BIM技术在建筑设计中的应用研究罗珺元

BIM技术在建筑设计中的应用研究罗珺元

罗珺元

南宁华桂建筑设计有限公司530007

摘要：近年来，随着数字化、信息化和智能化技术在工程领域的发展，BIM作为一种新型的设计手段，在建筑设计中得到了迅速的发展。BIM技术作为新型的建筑信息建模技术，过程的执行过程中，发挥信息的协调性和统一性，进行项目的创新和设计，以可视化的方式实现对现实功能、外表、特征以及造价的模拟，力求图纸的精准性。本文在此从BIM技术的应用原理出发，对BIM技术在现代建筑设计中的几个重要应用做了一定的研究。

关键词：BIM技术；模型；仿真技术

前言

与传统的二维平面技术相比，基于BIM技术的三位立体设计更为直观，使得建筑项目的施工效率和建筑品质都得到提升。利用BIM技术不仅仅可以进行建筑工程项目整体结构的有效设计，还可以针对建筑工程项目中涉及到的一些给排水工程以及电气工程等进行有效设计，均能够体现出较强的应用实效性。

一、BIM技术概述

BIM（BuildingInformationModeling）是建筑信息模型，骑在当前建筑工程行业中得到了较为理想的运用，尤其是从建筑设计环节来看，确实能够表现出较为理想的运用价值，其能够综合运用计算机技术、数字信息技术、虚拟现实技术等综合技术手段来较好提升相应建筑工程项目的设计设计水平，促使其能够对于具体建设项目进行有机呈现，进而也就能够促使建筑设计更为合理有序。具体到这种BIM信息技术的实际应用过程中来看，其相对于传统的二维建筑设计模式，更能够适合于当前建筑行业的基本发展趋势，在一些较为复杂的建筑工程项目中，其设计表现效果更为突出，如此也就能够更为明显提升其设计便捷性，降低了因为信息关注和表达不全面而带来一些较为明显的设计偏差缺陷，比如在一些较为复杂的建筑给排水系统以及电气系统的设计中，其综合运用这种BIM信息技术也就能够明显提升其设计效果，有助于全面推进建筑工程项目整体落实。

二、BIM技术原理

BIM技术直译可以理解为建筑信息化模型，即意味着此技术将与建筑有关的各种信息通过信息化描述加以表达。我们可以通过BIM模型获得建设项目完整的数字化表述。这是在传统的CAD软件时代不可能完成的任务。

在BIM技术的框架下，从建筑构件到资金投入再到时间周期都可以被对象化，通过对不同元素参数的描述，我们可以了解到工程项目的每一个细节。每个对象需要有一系列参数来描述其属性。所有的这些信息都是互动关联着的。通过对各项信息参数的不断细化调整，最终使得项目的BIM模型逐步深化完美。在BIM技术的平台下，不同专业甚至不同行业的参与者可以共同进行虚拟建造活动。

三、BIM技术在现代建筑设计中的几个重要应用

1、空间规划

空间规划是在确定建筑产品地点之后开始对建筑进行设计的第一步，对建筑产品的占地面积、地形、走势等等进行分析，是决定建筑产品之后外形、走向的关键，尤其是在施工场地地形比较复杂的情况下对建筑空间的规划更是非常重要。BIM技术在空间规划的应用能够有效加快空间规划的时间，将建筑地点的地形等数据信息输入到虚拟平台之后，平台能够快速对建筑所在地区的地形、走势、坡向、斜率等进行分析，从而对建筑所在地区进行建模，设计人员能够从不同角度对建筑地点地形进行分析，以便为后期的建筑设计提供数据参考。

2、方案辅助设计

BIM作为建筑信息模型，模型本身不光带有信息，而且可以对信息的改变做出相应的反馈，所以带来了一种新的设计方式――参数化设计，通过在方案设计中BIM的应用，得到了许多有益的经验，对比传统的建筑方案设计模式，BIM的介入可以让设计更加的多元化，逻辑性也更强，对于复杂的建筑形体以及表皮，有着很好的指导作用，通过参数的改变可以对建筑的形态进行参数化改变，列出不同形态的方案进行性能分析以及设计对比，选择最优的方案进行深化，可以更好地完成建筑方案设计。

3、模型构建

建筑模型是利用三维模型技术将建筑设计图从二维平面转到三维立体的过程，之后的一系列协同作业也是在三维模型上进行，因而三维建模对于建筑设计来说是非常重要的。原有的三维模型也能够将建筑模型做出来，但灵活性不足，有很多操作无法实现，更无法与其他工种进行协同作业，只具有一个参考作用，在建筑设计当中的价值并不大。而BIM技术在建筑模型构建当中的应用则是能够根据输入的建筑物理条件来对建筑物具体特征和形态进行全方位分析，能够将建筑质量、结构、内外部变化、空间变化等都完全反映出来，而且可以实现对建筑物的量化操作，能够将建筑当中的所有数据直接存储在建筑模型上，方便设计人员进行参考，同时也能够让其他设计工种的人员进行协同作业，从而能够围绕建筑三维模型展开讨论，及时发现设计当中存在的缺陷或是不足，发现建筑各部分之间的关系连接，从而不断对建筑设计进行完善，为建筑后期施工提供方便，也能够不断优化建筑质量，提升建筑设计质量。

4、仿真技术

BIM技术相比于传统建筑设计不仅实现了建筑的参数化设计，还有效的将计算机仿真技术应用起来。设计人员在将建筑物设计完成后可以通过计算机仿真技术对建筑物的各项标准进行检验，确保在受力以及各建筑部分协调上具有可行性，最低标准是在使用期内不能发生结构安全，同时在建筑过程中应该体现经济性特点。在设计中除了要满足日常居住需求还要考虑一些突发情况，例如受到重物的冲击或者地震等因素的影响，保证承受一定范围外力的影响，降低居民的生命财产安全。在设计中应该考虑到相关因素可能造成的影响，利用BIM技术对设计方案进行演练，并结合仿真结果在设计之初需要理由巧妙地力学原理，从不同角度进行受力分析，例如在建筑物的抗震能力可以通过仿真来实现。

5、虚拟化设计

BIM在计算机上通过数据的分析进行建造过程的模型建立，建立的模型能够实现实际施工之前对建筑工程功能和建筑施工难题等可能存在的问题来进行预测，其中包括建筑工程施工的方法验证、施工技术方案的模拟以及施工方案探讨和优化等。其实BIM能够引导建筑信息科技达到更高水平的的新技术和新理念，如果得到全面的应用，其能够为建筑行业的信息化发展带来不可估量的影响和进步，有效提高建筑项目的科学性和有效性。

6、节能设计

（1）节能与能源利用分析

节能与能源利用是绿建评价标准的重要内容，将BIM技术所建立的建筑三维可视化模型导入能耗分析软件或者转为相应格式导入能耗分析软件，根据相关规范标准，结合项目所在地的气象数据，完成建筑能耗分析模型的完善工作、分析数据生成、建筑能耗分析结果数据的处理与直观可视化模拟，根据模拟计算结果调整优化围护结构方案以及相关参数的设置，实现对设计过程中节能标准的预期控制。利用BIM模型进行室外太阳辐射分析，分析太阳辐射强度及其分布，用于各太阳能设备的方案设计与优化，实现可再生能源的最大化合理利用，同时还可以优化室外植被的配置比如合理确定喜阳植物、喜阴植物、中性植物的种植位置。

（2）节水与水资源利用分析

根据BIM所建三维信息模型，结合各地的暴雨强度系数以及当地的暴雨强度计算公式，建立一个完整的数据库，作为雨水采集计算的重要依据，然后根据各种雨水采集方式中不同地貌和不同材质对确定径流系数的影响关系以及建筑，道路以及绿地等面积来计算集雨量，并进行适时调整优化设计方案。

四、结语

综上，BIM技术对进一步提高建筑设计质量及效率有着重要意义。在进行建筑设计过程中，应加大对BIM技术的应用力度，合理运用BIM技术，实现对建筑物性能的准确、全面地分析，对方案进行集中优化和评估，实现成本的降低，能源节约，促进可持续发展目标的实现。

参考文献

[1]王润生，王文略.浅析BIM在建筑设计中的应用[J].青岛理工大学学报，2014，1（5）：43-48.

[2]郑聪，陈慧英，宫艳艳，等.基于BIM的建筑集成化设计研究[J].中南大学学报（社会科学版），2012，01（12）：122-123.