BIM技術在建筑設計與施工中的應用研究

張居斌

(山西和信中建科技有限公司，山西 太原 030000)

建筑設計和建筑施工是項目建設中的基本，不斷完善設計方案和施工方案是優化建筑項目建設質量和建設效率的基礎措施。BIM技術在業內也稱為建筑信息模型技術，是互聯網信息技術時代的重要產物，這項技術融入到建筑領域之后，以往建筑過程當中出現的問題都能夠迎刃而解，盡最大程度優化資源利用，為企業節約不必要的成本，推動我國建筑行業的持續發展，步入新的領域。

1 BIM技術簡介

上文說到BIM技術就是建筑信息或者建筑模型的另一種概念。也就是在特有的軟件上，對正在進行或者即將進行的建筑工程項目構建出完整的系統參數。設計出具象、直觀的三維建筑模型。這一模型在設計上并不是對數字信息進行簡單的集成，而是對各種數字信息進行充分利用。在三維模型的構建下，相關技術人員和施工人員能夠在設計與施工工作當中進行數據修改和數據分析工作，最終形成精準、有參考價值的施工標準文件。總的來說，這一技術的應用基礎就是通過計算三維模型形成具有靈活性的三維數據信息資料庫，能夠保證所有信息數據的調整和共享，滿足建筑工程各項信息數據的精準性與靈活性，避免產生不必要的成本。

2 BIM技術的特點

2.1 可視化

可視化特點也就是“所見即所得”的形式，對于建筑業來說，可視化在其中的作用價值是非常大的，BIM給建筑提供了可視化的思路，顛覆了傳統的抽象線條式構件，讓施工人員和管理人員能夠真正看到三維立體的實物圖形，以最直觀的方式展現。另外，在BIM建筑信息模型當中，正是因為所有過程都是可視化的，所以可視化結果不僅可以運用生成報表、效果圖，更重要的是，在項目設計、建造、運營過程中的交流、決策等都能夠在可視化狀態下開展。

2.2 協調性

協調性可以說是建筑業中的關鍵性內容，無論是施工單位、業主還是設計單位，都存在著協調配合工作。BIM建筑信息模型能夠在建筑物建造之前，對各專業碰撞問題進行協調，以此生成協調數據，并提供數據。

2.3 優化性

事實上，建筑工程的設計、施工、運營等都是不斷優化的過程，雖然對這些進行優化與BIM不存在實質上的聯系，但是在BIM為基礎的支持之下，可以做出更好的優化。另外，優化過程也會受到三種因素的制約，分別是復雜程度、實踐和信息。現代建筑物的復雜程度非常高，甚至超過了建筑工程項目參與人員本人的能力，BIM和配套優化工具能夠對復雜的項目進行優化，提供了更多可能。

2.4 可出圖性

BIM技術并不是人們常見的設計院設計出的建筑圖紙，以及一些構件加工圖紙，而是對建筑物進行了協調、模擬、優化后，幫業主做出相關圖紙。例如建筑的綜合管線圖、綜合結構留洞圖、碰撞檢查偵錯報告以及改進方案。

3 BIM技術的優勢

分工細致、勞力密集的建筑行業對信息的依賴程度越來越大，甚至可以說信息已經成為了各大建筑企業的重要資源，必須要加強利用和保護。一般來說，不同的項目工程都包含了設計、立項、施工、保養、維護等多個不同的階段，媒介階段需要結合不同地點和不同性質的機構參與設計和施工的全過程，在建筑工程項目的實施上，往往需要經過幾年才能完成，參與人數非常多，工序繁瑣復雜，設計大量的機械設備、文件圖紙往來，對協調管理是非常重要的。大型智能建筑工程的現代化管理需要內部與外部之間實現信息的交換處理，例如設計階段的圖紙、進度控制，施工人員信息、物料、施工進度、質量、經濟數據、政府批文、法律文件等。建設單位較多，高效的信息交流和共享管理已經成為了當前完成現代化建筑工程的重要內容。另外，建筑工程的分散性、移動性特點是非常明顯的，若是沒有一個整合的信息系統，那么與建筑工程相關的信息就很難完整保存起來，難以形成轉化。經過大量的調查能夠發現，在以往建筑工程中，管理人員需要花費非常多的時間來搜查信息，直接降低了工程管理效率。但是在BIM技術融入之后，這些問題能夠得到合理的解決，解除了信息無法實現共享的現象，所有與工程利益相關的都能在統一平臺和數據庫中實現更新、儲存、管理、數據應用。BIM可以持續、即時的提供項目設計范圍、進度和成本信息。

BIM技術能夠在綜合數字環境中，實現信息的不斷更新和訪問，建筑師、工程師、施工人員、業主能夠更加直觀、清晰的了解項目。同時，這些信息在進行設計、施工、管理等各個過程當中，能夠幫助建筑企業加快決策速度，提高決策質量，提升經濟收益。近年來，BIM技術在設計階段的應用直接提升了建筑行業信息化的飛速發展，建筑師可以通過可視化功能創建并獲得照片的真實渲染建筑設計效果圖，實現了BIM的社會化，特別是虛擬現實的應用，能進一步減少人力資源，縮短施工周期，有效節約成本，為建筑企業提升更多的生產效率，縮短施工工期。

4 BIM技術在建筑設計中的應用

4.1 三維設計

在建筑工程項目圖紙的設計過程中，應用BIM技術能夠實現對圖紙的科學分析，使圖紙當中的信息直接轉換成直觀的動態圖形信息，通過三維模型的方式展示相關技術人員，通過觀察三維圖形分析出建筑的內部結構以及各個結構細節，以此判斷工程項目的實施是否順利，隨著BIM技術的不斷發展，為了跟緊社會發展的腳步,BIM技術可以實現科學的數據分析，并對數據的合理性作出判斷，通過視圖選項、圖像模擬繪圖，以及設計中的三維視圖，對工程的各個環節、各個部分進行劃分，不僅能加強建筑結構和數據分析的科學性，還能保證分布結構的匹配管理，保證建筑項目工程設計上的合理性，使施工能夠完全按照圖紙的標準和步驟環節來進行，節約大量的施工材料，減少在施工中投入的成本，為企業贏得更多經濟效益的同時，提高建筑工程的經濟性。

4.2 信息的多元化管理

在BIM軟件當中，輸入的所有與建筑項目相關的信息數據都能夠實現資源共享。在建筑工程項目的信息數據輸入到軟件中后，軟件可以對建筑項目進行全面的評估分析工作，體現出強烈的系統性和專業性，建筑結構設計工作人員可以根據軟件當中提供的相關參數，對工程項目進行分析，以此保證整個建筑工程結構設計的合理性。另外BIM技術還能夠處理建筑工程當中一些比較零碎的信息，使信息中的細節與工程的整體高度保持一致，保證項目質量的同時也能為建筑的使用者維護自身利益。

4.3 調整管理

BIM技術系統的計算機輔助設計功能可以利用自身的先進技術來處理建筑工程中的模型，還能夠轉換成紙質文檔。總體上來說，在加入BIM技術之后，建筑工程在設計方面完全以自動化的形式出現，為建筑師帶來審核與修訂上的便捷。建筑工程師可以根據數據來調整建筑模型，改善建筑當中一些不合理的設計，不斷提升建筑的設計質量和建設質量，節省施工時間，縮短施工周期。

4.4 協同設計

近年來，我國城市的人口密度不斷增加，給我國建筑行業帶來了前所未有的發展，建筑結構的復雜性也越來越高。建筑設計工作當中涉及到的內容是非常廣泛的，且絕對離不開協同設計的支持。在傳統的二維設計時代中，因為沒有高效的技術與統一的平臺支持系統設計工作，只有極少數的集成軟件，才能實現數據的共享目的，所以集成軟件當中很難實現完整的數據共享，只能實現少部分，因此也就無法解決建筑設計過程當中不同內容和不同專業之間的協調問題。技術融入在建筑設計中之后，能夠直接對設計模型實現三維可視化，哪怕不是相同專業的技術人員，也能在同一模型當中開展協同工作。

5 BIM技術在施工中的應用

5.1 施工管理

在以往的施工管理過程當中，經常會出現很多問題，最為常見的有施工技術、施工進度、施工現場的安全管理等，再加上相關施工水平的約束，很難對建筑施工做出更深層次的指揮工作，對于施工進度上的控制來說，只實現了表面上的控制，并沒有把新時代的建筑工程與科學指揮有機結合。再加上建筑工程施工的規模比較大，所以現場的情況非常雜亂，施工工序也是異常繁瑣的，二維技術在新時代的建筑背景下很難實現傳統時代的良好指揮效果，無論是精確度還是精細度都不夠高，限制了我國建筑行業的可持續發展。然而應用BIM技術之后，在施工管理過程當中能夠以虛擬化的方式開展施工進度指導工作，通過建模這一形式，把整個建筑項目展現在全部工作人員面前，真正形成了一個生動、形象、立體的建筑模型，更加精準的控制施工現場質量。

5.2 參數化施工

BIM技術可以構建出一個BIM數據庫，能夠把所有的施工模型、計劃、圖表以及其他的雜亂數據存儲到數據庫當中，而且數據庫還能以參數化的形式，增強各項數據之間的聯系。這種具備全面性、即時性、雙向關聯性的信息傳播，能夠極大程度上體現出真實、穩定的信息數據傳輸，不僅能夠科學改善建筑結構參數，還能夠形成數字化的施工流程，給施工提供更多的便捷性和合理性。

5.3 施工節材

在以往的建筑施工過程當中，會運用到大量的管線與預埋件，而且這些管線和與預埋件都是相互交錯的，會給建筑施工帶來很多困難，甚至還會出現不同施工部門的溝通不當，引起很多矛盾和碰撞，出現二次變更、返工的情況，帶來很多不必要的人力資源浪費和材料浪費，增多施工成本，放緩施工進度。然而應用BIM技術之后，能夠進一步改善這種現象。施工過程當中，BIM技術可以構建出一個虛擬模型，根據現場的條件完成施工計劃和施工進度，在這樣的施工方式下，施工人員能夠根據施工現場情況，提前發現施工過程中可能出現的安全隱患以及材料的碰撞情況，提前做好防護預案。同時，在應用BIM技術的過程當中，能夠大幅度減少二次變更的問題，節省施工材料和施工成本，保證建筑工程的施工進度。另外，BIM技術應用到建筑施工當中，還能充分優化施工方案以及人員配置，達到材料節約、資源優化利用的目的。

5.4 工程方案的選擇

BIM技術可以充分應用到工程施工方案的比選當中，無論是建筑中的大量構件信息還是工程量信息，都能夠通過儲存的方式實現對信息的還原，以此利用三維圖形進行展示。然而在新的建筑方案設計上，可以調整、修改相關參數，對模型方案進行全新規劃，對不同施工方案的造價、建筑工程的信息數據，實現自動化計算，以此提升施工的效率與質量。另外，在BIM技術開展之前，對很多不合理的經濟預算、漏洞設計等進行全方位的分析，檢查工程所處的區域環境，在失誤沒有出現之前，就能夠按照相關信息來解決問題，排除漏洞，為企業減少成本上的浪費，節約項目投資，提升建筑施工效率。

6 結 語

總的來說，BIM技術應用到我國建筑領域之后，給我國建筑行業帶來了全新的動力和發展空間，不僅能夠提升建筑設計和建筑施工當中的標準化程度，還能在最大程度上避免設計和施工當中出現漏洞與缺陷，讓所有的建筑工程工作人員都能夠直觀的了解建筑工程的各環節內容。另外，BIM技術還實現了對施工過程的全面監督管理，增強信息技術的應用，保證了工程質量和工程安全性。