計算機技術在建筑工程設計中的應用研究

夏玉海

青島德泰建設工程有限公司 山東青島 266555

傳統的設計軟件因其二維模型無法直觀表達建筑物整體形象、設計人員協同效率低和設計時間長等因素，已經無法滿足如今高強度、高節奏的工程周期。而近幾年興起的計算機技術作為一種新型的設計工具，可以彌補傳統設計技術存在的不足，能夠更好地幫助專業人員精確地設計建筑物外觀和結構的三維模型。它不僅滿足了業主越來越苛刻的要求，而且為承包商、建設單位、施工單位等帶來最大的經濟利益。計算機技術已經逐漸成為國內建筑行業發展的內在驅動力，具有關鍵的現實意義[1]。

1 計算機技術在建筑工程設計中的應用問題分析

基于計算機技術強大的性能優勢，它在各個行業領域的應用都是較為廣泛的，就建筑領域而言，它對于建筑設計的合理性規劃有著重要的作用，在計算機技術的應用下，建筑設計師不再局限于單一的設計方式，對建筑的設計更加靈活多變，有了更多選擇的可能。當然，我們在享受計算機技術帶來便利的同時也要認識到一些問題的存在，計算機它始終是一種機械設備，更側重于輔助方向，缺乏人工的專業性，在整體建筑設計中，如果只依靠計算機進行設計規劃，是不可能的，建筑設計需要考慮的因素比較多，文化因素和其他主觀性因素都需要建筑設計師自己考慮，并且只有在滿足現實需求的基礎上進行設計才能最大程度上發揮其作用優勢[2]。

2 計算機技術在建筑工程設計中的應用

2.1 虛擬仿真技術和建筑過程方案設計與實施

傳統建筑工程施工的合理性只要依靠相關設計人員以往的工作經驗來判斷，但是通過經驗制定的施工方案并不能真正地保證建筑工程施工的安全有效性，在一定的程度上會造成施工周期過長、施工質量出現問題、方案具有局限性。而通過虛擬仿真技術建立起的仿真模型則可以在極大的程度上避免由于人為因素而造成的失誤，科學驗證施工方案的合理性，及時發現在方案中隱藏的漏洞，與此同時虛擬仿真技術還可以通過大數據掌握建筑物周圍的環境特征，利用計算機技術對工程的具體環境進行實時交互，及時對建筑工程設計人員給出設計建議，例如通過對不同方案的建筑結構能耗數據分析計算，得出節能效率比例，使得設計人員在對方案修改和選擇時能夠有科學的依據[3]。

2.2 建立三維立體模型

BIM技術最顯著的應用就是專業人士可以依據建筑物的實際情況，輸入建筑物相關參數，創造一個包括結構構件的詳細信息以及構件外事物狀態情況的信息庫，從而建立一個與工程實際情況一致的三維立體模型。根據這個模型，設計人員可以形象、直觀地看到建筑的優缺點，并直接根據模型進行修正，使其滿足工程的規劃建設要求。BIM技術還可以直接在模型上顯示出不同部分組裝材料的顏色價格以及各位置的關聯，這個功能帶給了設計者以及業主良好的體驗。未來人們再也不用面對刻板的戶型平面圖進行想象，而可以直接使用BIM技術提前參觀建筑物，仿佛置身于實際的樓內。此外，BIM強大的模擬功能還能靈活運用于發生地震火災等緊急事件時，模擬居民疏散逃離以及救災人員的行動路線，從而在設計階段就能對原有的方案進行修改，保障建筑物的安全性能與可靠性能[4-5]。

2.3 協調建筑結構各部分設計

設計人員利用BIM模型可以添加或處理建筑信息，使其建筑工程的施工質量獲得全面的保障。需要設計人員格外注意的是，不同的施工內容中形成的BIM模型也有所差異，為更加準確的傳達信息，設計人員可以在BIM模型中插入數據文件，提升BIM模型的輔助說明功能，還可以科學的處理中性數據庫，讓設計人員能夠了解其中的數據信息，與技術人員之間形成充分有效地溝通，之后和技術人員協調建筑的土木施工及裝飾施工等流程，便于達到理想的建筑效果。在BIM建模中所使用的軟件要具備模型建立、圖紙生成及模擬分析等功能，設計人員可以在根據需求選擇軟件。如Revit軟件中，就可以將建筑物的室內結構及機電工程等內容相互結合，如同資料庫一般，設計人員可以從中調取模型自由設計，并能夠根據需求更新資料，可以實現信息的實時共享，具有較強的實用性。

2.4 數學物理模型的設計

計算機技術的延伸性比較強，通過對相關性能指標的優化提升，使得計算機的整體運行能力得到了巨大的改善，運行速度在原有的基礎上有一個較大的提升。在計算機的應用下，設計人員可以建筑整體進行動態化模擬，將建筑結構以立體的方式呈現出來，在這個過程中，將所涉及到了理論和各項分析法進行一個有效融合，進一步優化完善物理模型，確保建筑模擬效果更貼近生活實際需求，這樣在后期施工也能更加井然有序。通過對建筑的動態模擬，是建筑工程設計更加全面化，模型的構建涉及的內容比較多，其中模型算法包括反應系數法和熱流平衡法。

3 結語

隨著計算機技術的優化提升，它在建筑工程設計中的應用將會越來越廣泛，其中計算機建筑畫就是一個典型代表，利用計算機制圖，可以從多個角度展示建筑物，分析其建筑能源消耗，減少不必要的人力、物力、材料消耗，從而有效提高整體施工效率。