浅谈BIM技术在建筑设计和施工中的应用

浅谈BIM技术在建筑设计和施工中的应用

拓畅

（深圳市华阳国际工程设计股份有限公司 广东深圳 518000）

摘要：随着现代信息化的飞速发展，以及政策的导向性，BIM技术在建筑全生命周期中得以逐步应用。BIM可以说是建筑工程发展的里程碑，使建筑从传统二维转向直观立体的三维可视化模型，模型本身携带各种属性信息，可实现三维和二维的即时转换，使设计、施工、运营能够协同工作、提高准确性。因此也形成了BIM技术的固有特点：可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性。

关键词：BIM技术；建筑设计；施工；应用

BIM为英文Building Information Modeling的缩写，即建筑信息模型，是Autodesk公司于2002年率先提出的，用来形容以三维模型为主，实现建筑的电脑辅助设计。BIM可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑设计、施工、运营直至建筑全生命周期，将各种信息整合于三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、运营部门等各相关人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作准确性，宏观上节约资源、降低成本，以实现可持续发展。近些年来，住房和城乡建设部联合各相关部门大力推广BIM技术应用，以建设单位为主的各参建单位开始在建设项目（尤其是政府投资项目）中大力推广，BIM技术在建筑设计和施工中得以大力应用。

本文将从BIM技术在建筑设计和施工中的应用进行分析探讨，重点阐述BIM技术在建筑设计和施工中如何充分发挥其价值，提高建设工程的准确性和质量，为大家在实际项目中提供借鉴参考。

一、BIM技术在建筑设计中的应用

1、二维与三维即时转换

对于传统的建筑设计模式，二维和三维基本上是分离的，常规采用CAD推敲平面，SU等三维建模软件推敲形体和空间。其中一个调整，另外一个也要对应调整，造成了工作量的叠加和时间的浪费。而BIM技术有效的规避了这个问题，实现了二位和三维的同步，只要在进行平面绘图或者三维建模时赋予建筑各构件以属性信息，就可以实现二维图和三维模型的即时转换，将二维平面信息直接转换成三维可视图形信息，通过三维可视图形显示，可以直接查看建筑的内部构成。

建筑设计中的大多公建类项目，对于业主是非建筑专业人来说，如口岸建筑的海关、边间及口岸办，医院建筑的各科室主任以及护士长等，虽然对于业务工艺流程、功能流线组织都相当专业，但是对于常规的建筑平面图纸不能形成三维空间形象，对图纸标注的尺寸没有基本概念，不能真切的感受到空间大小关系。如用BIM模型的二维和三维透视或漫游展示功能与业主进行功能组织、空间布局的沟通，会很大的提高沟通工作效率。

2、构件信息化

BIM的特点是建筑模型构件附有属性信息，信息与构件互相关联，更改构件信息，对应的构件形体就会对应更改，使设计人能直观的发现模型存在的问题。在BIM建模过程中根据建筑构件的特点，建立构件库，构件库有建筑构件库（窗、栏杆扶手、门等），结构构件库（钢筋、桁架、基础、梁柱等），装饰构件库（标识、灯具、卫浴等）等。建立构件库时，需要完善每个构件的信息，包含构件的名称或编号、尺寸、材质、位置等，从而形成构配件标准库。构件库可结合项目特殊性建立独立的构件库。BIM建模时可以利用已经建立好的构件库进行整体模型的搭建。

整体模型完成后，可以利用构件属性作诸如数量统计等工作，如门构件包含位置、标高、材质、尺寸、单开双开等参数，据此可以对门进行数量统计，一键生成门窗统计表。这样即节约了以往逐层统计门窗的时间，同时还提高了准确性。对于部分位置门的属性调整，统计表都可以一键更新成果，方便又安全。通过BIM模型也可自动生成平立剖专业施工图，同样可以避免重复工作还可以避免错误，而且剖切的位置可根据需要在任意位置设定，即高效又便捷。

3、各专业协同设计

建筑设计的特点之一是多专业协同工作，涉及建筑、结构、给排水、暖通、燃气、电气、智能化、室内、幕墙等，对于医院项目同时还包含净化、纯水、医气、射线防护等，各专业间的协同配合的工作量巨大，需要协同平台的支持。在传统的二维CAD时代中，部分设计院采用二维技术平台支持协同设计工作，能够达成不同专业之间数据共享的目的，但这似乎并不能高效解决设计工作中不同专业之间的高效协调问题。借助BIM技术，可以实现建筑设计模型的三维可视化，使不同的专业人员能够在“一张底图”上协同工作，完成建筑模型的建立、修改等工作，促进信息传递和信息更新速度的提升，最终实现不同专业之间有效沟通和信息共享的目的。BIM技术的应用能够显著的提升建筑设计各专业协同工作的效率和质量，有效规避二维中不易发现的错漏碰缺。当然，不仅建筑设计阶段，包括施工和运营阶段也可以利用BIM平台的协同性。

4、机电管综优化

在机电管综分析优化中，二维图纸很难发现不同专业间较为隐蔽的冲突，常规在二维软件中各专业叠图，画出典型位置及不利位置管综剖面，结合剖面调整管线布局，分析优化净高，然后返图至平面，形成管综成果。这样工作量巨大，且不能直观全面地反映管综关系，只能反映设计师认为的典型和可能的不利位置。正因为如此，通过BIM技术实现机电安装工程管综优化成为BIM应用的核心环节，其中包括：结构梁排布、机电管综路由、功能空间的净高分析优化等。BIM模型将各专业的构件元素纳入到其中，可以根据需要转换三维视角，查看各个位置的管线排布情况，也可以直接截取特定位置的剖面，查看管线分布和净高。对于布置不合理的地方可以直接在模型中进行调整优化。同时，可以利用三维碰撞检查各专业间的碰撞情况，并导出碰撞检测报告，根据碰撞检测报告进行管综碰撞分析，并提出合理排布建议，为管综方案的制定提供数据支撑。管线综合调整完成后，根据项目需求输出应用成果，为后续工作提供技术参考。

二、BIM技术在施工中的应用

在建筑施工过程中，技术人员可以通过BIM建筑模型数字化技术将实际建筑工程的全体构件加以展现，进行三维模型的建立，工作人员可以通过完成的BIM模型全面掌握工程的各方面、各环节，帮助施工人员了解整个工程的造型与功能空间的布局，同时也能够直观的观察整个工程的施工状态，提高工作质量及效率。

施工单位在建筑施工之前，通过BIM技术的应用，对设计错漏碰缺进行系统排查分析，将设计漏洞、不完善有效排查、解决，进而避免造成返工，间接节约工程造价与工期。

三、BIM的现状与未来

1、现状

对于建筑正向BIM设计，设计前期投入时间和精力大，尤其是方案不稳定或者工期紧张的项目，BIM设计会有很大的制约性。对于施工大样图的绘制，包括墙身大样、楼梯大样等可以通过模型截图的方式得到剖面图，但截取的剖面图还会有很多的问题，线条不能封闭，断线残线较多，需要花费时间和精力去处理；再者，BIM技术在建筑设计中并未得到广泛应用，部分项目虽然最终形成BIM成果文件，但是是通过后期翻模的形式来实现，完全失去了BIM推广的真正意义。其软件优化和正向设计推广普及还需要一定的时间。

2、未来

BIM技术的应用，即利用三维模型来完成设计工作，可使得整个建筑工程更为直观地展现出来。根据BIM技术的特性以及政策的导向性，加之BIM软件和平台在大力推广应用中不断完善，相信BIM技术会越好越好的为建筑工程服务，在建筑全生命周期中发挥其优势，更好的实现建筑的可持续发展。

结语

现代信息化飞速发展，工程建设也逐步向信息化发展，这是建筑工程发展的必然趋势。BIM技术的应用可以提高设计和施工的科学性和准确性，有效规避建筑工程中出现的不完善，从而避免施工返工。同时在施工阶段也加强了工程的监督管理作用，使监督管理手段信息化，减少了人力投入，有利于提高工程质量和建筑的安全性。

参考文献：