BIM建筑信息模拟设计技术的应用与发展

BIM建筑信息模拟设计技术的应用与发展

龚舒

中煤科工集团重庆设计研究院有限公司重庆400016

摘要：建设信息化，是近几年建筑行业提倡的口号。在我们进行建筑设计的同时，考虑最多的是协同设计与建筑信息实时反馈。而BIM在信息化建筑设计领域里发挥着重要作用，本文主要对BIM在信息化建筑设计中的应用问题探讨。

关键词：BIM技术；建筑设计；应用

1BIM技术的概述

BIM即建筑信息模拟，其是以建设领域为对象，基于建设项目全生命周期的信息化、智能化方法与过程，简单来说就是建设信息化。BIM技术核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含建筑工程信息的三维模型，建筑工程的信息集成化程度大大提高，不仅可以用于建筑设计，还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等，可以在整个建筑业中发挥作用，管理建筑生命周期的全部信息。

利用BIM技术可以在一个电子模型中存储完整的建筑信息，这种方法被称赞为一种最新的变革。在BIM应用系统中，建筑构件被对象化，数字化的对象通过编码去描述和代表真实的建筑构件。一个对象需要有一系列参数来描述其属性。这个对象的代码必须包含这些参数。参数通常是预先定义好的，或者遵守某些制定好的规则。这些参数信息就构成了建筑的属性。例如，一个墙对象是一个具有墙的所有属性的对象，不仅包括几何尺寸信息如长、宽、高，还包含了墙体材料、保温隔热性能、表面处理、墙体规格、造价等等。而在一般的CAD绘图软件中，墙体是通过两条平行线的二维方式来表达，线条之间没有任何关联。

2BIM技术在建筑设计中的应用

2.1BIM在建筑设计阶段的应用

在建筑项目设计中实施BIM的最终目的是要提高项目设计质量和效率，从而减少后续施工期间的洽商和返工，保障施工周期，节约项目资金。目前国内具有总包资质的工业设计院、大型民建设计院因为市场竞争等需要，先后在BIM设计方面进行了局部成功应用，促进了整个设计领域的技术进步。BIM将成为继上世纪90年代“甩图板”工程以来的第二次技术革命，由此设计行业将从过去的“计算机辅助绘图”进入真正的“计算机辅助设计”时代。从设计师的角度来看，BIM在建筑设计阶段的应用主要有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。

2.2建筑信息可视化设计

传统CAD平台上，建筑设计师使用平、立、剖等三视图的方式表达和展现自己的设计成果，这种由于工具原因造成的信息割裂，在遇到项目复杂、工期紧的情况下，非常容易出错。BIM的出现使得设计师不仅拥有了三维可视化的设计工具，所见即所得，更重要的是通过工具的提升，将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，使设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计，同时也使业主及最终用户真正摆脱了技术壁垒的限制，使得业主等非专业人员对项目需求是否得到满足的判断更为明确、高效，决策更为准确。

2.3同步更新、协同设计

一个建筑项目的设计，通常涉及到规划、建筑、结构、电气、暖通、给排水等这几个专业，各专业之间存在大量的信息交换、提资与反提资的过程，传统的CAD平台上，基本上都是通过面谈和CAD过程图纸来完成的，容易出现遗漏或延迟的现象，导致最后的设计成果不完善。

BIM技术通过三维可视化的设计，实时地实现不同专业设计之间的信息共享、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会实时随之更新。各专业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，避免数据冗余、歧义和错误。BIM将专业内多成员间、多专业、多系统间原本各自独立的设计成果（包括中间结果与过程），置于统一、直观的三维协同设计环境中，避免因误解或沟通不及时造成不必要的设计错误，提高设计质量和效率。

2.4设计综合模拟及优化

随着建筑物规模和使用功能复杂程度的增加，业主和施工企业对机电管线综合的要求愈加强烈。在CAD时代，主要由建筑或者机电专业牵头，将各专业的CAD图纸叠在一起进行管线综合，由于二维图纸的信息缺失以及没有直观的交流平台，导致管线综合难以做到完全没有管网的碰撞冲突。

BIM技术通过搭建各专业的模型，可设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，并可对机电管线之间以及管线与建筑结构之间的碰撞冲突进行自动检测，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。基于BIM技术的碰撞检查功能有助于在施工图设计阶段发现问题，这不仅为各工程设计专业的协同工作提供了辅助手段，有利于提高设计质量，更能及时排除项目施工环节中可能遇到的碰撞冲突，减少后期施工阶段的变更和改动，大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

2.5图纸输出

设计图是BIM的副产品，BIM模型建立完成后，设计软件能够根据3D模型生成平、立、剖等各种图纸文件，而且图纸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。传统CAD制图时，因平、立、剖面图纸相互独立而导致的修改不完善，经常出现平面与剖面不相符的失误，基于BIM的工程施工图将可以从根本避免这种错误的产生，从而最大限度保障工程设计企业最终产品的高准确性和高质量。

3BIM发展趋势探析

建筑信息化模型的利用从另一技术角度带来了建筑工程设计理念的变革，这种变化主要在以下几个方面得到了体现：从2D设计转向三维立体设计和建模；能够从线条描绘和绘图转向建筑构件的布置，从仅仅用几何表现达转向建筑信息模型的高效集成；从各施工和设计单位独自完成建筑项目转向不同工种、不同业务部门协同完成建筑工程项目的设计和施工；从离散的分阶段设计转向基于相同建筑模型全过程、整体化设计；从单一的建筑设计转向建筑工程设计和施工的全阶段进行有效的信息化设计和支持。BIM能够为建筑项目工程设计和施工带来有效的技术冲击，BIM技术与建筑工程协同设计能够成为相互依赖、紧密联系的统一整体。协同合作是BIM的核心设计理念，同一建筑设计构件元素仅需进行输入，不同工种进行设计元素数据的共享并从不同的专业设计角度利用构件元素的信息。在这个方面上讲，协同合作在BIM中已不仅仅是简单的文件参考。从而可以认定BIM技术能够为未来协同化和高效化设计提供有效的底层信息支持，大幅度的提升合作设计的技术含量。BIM带来技术、工作流以及行业理念的更新和发展。因此，未来的协同设计，将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段，它将与BIM融合，成为设计手段本身的一部分。借助于BIM的技术优势，协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要设计、施工、运营、维护等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，从而带来综合效率的大幅提升。

结语

BIM技术在建筑设计中具有强大的优势，也是未来建筑设计、施工与运营管理的必然发展趋势，并且可应用于建筑全生命期管理，提高建筑行业规划、设计、施工和运营的科学技术水平。随着时代的发展，BIM技术在建筑设计中将会得到更为广阔的应用和更好的发展。

参考文献

[1]龙玉峰，焦杨，丁宏.BIM技术在住宅建筑工业化中的应用[J].住宅产业，2012，（09）：79-82.

[2]周文波，蒋剑，熊成.BIM技术在预制装配式住宅中的应用研究[J].施工技术，2012，（12）：72-74.