BIM技術(shù)背景下的建筑工程設計研究

劉艷

【摘要】現(xiàn)階段，建筑工程規(guī)模逐漸擴大，推動建筑工程設計理念持續(xù)創(chuàng)新優(yōu)化，越來越多新技術(shù)被應用在建筑設計工作中，BIM技術(shù)就是其中之一。BIM技術(shù)基于自身種種優(yōu)勢，在建筑工程設計工作中占有較高地位，顯著提升建筑設計效率，為后期建設提供便利?；诖耍恼箩槍IM技術(shù)背景下建筑工程設計加以研究，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑工程;設計研究? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.071

經(jīng)濟與技術(shù)發(fā)展使得人們生活質(zhì)量獲得改善，新時期社會對建筑質(zhì)量提出更高要求。一些新技術(shù)被應用于建筑工程中，使建筑工程設計工作發(fā)生明顯變化。BIM技術(shù)在工程中切實優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計，具有良好發(fā)展空間。

1、BIM技術(shù)特點

1.1可視性

過去建筑工程設計工作以設計人員人工執(zhí)行為主，通過2D圖形進行設計成果展示，然而此種設計工作效率較低，設計質(zhì)量會受人為因素影響。通過BIM模型建立能夠推動2D設計向3D設計過渡，科學使用軟件內(nèi)功能自動制定建筑結(jié)構(gòu)模型，將抽象理論轉(zhuǎn)變成形象化場景，防止設計出現(xiàn)失誤。大部分建筑設計方案都需要制作效果圖，經(jīng)專業(yè)機構(gòu)制作，但通過CAD制作的二維圖紙不能充分展示出設計效果，無法自動生成建筑結(jié)構(gòu)效果。通過在建筑結(jié)構(gòu)設計中使用BIM技術(shù)能夠良好應對這一缺陷，利用可視化形式將各個構(gòu)件間關(guān)系進行展示。制作BIM模型期間全部設計環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)可視化，設計成果自動生成效果圖，自動構(gòu)建設計表格，給建筑工程方在可視前提下進行設計環(huán)節(jié)與效果展示提供便利。

1.2協(xié)調(diào)性

建筑工程管理在實質(zhì)上是不同部門協(xié)作處理過程，例如建筑施工時遭遇阻礙，就可以及時分析問題出現(xiàn)原因和根據(jù)，并通過有效措施進行處理。BIM技術(shù)也能夠在可視化條件下對不同部門間會出現(xiàn)的合作問題自主生成精準協(xié)調(diào)信息，及時處理部門合作期間出現(xiàn)的矛盾。建筑設計中，建筑單位、施工單位以及設計單位等不同部門能夠就BIM可視化模型提出具有可行性的整改意見，加深各部門間聯(lián)絡，設計人員也能夠結(jié)合具體以及各方意見對方案加以優(yōu)化，降低成本投入。

1.3數(shù)據(jù)模擬效果較為理想

BIM模型能進行建筑結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬，也能對實際生活中無法進行的試驗環(huán)境進行模擬。進行工程設計時，BIM技術(shù)可以模擬多個結(jié)構(gòu)設計智能模式。建筑招投標與建設期間，科學應用BIM模型，能夠在建設組織設計前提下模擬建設安排，明確最合適建設方案。BIM技術(shù)通過建模與數(shù)據(jù)分析可以模擬結(jié)構(gòu)設計數(shù)據(jù)，在進行參數(shù)調(diào)整期間，能夠有效結(jié)合人們實際需求模擬不同建筑形式，讓其符合建筑環(huán)境個性化特征。此模型也能夠模擬真實環(huán)境內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)，加強勘測環(huán)節(jié)效率。

2、基于BIM技術(shù)下的建筑工程設計優(yōu)勢

2.1推動建筑成本節(jié)約

當前社會存在嚴重資源成本問題，建筑相關(guān)資源越發(fā)緊張，并且建筑工程存在的明顯環(huán)境污染問題也要密切關(guān)注。在現(xiàn)階段通過BIM技術(shù)，在大數(shù)據(jù)基礎上，將收集的數(shù)據(jù)信息加以充分整合研究，在初始階段就能夠良好應對數(shù)據(jù)動態(tài)管理、調(diào)整方案選擇以及控制建設成本等問題。在具體建設期間，也能夠結(jié)合不同階段開展數(shù)據(jù)收集并進行動態(tài)展示。上述均在根本上維護了成本控制目標，并且也體現(xiàn)出綠色設計思想。

2.2加強建筑水平

通過BIM技術(shù)不光可有效維護成本控制以及資源消耗，還能夠充分解決科學規(guī)劃建設周期、控制建設進度等問題，總體上推動建筑能力。在BIM技術(shù)加持下，工作人員能夠?qū)嵤┛茖W化、系統(tǒng)化數(shù)據(jù)分析，獲得更為精準數(shù)據(jù)模型，能夠切實防止因計算錯誤而使設計失誤問題發(fā)生，減小設計人員壓力，工程進度也會平穩(wěn)有序落實，最終有效保障建筑質(zhì)量。

2.3加強建筑工程質(zhì)量

BIM技術(shù)最直接體現(xiàn)就是模擬模型效果展示，能夠預先實施模擬現(xiàn)實情況操作，以此幫助工作人員對設計方案安全性、可行性進行測試，在現(xiàn)實施工前有效規(guī)避隱藏風險。BIM技術(shù)應用于建筑工程設計中利用對多方面數(shù)據(jù)分析開展總體系統(tǒng)調(diào)整，例如建筑物圖形設計與幾何結(jié)構(gòu)等，進行施工時保證對各方實時監(jiān)測，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)變化對生命周期進度及時調(diào)整。

2.4推動工作流程協(xié)同化

建筑工程整體是一個繁瑣、多部門分工協(xié)作的綜合性過程。在具體工作中，BIM技術(shù)能夠開展跨部門成員協(xié)同辦公，科學規(guī)劃各部門職責與工作內(nèi)容。在過去項目推進中，各部門常在人員交涉方面存在障礙，不光使得工作效率降低，也導致工期延誤而增加成本。因此通過對比分析，在工程建設總過程中應用BIM技術(shù)，在初始階段就科學劃分各部門責任，在具體調(diào)整中也可以有效應對，良好解決工作期間人員溝通問題，減少人員交流障礙，也可以對工程整體人力成本進行預估，推動工作團隊總體團結(jié)一致完成工作。

3、基于BIM技術(shù)下的建筑工程設計研究

3.1結(jié)構(gòu)施工圖紙設計方面

建筑工程現(xiàn)階段所加以應用的BIM技術(shù)是基于平面設計和三維圖形設計延伸而得的信息化技術(shù)，其能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)通過3D模型方式進行展示，從而展現(xiàn)出建筑整體三維立體效果。在對建筑整體三維模型進行展示后，設計人員能夠充分對建筑施工圖紙設計質(zhì)量進行詳細分析，并確保設計方案科學性和可行性。在過去建筑結(jié)構(gòu)圖紙設計工作中，設計人員需要根據(jù)實際情況對設計方案加以調(diào)整和改進，此環(huán)節(jié)需要消耗大量人力、物力，甚至會影響建設工期以及建筑質(zhì)量。通過BIM技術(shù)就可以有效緩解這一壓力，設計人員能夠直接利用3D建模手段加深建筑結(jié)構(gòu)可視化程度，以此將設計工作中隱含不足直接展現(xiàn)在眼前，設計人員也可以就此大大提升設計水平，有力加強結(jié)構(gòu)建設圖紙設計能力。

3.2結(jié)構(gòu)可視化設計方面

進行結(jié)構(gòu)可視化設計工作期間，BIM技術(shù)具有極為明顯應用效果，能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)以3D形式進行展示，給人們強烈視覺體驗。得益于此優(yōu)勢，設計人員能夠直接對建筑構(gòu)件體積、設計形式以及使用材料標準進行判斷，結(jié)構(gòu)總體設計時所需要的信息都能夠充分顯示。例如，針對建筑工程中管道實施設計時，通過BIM技術(shù)制定出3D模型后，設計人員能夠直接看出管道有無交叉、錯誤等問題存在，可更加精準找出設計中隱藏缺陷，從而避免設計方案出現(xiàn)漏洞。此外，根據(jù)當前結(jié)構(gòu)可視化設計工作中BIM應用情況來看，設計人員一般會在三個場景中應用BIM技術(shù)，即：確定樓梯高度是否和規(guī)范標準相一致;確定結(jié)構(gòu)設計是否會碰到使用者頭部;確定梁的尺寸是否會影響建筑凈空。由此可以看出，BIM技術(shù)對于建筑工程可視化設計具有明顯應用優(yōu)勢，特別是對于加強建筑結(jié)構(gòu)設計精確度意義重大。

3.3建筑場地及結(jié)構(gòu)分析方面

建筑工程中結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)存在專業(yè)性與復雜性特點，使得人員進行設計時需要考慮多方面因素，特別是要充分考慮工程施工現(xiàn)場周圍水文條件以及地質(zhì)條件。在過去設計工作中，由于受到人為因素和地質(zhì)因素等眾多影響因素限制，使得所收集到數(shù)據(jù)缺乏準確性，特別是針對地質(zhì)情況復雜的建筑工地獲取基礎信息存在較大難度，通常只能夠依靠經(jīng)驗對現(xiàn)場進行預估計算，導致建筑設計工作自初始階段就存在質(zhì)量隱患。通過BIM技術(shù)，幫助建筑場地多數(shù)客觀因素均能夠借助數(shù)字化形式進行體現(xiàn)，同時設計人員能夠?qū)⒒A數(shù)據(jù)和其他技術(shù)有效結(jié)合，準確把握建筑現(xiàn)場實際信息，并據(jù)此設計合理的建筑信息模型，有利于加強建筑工程結(jié)構(gòu)設計水平。

3.4碰撞檢查方面

由于碰撞檢查工作質(zhì)量能夠?qū)ㄖこ淘O計質(zhì)量造成直接影響，因此長期以來都將碰撞檢查當作一個重點、難點任務進行對待。過去在建筑工程碰撞檢查期間，主要通過人力操作方式進行，不光工作效率較低，工作質(zhì)量也無法保證，使得碰撞檢查環(huán)節(jié)總質(zhì)量不佳。通過使用BIM技術(shù)執(zhí)行碰撞檢查，設計人員能夠?qū)⒐こ棠Ｐ椭苯訉隢AVISWORKS軟件，軟件內(nèi)部自帶功能和漫游功能可以充分滿足碰撞檢查需求，并且能夠有效加強建設圖紙設計質(zhì)量以及科學性。但需要注意一點，這里說的碰撞檢查并非針對全部建設內(nèi)容，而是針對檢測效果進行相應篩查，從而明確真正需要檢測部位。例如，對管線進行碰撞檢查，設計人員可先在軟件中導入管線設計內(nèi)容，軟件再利用自動化處理功能獲取信息，精準了解管道布設信息，及時優(yōu)化和改善管道設計中不合理情況，從而避免后期施工時存在質(zhì)量隱患。

3.5建筑結(jié)構(gòu)性能分析方面

站在建筑結(jié)構(gòu)布局以及性能角度分析，此部分內(nèi)容如果不合理，將會直接影響建筑整體結(jié)構(gòu)抗震能力。更加值得注意的是，如果設計人員在設計期間沒有對建筑抗震性能加以系統(tǒng)化研究，缺乏人力、物力投入，勢必會給建筑帶來安全與質(zhì)量隱患。鑒于此，必須對建筑結(jié)構(gòu)性能分析環(huán)節(jié)加以充分重視，進行設計時科學應用BIM技術(shù)，借助模擬方法對建筑結(jié)構(gòu)實施模擬建設，同時將模擬建設效果和建設計劃進行比較。利用上述工作步驟，能夠更加深入掌握工程總體建設情況，設計人員能夠及時對建筑結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化調(diào)整。

結(jié)語：

綜上所述，當前社會經(jīng)濟發(fā)展穩(wěn)定，推動建筑工程設計質(zhì)量不斷加強。在建筑結(jié)構(gòu)設計中大力應用BIM技術(shù)可以顯著加強工程整體設計水平，此技術(shù)可基于自身可視性、協(xié)調(diào)性以及良好數(shù)據(jù)模擬效果三大特點穩(wěn)定推動建筑現(xiàn)代化發(fā)展腳步。

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