BIM在建筑设计中的应用顾琦

BIM在建筑设计中的应用顾琦

顾琦

龙邦建筑设计有限公司

摘要：BIM（建筑信息模型）是建筑行业的继"甩图板"以来的第二次变革，是国内外建筑行业发展的主流趋势。本文从BIM的缘起开始，结合工作中对BIM软件的应用，从成效和存在的问题上进行分析，探讨BIM在建筑设计中的应用心得

关键词：建筑设计BIM模型计算机

一座建筑，是一个生命体。建筑的全生命周期，是指从前期的开发策划、规划与设计、建筑与运输、运行与维护直到拆除与处理的全循环过程。建筑开发是一个漫长复杂的过程，目前，我国的建筑生命周期可以概括性的分为设计、施工、运营三大阶段。数字技术进入建筑行业已接近半个世纪，随着电脑的普及与信息技术的应用，建筑设计经历了由原本的手工绘图到计算机绘图的设计革命，近几年来，作为一项新兴的数字技术，“BIM”成为整个建筑行业热议的新名词，它的诞生必将引发整个建筑自计算机CAD普及之后的又一次革命。

一.关于BIM的概述及其所具备的的显著特点

1.BIM的概述

BIM技术即建筑信息模型，其核心是利用计算机进行建筑工程三维模型的的虚拟建立，并通过一系列的数字化技术为该虚拟模型提供完整的、与建筑实际要求相一致的建筑工程信息库。在该信息库中记录了大量的建筑物构件几何信息、专业属性以及构件状态信息，同时还记载了大量的空间、运动行为等非构件的状态信息。在虚拟三维模型中，存储了大量的建筑工程信息，实现了建筑信息的集成化信息处理方式，从而可以高效、便捷地进行建筑的结构设计、设备管理、相关成本计算、工程量统计和物业管理等活动。因此，BIM技术在建筑设计中管理着整个建筑生命周期的全部信息，并自设计工作中发挥着重要的作用。

2.BIM技术具有可视化的特点

对于建筑行业来说，将这种“所见即是所得”的形式能够真正应用进来的作用是非常大的。比如说在一个项目当中拿到施工图纸的时候，所能够展现在图纸上的只有用线条所描绘表述的各种构件信息，而最终的所能够拼凑在一起的构造形式却要由工程师们自己去想象和理解。如果是非常简单化的东西，这种想象倒是可以的，可是如今的建筑都是心态各异、造型复杂的，这样的建筑如果仅仅靠着人脑去构想，实属不现实。但是，BIM的出现便为其提供了一个可视化的概念，当那些复杂的线条变为一个三维立体的实物图出现在众人眼前，后续工作便会更加简单。

3.BIM技术具有协调性的特点

协调性乃是建筑行业当中的一项重点内容，无论是施工单位还是客户，都在做着相互配合与协调的工作。如果在项目的实施过程当中产生了问题，便需要立刻将所有相关的人员组织到一起来开会协商，找到问题根源，然后共同解决问题，找出相应补救的措施。

二.BIM的价值

具体而言，BIM的应用具有以下价值。

1.解决当前建筑领域信息化的瓶颈问题

（1）建立单一工程数据源：工程项目各参与方使用的是单一信息源，确保信息的准确性和一致性；

（2）实现项目各参与方之间的信息交流和共享：从根本上解决项目各参与方基于纸介质方式进行信息交流形成的“信息断层”和应用系统之间“信息孤岛”问题。

（3）推动现代CAD技术的应用：全面支持数字化的、采用不同设计方法的工程设计，尽可能采用自动化设计技术，实现设计的集成化、网络化和智能化。

（4）促进建筑生命期管理：实现建筑生命期各阶段的工程性能、质量、安全、进度和成本的集成化管理。对建设项目生命期总成本、能源消耗、环境影响等进行分析、预测和控制。

2.基于BIM的工程设计

（1）实现三维设计：能够根据3D模型自动生成各种图形和文档，而且始终与模型逻辑相关。当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新。设计过程中所创建的对象存在着内建的逻辑关联关系。当某个对象发生变化时，与之关联的对象能随之变化。

（2）实现不同专业设计之间的信息共享：各专业CAD系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，减少数据冗余、歧义和错误。

实现各专业之间的协同设计：某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象都会随之更新。

（3）实现虚拟设计和智能设计：实现设计碰撞检测，能耗分析，成本预测等。

3.基于BIM的施工及管理

（1）实现集成项目交付IPD管理：把项目主要参与方在设计阶段就集合在一起，着眼于项目的全生命期，利用BIM技术进行虚拟设计、建造、维护及管理。

（2）实现动态、集成和可视化的4D施工管理：将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体，建立4D施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理以及施工过程的可视化模拟。

（3）实现项目各参与方协同工作：项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。

（4）实现虚拟施工：在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建造之前，用于对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测。包括施工方法实验、施工过程模拟以及施工方案优化等。

三.BIM在建筑设计中的应用现状

BIM应用始于美国，美国总务管理局于2003年推出了国家3D-4D-BIM计划，并陆续发布了系列BIM指南。目前欧洲、韩国等多家政府机关致力于BIM应用标准的制定。美国政府总务署、香港房屋署、新加坡政府建设局负责建设的项目，全部要求使用BIM技术。

近年来，经过我国建筑人员的不断研究推广，BIM技术逐步为建筑行业知晓，很多具有资质的建筑行业分别成立的BIM技术小组，以此深入到各自的建筑设计工作中，并对其设计思路进行指导。建筑设计师可以采用类似于虚拟建造的方式来建立三维建筑几何模型，从而以一种更为直观和形象的方式工作。

住房和城乡建设部2012年正式启动了一系列国家标准的编制工作，由中国建筑科学研究院会同有关单位编制的国家标准《建筑工程信息模型应用统一标准》已经完成征求意见稿。其中对典型信息模型的组成元素进行了规定，随着计算机软件技术不断提升，利用数字化、信息共享、协同工作的BIM技术能提高我们的工作质量和效率。

四.BIM存在的问题

1.BIM技术规范和标准相对滞后。

目前BIM技术还处在探索阶段，国家和地方相关的规范和标准还在调研、研究阶段或正在制定中，规范及标准与软件体系融合程度是BIM标准落实的关键。因为标准尚未确定，BIM的应用和交付深度因此也就存在不确定性。

2.来自软件自身的障碍

BIM应用软件大多为国外软件，在本土化过程中，还存在行业规范、标准、法律、合同体系跟不上，软件本身也在完善中，使用的效率低，使得设计人员有一定的排斥心理，软件购买、人才培训及实施成本高，BIM人才缺乏。数据交换、信息传输标准不统一。

3.BIM理念应该贯穿项目全生命周期，但在实践中各阶段应用面较窄。在实践中发现，目前BIM技术基本依赖于个别复杂项目或某些业主的特殊需求，并未充分体现BIM信息全生命周期集成的优势，实现BIM深层次的应用，还有很长的路要走。

五.BIM的发展前景

BIM在现代建筑行业发展的方向和目标，在现代化科学技术为基本保障的情况下，建筑设计人员要充分体现出设计合理性，合理应用BIM技术，使其可以指导建筑设计者的设计思路和设计行为。尽管BIM技术在我国建筑设计工作中的应用虽然存在一定的缺点，但是其先进的技术理念依然可以提高建筑设计水平，建筑设计者要找到自身技术应用的不足，强化技术操作能力。基于此，BIM技术一定可以长期发展的目标，逐渐普及到我国建筑设计工作中。

参考文献

[1]王津红倪伟桥王朔主编《BIM建筑设计实例》中国建筑工业出版社，2013

[2]庞红向往《BIM在中国建筑设计的发展现状》建筑与文化，2015，01期

[3]过俊李建宏汪军祁爽CCDI悉地国际《基于BIM技术的建筑设计优化应用研究-以天桥剧场项目为例》建筑技艺，2014，02期

[4]欧阳东《BIM技术――第二次建筑设计革命》中国建筑工业出版社，2013