行綜合分析，為后期建筑工程項目的科學規劃與設計提供較為可靠的依據。 運用BIM 可視化模型，能夠將建筑工程以三維立體的形式展現在大眾面前，給觀眾一種猶如見到真實的建筑施工現場的感覺。 同時，利用BIM 技術，施工單位、建設單位的專業技術人員、施工人員以及項目設計師等都可以通過可視化的三維立體建筑模型，對項目設計方案中不合理、不科學的地方進行優化、改善與適當調整，最大程度地保證施工順利、有序地開展。 另外，利用BIM 技術，還能夠讓建筑工程項目的投資者與用戶全面地掌控投資項目的具體情況，徹底擺脫了傳統施工技術在時間與空間上的局限性[4]。 最后，BIM 技術還能夠有效實現協同設計。給予相同BIM 技術平臺的多個施工團隊以多個項目工程類型的協同設計工作模式，通過多元化的協同方式與工作方法，有效完成工程項目的規劃與設計工作，將實時監控、階段性協同以及三維立體校對、 審核等工作方式落實到具體的工程設計中，以便能夠及時地發現與解決各種工程設計問題，為全面提升建筑工程設計質量奠定堅實的基礎。

2.5 在建筑結構設計中的應用

建筑結構對于整個建筑的抗震性、穩固性等發揮著重要的作用，是建筑整體的支架。 在實際的工程建設中，建筑結構設計已不再局限于各部分的簡單排列，還需要對各施工環節進行有效連接，構建一個相互支撐的建筑整體。 因此，要想使建筑結構的抗震性與牢固性與國家相關規定與標準相一致，需要對建筑結構的功能、性能進行綜合分析。 與傳統的建筑結構設計技術相比，BIM 技術能夠通過對數據信息的收集與分析，運用計算公式將建筑工程中結構的設計數值算出來，不僅大大節省了人工計算所花費的時間與精力， 還能夠有效減少計算誤差，最大程度地提升建筑結構分析結果的準確性與科學性，有效保證了建筑結構設計的可行性。 在此過程中，將BIM 三維立體模型中的數據信息輸入到相關的設計軟件中，能夠快速、有效、精準地完成整個工程項目的分析工作。 并且能夠依據分析的結果對建筑工程項目設計方案中不合理的地方進行更改與調整， 進而有效完善與優化建筑結構設計，提高設計質量與效率。

2.6 在建筑結構協同中的應用

運用BIM 技術對建筑工程項目的建筑本身以及功效性模塊進行數字化表達，將建筑工程項目不同建設周期以及施工階段的相關信息數據、過程與資源進行有效連接，實現對建筑工程項目對象的全過程跟蹤與描述。將BIM 技術應用到建筑工程項目的結構協同中，不僅能夠借助于中間數據文件有效達成跨區域的不同設計軟件模型， 為其提供可靠、系統的數據與信息資源，還能夠通過設置相關的數據庫，有效加強建設、監理、施工、設計等多個單位之間的溝通與聯系，實現對數據信息的有效傳遞與共享。

3 結語

綜上所述，在建筑設計中應用BIM 技術，不僅能夠將抽象的二維建筑設計形象化地表現出來，讓設計人員以及非專業人員能夠清晰、明了地理解建筑設計意圖，還能夠充分發揮其優化性與協調性功能，最大限度地掌握建筑工程的施工設計與施工操作全過程，為全面降低建設成本、有效制訂工程規劃方案提供可靠的技術支撐。