BIM 技術在建筑設計中的應用

秦 川

（復思建筑設計（上海)有限公司,上海 201100)

1 BIM 技術概述

BIM 技術是國內建筑領域中一種新興的先進技術，3D 建模技術的應用要以BIM 技術為基礎，在構建3D 設計模型的過程中，需要將建筑系統中的每一個組成部分聯合在一起，創建具有完善性的建筑設計模型。不僅可以促進建筑工程質量的提高，還能減少施工失誤、潛在風險的出現。除此之外，在建筑設計中對BIM 技術進行科學應用，可以有效提升建筑設計的效率及質量，在很大程度上對建筑設計進行優化與改革。

2 BIM 技術的特點分析

2.1 可視化特點

傳統模式下的建筑設計需要得到計算機、紙張等工具、材料的支持，才能完成設計工作。通過電腦的2D 軟件、3D 軟件，對設計效果進行展示，模擬設計場景，保證規格尺寸設置的合理性。設計人員要具備超強的想象能力，確保建筑的實際效果可以在設計者的頭腦中進行清晰地展示。如今通過BIM 技術的運用，設計人員可以將設計理念通過模型展示的方式全面展現出來，為建筑單位內部不同專業工作人員的順暢交流提供依據，高質量的開展設計討論工作，制定出有效的應對策略。

2.2 協調性

建筑企業內部工作人員的專業特點劃分十分明確，不同專業的工作人員都要明確組織協調性要求，并按照組織協調性要求來指導具體工作的開展，企業內部要制定完善的規范制度，為建筑工程的順利實施提供保證。此外，BIM 技術能夠對建筑體內部的設置提供支持與幫助，比如對建筑物內部的水管布置等，充分發揮其協調性作用。

2.3 模擬性

傳統模式下的建筑設計工作，在施工前期基本都是停留在理論階段，在施工后才可以知曉實際的施工效果。在具體施工過程中，可能會出現很多之前無法預料到的細節問題，導致施工成本的提升。因此，在建筑施工設計階段對各種潛在的施工細節問題盡可能的進行消除，優化方案，完成目標。設計人員借助BIM 技術，利用模型搭建等功能來仿制建筑體，在結合建筑體表現形態的基礎上展開分析，可以實現技術方案的優化，在仿真系統中完成最終數據的輸入，實現對房建結構的模擬。這樣就擺脫傳統模式單純依靠建筑經驗，而無法獲得的參考數據。在進行環境模擬的過程中，還要對不同材料的比例、具體受力條件等信息進行充分考慮，在此基礎上獲得所需的統計數據，尋找科學的配比點。BIM技術結果的準確度、可靠度是非常高的。設計人員可以將BIM 技術應用到建筑設計環節的各項工作之中，利用模型仿真等功能來促進設計工作的完成與優化，在設計過程中還能對各種潛在的問題進行及時的發現與處理，為建筑設計工作的高質量開展提供保障。BIM 技術所具有的自動出圖技術，可以促進建筑設計效率的提升。

3 BIM 技術在建筑設計中的應用分析

3.1 在前期設計中對BIM 技術的應用

建筑設計工作者在全面了解BIM 技術功能特點的基礎上，要深入建筑施工的現場進行實地調查工作，充分結合建筑場地的自然環境特點、經濟發展特點等基礎上，設計出最佳的方案。Weather Tool 軟件是BIM 技術中非常有價值的一款軟件，借助該軟件可以實現建筑地氣候信息的準確收集與統計分析，并將氣候信息進行有效轉化，最終以可視的影像方式呈現出來。在建筑模型中開展模擬分析工作，能夠更直觀地了解當地的地理條件、氣候環境條件對建筑設計所產生的影響，設計人員可以結合相關的資料對建筑的方位和朝向進行更科學、更合理的設計[1-5]。

3.2 在方案設計中對BIM 技術的應用

3.2.1 優化建筑室外空間

建筑施工區域在BIM 技術的支持下，可以實現室外空間的分析，比如室外場地的坡度等，為建筑設計方案的設計與優化提供相應的參考數據。

3.2.2 可視化分析建筑內部空間

BIM 技術的功能十分強大，其中，可視化功能是其最基本的一個功能。BIM 技術可以借助建筑項目的平面設計圖來創建3D 建筑模型，把平面設計圖中無法展示的建筑結構尺寸以及立體的空間效果充分、具體地展示出來，對內部空間的造型與流線起到重要的支持作用。此外，BIM技術對建筑空間以及設備設施，更加快速、直觀地看到建筑物在施工完成后會出現的各種問題，對建筑施工結束后的工程全貌以及具體的施工過程進行提前了解。比如，借助BIM 技術的3D 模型功能對建筑室內空間設計進行立體呈現，全面分析室內視野及空間分區等，借助BIM 技術展開可視化調整，最終獲得更為科學合理的空間規劃模型。

3.2.3 在綠色建筑設計中對BIM 技術的應用

（1）節地與室外環境。設計人員對BIM 技術的合理應用，可以有效模擬并分析建筑物的空間特點以及建筑場地周圍的環境，進而得到科學合理的建筑物布局方案、場地規劃方案等。在建成模擬建筑后，充分考慮日照、通風、噪聲因素等對建筑所產生的各種影響，對建筑設計方案進行完善，充分利用自然資源，降低建筑能耗，促進建筑舒適度的提升。

（2）節能與能源利用。在BIM 建筑模型中插入專業建筑性能分析軟件，對建筑的能耗、熱工進行分析，結合分析的結果來對設計參數進行合理調整，以達到節約能源的目的。除此之外，BIM 模型的創建還能對建筑的朝向、形體、樓距等進行優化設計，有效提升自然能源的利用率，降低建筑本身的能耗。

（3）節水與水資源利用。在BIM 技術的支持下，建筑物的日用水量可以清晰的呈現在BIM 動態數據庫中，工作人員能夠及時發現用水量過大的原因，并制定合理的應對策略。此外，工作人員利用BIM 模型來對雨水采集的數據信息進行統計分析，并結合數據庫中呈現的信息來對具體地貌和材質對徑流系數所產生的影響，為非傳統水源的充分利用提供支持與保障。

（4）節材與材料資源利用。將材料信息輸入到BIM 模型中，可以全程動態跟蹤材料制作、出庫、使用等各個環節的具體情況，對材料的去向及使用進行了解，有效減少浪費。工作人員借助BIM 的數據統計功能及數據分析功能，實現對材料用量的預估，優化材料分配。利用BIM 模型還可對材料的性能進行分析與控制，使各種材料的成本控制在既定范圍內，同時也能與綠色目標更為接近。BIM 模型的沖突和碰撞檢測，可減少因出現沖突而導致返工所造成的各種材料資源的浪費。

（5）室內環境質量。BIM 模型可以對建筑門窗的大小、位置、方向等進行調整，對室內空氣的流通情況進行檢測與分析，同時也能判斷建筑本身對空氣質量的影響。在分析室內采光與噪聲的基礎上，判斷建筑室內的光線情況以及隔音效果與相關要求是否一致。通過對建筑物朝向以及樓間距的調整來起到室內視野改善的作用。

4 BIM 技術未來的發展

在信息化社會快速發展的過程中，民眾對于信息獲取的時效性提出了更高的要求。在建筑行業內，BIM 技術的出現與應用，為相關工作人員隨時隨地開展建筑施工設計、指揮、監督等提供了有力的支持，施工效率因此得到提升，企業投入的各種成本也得到縮減。BIM 技術的出現是時代發展的必然，在大數據環境中，各行各業的日常運營都得到網絡信息管理系統的支持，隨著科學技術的不斷發展，BIM 技術也將更加完善，在建筑工程行業中發揮更大的價值，為建筑行業的整體發展提供充足的動力。在現代社會中，BIM 技術能夠借助監控及傳感設備來調查記錄建筑物的情況，在企業的關鍵部位放置傳感器裝置，對建筑物的硬度、溫度、空氣濕度等進行測算與控制，快速調節和把控可能存在的突發情況，為建筑設計施工工作的開展提供保障。

建筑行業使用的數字化技術，可以掃描、設計和復制建筑目標，進而獲得建筑相關的各種數據。建筑工程師借助數字化技術來分析目標建筑的結果，利用云計算功能來進行分析和計算，更充分、全面的比較各種方案的優劣，合理地規劃建筑工程項目的開展進度。

截止到目前，BIM 技術還需要不斷的完善，建筑設計人員必須要重視自身設計理念的革新以及先進技術的學習。建筑設計人員利用BIM技術，可以對建筑物的全形態模型進行立體構筑，建筑物的內部環境及外部環境可以全面模擬出來，建筑工程單位借助BIM 技術，可以在建筑施工過程中使用協同一致的信息設計以及管理施工的進度，對目標建筑實現精確化的可視效果。

通過應用線上BIM 技術，可以消除傳統地域方面的限制，幫助使用者更加及時地獲得各種信息。在施工業務開展過程中對BIM 技術的應用，可以對建筑資金進行有效控制，同時也能更好地保障建筑施工人員的生命安全。建筑設計人員借助BIM 技術來檢測與排查模型中存在的各種風險，施工過程中各種危險事故的發生率將得到顯著降低。BIM 技術對建筑施工質量的管理來說，也具有非常高的價值，各種使用數據在BIM 技術的支持下可以更加精確，同時也能更有效地監督建筑施工情況，促進建筑施工業務更加高效的開展，為建筑單位所承接建筑業務的高質量完成提供了保障。建筑施工企業要建造完備的BIM 實施技術，創建扁平化系統，從建筑工程企業的內部出發，積極制定完善的協同制度，為建筑施工企業各個環節的、各項工作的協同共進提供支持與保障，對建筑施工單位內部的設計師、工程師、施工人員全部進行扁平化處理，將所有工作成果共享給建筑施工單位的各個部門，這就能夠達到BIM 技術成本投入最小化的基礎上，實現建筑工程期間獲得價值的最大化，為建筑施工質量的提升以及建筑企業經濟效益的提升提供保障。

5 結束語

在建筑項目施工過程中，建筑設計是其中非常重要的一個環節，建筑企業要引起足夠的重視。在建筑設計中，BIM 技術的應用價值非常明顯，在建筑領域的運用越來越廣泛，BIM 技術不僅可以促進建筑設計質量的提升，還可以提升設計效率。BIM 技術能夠實現平面立體化操作，工作人員可以更加直觀的觀測到設計結果，建筑設計工作的開展更加靈活有效，BIM 技術在建筑設計中具有十分重要的現實意義。