建筑設計的信息化應用趨勢與思考

文麗麗，劉鵬躍

（哈爾濱工業大學建筑設計研究院）

1 引言

計算機技術的發展和計算機功能的不斷強大讓BIM和各類云計算及云存儲模式在多個領域中得到了廣泛運用。在科技持續發展的背景下，隨著大數據、人工智能和虛擬現實等技術的發展，在互聯網背景下出現了更多全新的思維模式，加快了社會的信息化進程。在此背景下，需要針對建筑設計的信息化應用趨勢展開積極探索，以推動建筑設計的發展。

2 建筑設計現狀及其發展

2.1 從二維CAD設計到BIM正向設計

在工程設計中運用BIM技術，可以以二維設計為基礎，拓展國內主流技術的應用，并借助二維圖紙構建系統化的三維模型，也即“翻模”。“翻模”和BIM的初衷相背離，其原因在于BIM軟件的難度相對較大，且學習成本較高。然而，由二維到三維設計思維模式的轉變難度通常較大，隨著越來越多年輕人加入了設計院，我國出臺了更多的鼓勵性政策，在一定程度上改善了BIM的應用環境，也為BIM提供了全新的正向設計方向。

BIM正向設計指在三維環境下實施設計，借助三維模型及其中的信息生成所需文件，并通過二維圖紙文件和三維模型形式進行呈現。通過BIM正向設計，可以有效轉變以往設計中依賴經驗和直覺判斷做設計的現象，并結合空間曲線和曲面實施擬合處理，充分展現以往無法實現的復雜建筑形態，讓建筑形式從感性思維向理性思維的方向發生轉變，提升建筑設計的合理性和科學性。

在全專業背景下，BIM正向設計的迭代周期較短，且不同設計問題可以得到充分暴露，有利于問題的解決。在實際設計過程中所構建的信息通常存儲在軟件中，既可以實現對篩選過程的簡化，也可以進行信息的快速提取。此外，構建的信息可以在多個領域實現重復添加，以確保信息可以在傳統二維設計中得到充分積累[1]。

2.2 從二維協同到三維BIM協同

當前階段，存在部分BIM基礎較差的設計單位，需要從嘗試階段展開對BIM協同設計的探索，以“互聯網+云”的BIM解決措施為依據，爭取做到跨地區在線協同。針對BIM模型展開輕量化處理，讓設計師可以運用低性能的電腦實施BIM設計，并借助多種智能終端展開BIM設計，讓項目團隊可以免受時間及空間的約束，讓設計師可以在家中辦公。

2.3 3D模型及BIM的性能化分析運用

將3D模型和BIM應用于性能分析，可以為設計者提供全新的統計分析手段及評價工具。通過建筑設計指標分析，可以為設計過程提供更加有效的分析手段，讓建筑物交通流量分析和火災疏散模擬獲得更加優質的場景，以提升結果的準確性。

2.4 人工智能在建筑領域中的應用

人工智能AI在建筑領域中的應用較為遲緩，相比于傳統人力，AI具有十分強大的資料整理和分析能力，已經在建筑行業得到了廣泛運用，表現出突出的經濟和社會效益。

AI在建筑設計中通常以生成設計的形式呈現，而生成設計通常以建筑設計方法的形式展現，是CAD研究中的重要內容，可以通過遺傳算法和智能設計的方法，在建模理論的基礎上關注建筑學和計算機科學的特點，并借助計算機復雜運算和大數據技術展開對學習分析和訓練形式的智能化分析，打造多種設計形態，以供建筑師自由選擇[2]。

3 信息化應用淺析

3.1 BIM正向設計

3.1.1 關鍵軟件挑選

如上文所述，相比于傳統的二維CAD軟件，BIM軟件通常比較復雜，且具有較高的學習和時間成本，開展項目設計的周期相對較短，為設計師帶來十分繁重的任務，導致設計師缺乏足夠的BIM軟件學習時間。當前階段，二維CAD技術已經得到一定程度的發展，可以有效提升設計質量。然而，在設計院中通常需借助國外的軟件平臺完成BIM設計，適應性較差，難以追上國內的設計步伐。基于此，必須要挑選一個契合國情的BIM軟件。

3.1.2 建立企業應用標準

BIM正向設計需要以多個專業的協調合作為前提，為企業制定統一化的應用標準，讓BIM正向設計可以摒棄原本的條件，為BIM提供全新的應用標準[3]。

3.1.3 政府支持

需要將BIM應用原動力或最終受益者視作建設單位的表現形式，在設計單位中以BIM應用為前提，構建具有深度的模型應用格局，以促進信息完整性。基于此，需要以建筑設計、施工指導及建筑物運維管理等內容為前提，讓不同模式在生命周期中的作用得以充分彰顯，促進多方關系的協調發展，爭取政府最大程度的政策指導，以促進BIM的運用和發展。

3.2 AR技術

只有在大量信息數據庫的支撐下，AR技術中所包含的虛擬信息才能夠在真實的環境中得到加載，并針對AR技術所需的建筑信息模型，即BIM中的數據，進行提取和處理，將其轉化為AR技術所需的模型。為保障這一過程的真實性和準確性，需要以AR系統為支撐，進行精準定位，以促進不同信息的疊加。當前階段，我國的建筑從業者普遍使用經驗導向的操作模式，對AR技術的運用造成了一定限制。需要積極創新AR技術，為AR技術的發展營造良好的應用環境，以促進增強現實技術在建筑領域中的運用。

3.3 建筑設計企業的信息化

建筑設計企業在信息化建設和信息化應用領域中仍然存在一定問題，多數企業仍然采用較為粗放的管理模式，對企業生產經營及管理效率的提升造成了一定限制，難以為企業的運作決策提供數據支撐，表現出一系列問題，包括信息化建設水平滯后、系統整體規劃欠缺及應用人才培養力度較弱等。在信息化建設過程中，需要以“統一規劃、統一標準、分步建設”為原則，針對信息化實踐展開充分調研，并以此為前提成立核心隊伍，鼓勵全員參與，讓中高層管理人員的信息化意識得到切實提升，以促進信息化建設的全員化發展。此外，需要積極關注信息化人才引進和培養工作，培養出具備信息化素質、熟悉行業發展情況的復合型專業人才，以推動建筑設計行業的可持續發展[4]。

4 結語

為了讓建筑設計行業實現可持續發展，必須將BIM應用在建筑生命周期的全過程中。當前階段，全國各地都相繼推出了BIM標準。在進行建筑設計時，需要將內部轉型、形象提升和效益提升當作企業BIM設計的內在原因，以提升BIM技術項目交付形式的價值，讓項目的整體交付質量得到提升，進而提高企業的整體聲譽。此外，需要通過政策驅動，讓建設方積極應用BIM技術，以促進BIM在設計企業中的發展，推動“互聯網+云”模式的整合。