BIM技术在建筑设计中的实际应用要点探讨

BIM技术在建筑设计中的实际应用要点探讨

董春燕

华蓝设计（集团）有限公司桂林分公司

摘要：近年来，如今，人们对建筑设计提出了更多的要求，为了提高建筑设计的科学性和可行性，在建筑设计过程中可以引入BIM技术，BIM技术能够对真实建筑信息进行虚拟模型模拟，这样使得相关设计能够从不同的角度和不同的层次对建筑结构进行分析和掌握，以便及时进行改进和创新，使得建筑设计的科学性和可行性得到有效提高。本文在此从BIM的技术核心出发，对BIM技术在建筑设计过程中的几个具体的应用做了一定的探讨。

关键词：BIM；仿真技术；节能技术

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。BIM作为建筑设计的一场革命，将引导建筑行业进入到BIM设计时代，不断推动建筑行业高质量可持续发展。

1. 建筑设计中BIM技术概述

BIM技术是以建筑工程项目的各项信息为基础，建立起的三维建筑模型。相对于传统的CAD类软件，BIM技术整合了工程项目中从设计到施工以至项目建成运营中的各个要素，并不局限于建模、表达或是定量计算。BIM技术将贯穿于建设项目全生命周期中的信息整合在一起，形成了一种全新的工作流程和协同模式。

BIM的优势是能够方便施工，节省投资，保证项目的经济性，同时，也能够降低与环境之间的矛盾，营造一个更加良好的生存环境。在过程的执行过程中，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。

2. BIM技术的核心应用

其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，不仅可以用于现代建筑设计，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。

在所谓的BIM系统中，真实的建筑组成构件以编码的形式表现出来，即将建筑构件数字化。每个建筑构件对应一个对象，每个对象通过一组系数来表示其属性。以一面墙为例，其属性包括了这面墙的尺寸、材料、隔音性能、造价等性质。而二维的绘图软件仅能用简单的线条来表示。

三、建筑设计中BIM技术的应用现状

目前对BIM技术运用主要由设计单位牵头，许多业主单位对BIM技术并不是很了解，认为BIM技术仅仅是对CAD软件的替代，把BIM技术和三维设计软件等同起来。这就导致了两种观点，一种观点认为没有必要应用BIM技术，现有的二维设计已经满足了行业需求；另外一种观点认为BIM技术是设计工具的更新，是设计院的事情，跟业主单位无关。因此，许多业主单位虽然提出在项目中应用BIM技术，但没有意识到应该对其付费，认为这只是项目设计方的绘图工具。

四、BIM技术在建筑设计过程中的几个具体的应用

1、场地分析

　　场地的信息在建筑设计最初阶段往往起着决定性的作用。一般情况下，需要对场地进行分析以评定环境现状、景观规划以及建后交通流量，传统的场地分析具有定量分析不足、数据处理迟缓、主观因素过重等弊端。而结合BIM后的地理信息系统，能够对场地和在场地上拟建的建筑物进行数据处理，通过BIM技术虚拟成型，还能提供支持设计的数据，以帮助建筑项目的场地规划和建筑布局达到最理想的程度。

2、复杂形体设计

可针对复杂形体进行数据整合和验证，使得多维曲面的设计得以实现。应用信息技术系统及设备，现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学，可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思，塑造并优化创作成果，使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。

3、各专业协同设计

　　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。

4、技术设计

　　可随时切换三维模型和二维图纸工作。将建筑所需要的构件如：门、窗、楼梯等构件添加到模型上，确定构件尺寸及位置即可。平面图纸上的每个部分在三维视图中都是真实可见、相互对照的。对于复杂的建筑形体，可随时在任意位置做出剖面进行分析，大大降低了设计盲区。面积的计算，只要在明细表中添加一个公式就可得到想要的面积。住宅户型的变动也能直接得出面积，不需重新计算。Revit利用三维可视技术和数据管理，真实反映建筑构件的物理属性。随着方案的深化，逐步添加或者修改构建属性，直到施工图纸的深度。

5、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巧妙地利用力学原理，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。

6、综合管线设计

在传统的建筑设计方式中，建筑管网设计只能通过人力目测的方式进行检测，方式单一，且容易出现管线相撞或交错现象。通过BIM技术中管网检测功能，可以直观的将建筑管网生成三维模型，并分布在建筑模型之中，通过检测功能，系统自动检测出管网设计不当、管线相撞与交错部位并进行标注，极大提高了管网检查效率，保障管网设计的质量。

7、分析经济性和统计工程量

通过BIM模型将与其相关联的建筑信息进行分类保存，使这些信息在BIM模型中组成一个整体，以便设计师可以将需要的信息随时从模型中导出。例如；构件种类统计、部品数量统计表、制件混凝土体积统计等等。通过收集有关数据，帮助设计师准确、快速的对比分析项目的经济指标。并且随着设计的不断深入，模型数据也会随着自动更新，有效保证了项目统计信息的准确性。

8、节能技术

在利用BIM模型进行住宅空间构造设计的过程中，可合理利用太阳能、风能及周围环境中的绿化条件等，改善住宅的炎热条件，创造良好的通风条件，从而减少对空调等电器的使用，达到节约能源的目的。由于BIM技术所构建的虚拟建筑模型中包含住宅建筑的全部信息，设计人员只需将虚拟模型导入到有关分析软件，对住宅建筑设计情况进行节能分析，目前使用较普遍的是“Green Building Studio”（GBS）软件。GBS可根据导入的虚拟建筑模型，对住宅建筑外部环境进行智能定位，并结合当地的气候特征数据进行模拟，得出各阶段的建筑能源消耗数据。

五、结语

综上，建筑设计在BIM 技术的支持下，极大提高了信息的集成化和关联性，能够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）.

【2】李玉娟.BIM技术在建筑设计中的应用[D].重庆大学，2011（5）：30-39.