淺談BIM 技術在建筑設計中的應用

張赟赟

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

BIM 技術的發展為建筑業從工業化到工業和信息化的轉變提供了良好的環境。BIM 技術在國內的應用是由當地政府支持的。與此同時，社會的高速發展也要求BIM 技術在建筑業中得到普及應用。本文通過對BIM 技術在工程施工中的運用進行分析，闡述了BIM技術在工程施工中的作用。

1 BIM 技術的概念及特點

BIM 及時能使工程師可以更好的掌握有關的信息，并在最短的時間內作出反應。利用BIM 技術，可以以各種數據為參數，對建筑物進行建模，從而使其具有較強的真實性和立體性。BIM 技術總體上有三大特征：①BIM 技術是可視化的。建筑的可視化是建筑設計的難點，隨著科技的發展，越來越多的建筑模型和模型出現在人們的視線中，工程師們可以根據不同的尺寸，根據不同的模型，繪制出不同的模型。BIM 技術可以將建筑的所有信息都顯示出來，讓建筑的可見度更高，它的可見度不僅體現在建筑的設計、施工、運營中，也體現在建筑設計、施工、運營的可見性上。②BIM 技術的協調。協調是建筑工業的一個重要環節，每一座建筑都需要協調、規劃。在進行建筑設計時，我們經常會遇到一些因為溝通不暢而產生的矛盾，所以要想預防這種情況，就必須要做好充分的準備，BIM 技術的協調性就是一個很好的辦法，利用BIM 技術來協調各個方面的問題，最后用數據來形成。③BIM 技術是一種仿真技術。BIM 技術最大的特點就是模擬化，利用BIM 技術，既可以模擬現實中的建筑，也可以對各個建筑進行建模，通過物體的仿真，讓建筑更具立體感，讓建筑的設計更具科學性。同時，利用BIM 技術可以進行5D 仿真，以達到對工程造價的有效控制，并能在施工過程中及時處理突發事件[1]。

2 BIM 技術在建筑設計中應用的重要性

BIM 技術的應用改變了傳統的建筑設計方式，使現代建筑與BIM 技術相結合，既能適應現代社會的發展，又能滿足現代社會對建筑設計的要求。隨著信息時代的到來，建筑設計也要順應時代的發展，BIM 技術將數字化設計、虛擬建筑信息建模、3D 數字化技術相結合，將BIM 技術引入建筑設計領域，使建筑設計走上了信息化的道路。BIM 技術與傳統的3D 模型相比，具有極大的優越性，它可以為施工方、設計方、建設方甚至用戶提供實時的數據，在人力、物力等諸多方面節省了大量的人力物力。BIM 技術在建筑設計中的運用是全方位、多元化的，而不僅僅是在設計階段發揮了一定的作用。BIM 技術可以在設計、施工、運行三個環節中起到很好的輔助作用，為決策者和使用者提供更多的參考資料，為決策者、使用者等提供間接的意見，從而對建筑的設計進行持續的優化，同時，BIM 還可以利用計算機進行成本和風險的計算，從而達到最優的效果，從而加速工程的實施，加深對工程的理解[2]。

3 BIM 技術在建筑設計中的實際應用

3.1 BIM 技術在前期模擬設計過程的應用

建筑設計中的早期模型設計可以有效地提高設計方案的科學性。通過應用BIM 技術，早期的模型設計師可以輕松地將設計方案與設計內容中的一些數據進行比較，找出不足之處并提出有效的解決方案。從BIM 設計圖紙中找到一些細節和施工過程的重點難點，深入分析建筑材料中遇到的問題，具體問題和其他相關問題。BIM 技術可以及時調整建設項目的選址，全面測量項目的高度環境，進一步提高工程設計的合理性[3]。

3.2 注重建筑空間與質量的管理

在進行建筑給排水工程的空間規劃時，要提高總體的設計水準，要對工程的電氣、通風、管道等項目進行全面的了解。由于吊頂建筑自身的空間有限，所以對不同專業的高度的需求也會有差異，因此會產生交叉。從而降低了施工過程中出現的不良碰撞問題。合理運用BIM 技術，強化對建筑內部空間的管理，以達到最佳的空間處理，避免因沖突造成的安全隱患。BIM 技術在工程中的核心是要加強對室外的冷管和室內的熱管的設計。運用BIM 建模技術，檢測管線建設中有無安全隱患。此外，其他項目也要進行相應的檢驗，以避免在交叉操作中發生碰撞危險。為排水系統的建設打下了堅實的基礎。

3.3 技術設計階段

BIM 技術和建筑設計的深度結合，使建筑設計工作能夠在平面和立體之間進行任意切換，在平面和立體之間進行切換。BIM 技術可以實現工程設計的合理性、穩定性、安全性，從而達到設計目的。對于復雜、大型的建筑，采用BIM 技術，可以根據實際情況，采用計算機技術和3D 數碼技術，對其進行任意截面的分析，以達到防止設計死角的目的。BIM 技術為建筑設計提供了方便，只要將相關公式加入明細表中，即可獲得實際建筑面積的數據。

3.4 施工環節

BIM 技術將各個環節的相關信息綜合起來，并將項目流程進行數字化表示，從而提高工程管理的效率。比如，在付款階段，利用BIM 技術，可以實現項目的進度和資金的計算，從而縮短工程付款的時間。在設計變更時，利用BIM 技術，可以將變更后的設計可視化，并建立一個虛擬的三維模型。在成本控制方面，BIM 能夠準確、完整地控制所需的物品，從而利用最優的采購行為，達到節省費用的目的。

3.5 BIM 參與住宅建筑的空間規劃設計

在住宅建筑設計中，空間規劃是非常重要的一項工作，只有通過合理的空間規劃，才能使住宅建筑的價值得以提升。BIM 技術在住宅建筑的空間規劃中的應用，由于其綜合性的特點，涉及多個工作的角色和影響，因此將BIM 技術應用于住宅建筑的空間規劃中，如地理位置、占地面積、樓層結構等，利用BIM 模型將這些要素結合起來，使設計者能更好地研究各種要素的聯系，從而確保其設計的合理性。BIM 技術在視覺上的優越性，使所有的空間規劃設計內容都能直觀地呈現，設計者可以靈活地調節空間布局的內容，使其在功能上更加完美，同時對空間規劃中的數據進行精確的計算，確保在空間規劃中的各項指標均達到規范要求。BIM 技術為住宅建筑的空間規劃設計提供了保證，并保證了其空間規劃的合理性[4]。

3.6 加強虛擬安裝的實踐應用

在建筑給排水工程中，設計是一個十分關鍵的環節，因此，要充分運用BIM 技術，充分發揮BIM 技術的優勢，并能有效地運用BIM 技術。通過調研可知，BIM技術目前已經廣泛的應用在給排水工程的設計過程當中，可以使用BIM 技術來進行給排水工程管道虛擬布置，以此來準確的對整個給排水工程中存在的相關問題進行分析，及時的對存在的不合理之處進行調整，進而更加有效的保障整個給排水工程設計的科學合理性。在實際的工程施工中科學的應用BIM 技術能夠更加清楚的對給排水系統的整體結構進行了解，并以此為依據開展合理的工程施工。

3.7 三維可視化設計的運用

原本施工設計人員在對建筑工程進行工程設計的時候，施工圖紙都是運用線條的方式展現出來，這種形式體現并不能夠直接、全面的反映建筑設計理念，工程人員只能夠依靠想象完成，在這樣的情況下，當建筑設計模型處于較為復雜時，那么建筑項目是無法單憑想象完成工程施工的。BIM 技術主要是把二維平面上的圖紙線條用較為直觀的表達方式，運用三維立體的方法完善表現了建筑設計理念。最為重要的是建筑設計設備的創新，能夠將建筑物的所有細節全部展現得更加立體以及可視化，讓建筑設計的成果能夠得到全面優化。BIM 技術的運用在讓業主直觀、清晰的感受此建筑設計的空間形式以及建筑設計理念的同時，能更為充分合理的切合業主的實際要求，從而提升整個建筑主體的經濟利益以及社會效益，促進建筑行業的長久發展。

3.8 建筑結構設計分析

建筑結構設計不僅要考慮施工項目自身，而且要把施工現場也包括在內。在實際中，由于場地的地質、水文條件等諸多因素的影響，因此，BIM 技術與GIS 相結合，對施工場地進行仿真判斷，并根據現場的實際情況，對各種場地的特點、條件進行對比，從而最大限度滿足使用者的要求，同時也保證了基本的穩定性和安全性。建筑結構的設計是一個復雜的過程，它不能簡單地對所有的建筑項目進行加法、減法、除法等，而必須將每個環節靈活地結合起來，成為一個有機的整體，以滿足建筑的各項指標和要求。在這一目標的前提下，BIM 技術是進行結構性能分析的一項關鍵技術。與傳統的結構性能分析相比，采用BIM 技術可以節省大量的時間和精力，通過計算機進行計算，保證了計算的精度和可靠性。

3.9 協同設計運用

建筑項目施工設計時，應當由建筑設計單位進行詳細的總體規劃、建筑設計、工程結構設計和施工水電暖通設計，這些施工設計環節之間相互聯系，原本在施工設計的時候產生問題需要通過變更修改圖紙達到目的。不過這個方法會很容易產生遺留問題，進而導致建筑設計缺陷。但是BIM 技術具備三維可視化的優點，能夠把不同建筑設計的數據信息進行分析共享，從而有效完成所有專業之間的建筑協同設計，假如其中一項專業設計產生變動或者修改，那么其他建筑設計也會適時更新，明確詳細的變動情況。當所有的建筑設計可以在數據信息模型中獲得需要的施工設計參數以及數據信息時，不但能夠忽略重復錄入數據信息的過程，還能夠最大程度上防止數據信息出現錯誤。在建筑設計中應用BIM 技術能夠讓獨立設計成果通過協同設計進行組成結合，并且達成統一，讓所有建筑設計環節的溝通更加流暢，降低建筑設計的誤差問題產生，提升建筑設計的實際質量以及設計效率[5]。

3.10 管線碰撞檢測的運用

以前處于CAD 階段，在進行建筑設計時會通過建筑專業以及設備專業的領頭，把所有專業的設計圖紙疊在一起對其進行管線綜合，因為二維設計圖紙的數據信息沒有直觀、明確的交流平臺，造成管線綜合經常與管網發生碰撞問題。在建筑設計中運用BIM 技術能夠建立各個專業的設計模型，可以讓建筑設計人員在三維環境下直觀、有效的找到建筑設計中的碰撞問題，并對其進行自動檢測，進而提升管線綜合的工作效率以及建筑設計能力。由于BIM 技術能夠在工程圖紙設計的階段找到碰撞問題，其不但能夠在各個專業協同設計時提供輔助手段，還能夠大大提升建筑設計的實際質量，盡量避免工程項目施工過程中產生碰撞問題，降低建筑項目后期施工時出現變更以及改動的概率，提升工程現場的生產效率，減少工程項目施工協調的實際成本，避免建筑項目施工期限延長。

4 BIM 技術的在我國的發展前景

由于建筑業本身的特點，其屬于勞動密集型產業，其工業化水平低、建設周期長、技術水平低。據統計，將近40%的施工企業使用紙制辦公，近一半的建筑行業員工已經完成了工作，準備了一些資料，但不到18%的公司表示他們一直在利用手機來處理項目數據和協作，將近60%公司沒有在新技術上進行投入、研發。另外，建筑工人的高度流動也促使建筑產業結構的優化和升級。當前，建筑業的轉型重點是從工業化到信息化的高度融合，BIM 技術作為建設領域的重要技術之一，BIM 技術被稱為工業化和信息化的加速。據英國2019年關于BIM 調查的數據，62%的受訪者表示，在使用數碼技術的情況下，建筑業的發展速度要慢于其他產業。但是，對建筑行業的數字化需求非常大，有將近70%的人說，如果沒有使用數字技術的建筑工人將會被淘汰。超過80%的受訪者相信，到2030 年，建筑業的經營模式會發生很大的改變[6]。

5 結語

總之，當代社會的飛速發展給建筑設計帶來了嚴峻的挑戰，但在面對新的挑戰的同時，也給自己提供了一個獨一無二的發展機遇。BIM 技術與建筑設計的深度結合，不僅僅是對建筑設計本身的發展，更深層的是當今人類日益注重環保意識的體現，而建筑設計則是建設工程質量與安全的重要環節，只有在設計理念、策劃、技術等方面達到極致，才能滿足人類的需要。