BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用

BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用

杨顿

上海华建工程建设咨询有限公司 上海市 徐汇区 200000

摘要：随着计算机技术发展水平的提升，BIM技术的优越性愈来愈明显，将其运用在建筑设计中，能够有效增强建筑设计的合理性。因此设计单位应该提升对BIM技术的研究力度，重视建筑信息化模型的建立，借助计算机辅助开展建筑设计工作，在完善建筑设计方案的基础上，降低设计问题的出现概率。本文首先探讨BIM正向设计与逆向设计在建筑设计中的实际应用，其次分析BIM设计思维的实用价值，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：BIM技术；计算机辅助建筑设计；应用；正向设计；逆向设计

引言：在建筑设计水平不断提高的背景下，科学使用BIM技术以及计算机技术，借助先进的技术能够事半功倍地提升建筑设计质量。通过掌握BIM技术、计算机操作方式后，科学开展建筑设计工作，对于全面提高建筑设计质量具有促进作用。

1.BIM技术原理和数据库

1.1原理

Building Information Modeling即BIM，顾名思义就是建筑信息化模型，将设计的建筑以数字信息的形式在计算机中搭建完成，通过创建信息模型，能够切实满足建筑设计数据需求，在BIM技术软件的支持下，可以将虚拟设计模型顺利转换为2D施工图纸、3D施工图纸，完善各专业设计工作。通过借助BIM软件展开建筑设计工作，仅需使用计算机即能够全面采集建筑信息，可以直接使用计算机修改设计内容[1]。

1.2数据库

BIM模型不同于普通的建筑模型，普通建筑模型可能只是表达建筑的形体关系剖面关系等，而完整的BIM模型则是不仅有上述内容，还囊括了建筑结构、暖通管道设备、给排水管道设备、电气桥架设备等信息内容，在实际工程中建设一栋建筑所需的内容，完整的BIM模型应全都具备。因此BIM技术有助于进一步提高建筑施工效率。设计人员可以通过施工模型及时检查出施工问题，结合实际情况修改设计方案。再加上BIM技术能够将建筑信息详细记录下来，使得设备管理有迹可循，通过对建筑各个环节展开信息化管理，能够在提升建筑设计便捷性的基础上科学开展工程成本计算。

2.BIM正向设计在建筑设计中的实用价值

2.1建立信息化模型

在进行建筑设计时，设计全过程都基于BIM技术软件创建三维立体模型，各专业都在同一模型下协同作业，以保证模型中各专业设计具有一致性，各专业工程师在设计工作中，可以直接在虚拟模型上进行修正、更改，保证建筑设计方案能够及时进行更新，并且全专业实时同步。在传统的二维化设计中，设计师仅能通过查看设计图纸来预估实际效果，而通过BIM的正向设计，模型具备良好的可视化效果，设计人员可以随时从多个角度观看虚拟模型，检查设计效果。

2.2 形成图纸文档

以往在进行建筑设计时需要人工绘制建筑平、立、剖面图等，在修正、调整设计方案的同时也要实时更新图纸。而通过BIM的正向设计，在完成BIM模型的建立时，各种图纸也能够随之生成，且有足够的精确度，设计师们可以把节省出来的绘图时间更多的用在设计中。设计人员可以实时更新各专业信息，不停完善BIM模型数据库，有助于提高各专业协同效率与建筑设计的合理性。通过综合运用BIM技术以及计算机技术可以辅助设计人员开展建筑设计工作，还应该搭配使用一些配套设施，采取3D打印方式、多平面打印方式，能够在提高建筑图纸精准性的基础上，高效完成建筑设计工作[2]。

2.3信息调整管理

对于建筑管理来说，信息的构建、录入、提取都可借助BIM技术的信息同步功能，且其中建筑信息的时效性与准确性都十分可靠，并且可以基于建筑施工情况及时变更建筑信息，为施工管理人员提供充足的参考依据。

BIM模型融合了所有的建筑信息，包括各种建筑材料的选择和单价，一个完整的信息模型完成之后，可以很轻易的导出整体材料价格，方便项目管理者对于建筑造价的掌握与控制。

2.4总结

BIM技术的运用在建筑设计中有着非常多的优势，如增强专业协同、避免专业碰撞、提升工作效率、方便工程管理等。BIM技术的运用能够全方位的体现出计算机技术在建筑设计中的辅助作用，但在建筑行业中，使用BIM技术进行正向设计的设计单位却并不多见，BIM正向设计在行业中推广存在阻力。

3.BIM正向设计在实际项目中的难点

3.1惯性思维

传统的建筑设计师、结构师、水暖电工程师大多都是图纸先行，习惯于以图纸设计为优先，而传统的各专业协同工作流程也是以平面图纸为载体，而以BIM技术为主导的正向设计则带来了完全不同的工作流程，新的信息载体、新的工作流程是对设计师传统设计方式惯性思维的一大挑战。

3.2结果导向

在实际的项目中，各方接收的最终成果均是平面化的二维图纸，BIM软件虽然可以精准快速的导出平立剖面等图纸，但在图纸的表达上往往无法满足出图的标准，还需要设计人员继续细化表达，因此以结果导向来看，BIM的图纸导出增加了出图时间成本。

3.3软件普及

目前BIM相关软件的普及度不高，并且存在一定的入门成本，成为了推广BIM正向设计的一大阻碍。以使用度较高的软件Revit为例，Revit建模逻辑性比较强，适合在设计方案确定后的制图，对于前期方案的修改较为不便，且族的设计较为呆板，对于非标准化立面效果丰富的建筑设计不够友好。

设计单位需要定期组织设计人员参与BIM技术应用的培训活动，在BIM设计软件使用者基数增大的情况下，才能够更好的推广BIM的正向设计。

3.4总结

虽然BIM正向设计在实际推广中存在上述难点，但依然不可否认BIM技术的先进性以及BIM技术在建筑设计中的价值。BIM正向设计并不是BIM技术的唯一使用方式，BIM逆向辅助设计也可能是一个不错的选择。

4.BIM逆向设计在建筑设计中的实用价值

4.1模型建立

BIM正向设计是以BIM软件为载体建立信息化模型，从立项到竣工全过程参与建筑项目，是BIM技术运用的理想状态。BIM逆向设计则是在传统流程项目图纸完成后或即将完成时进行建筑信息模型的建立，是独立于传统设计流程之外一套工作流程。

BIM逆向设计模型的建立相当于是一次在计算机中的模拟施工，通过现有图纸，按图建立BIM模型，完成后进行模型的碰撞检查，再通过出具的碰撞报告反过来优化各专业的设计图纸。

4.2模型检查

BIM逆向设计是施工图阶段管线综合分析中一个极为有力的工具。传统设计中给排水、暖通、电气等设备专业是在二维的平面图纸里面完成管线设计，涉及到管线交叉、碰撞的位置时表达不够直观，但在BIM模型当中，有现成的建筑结构模型作为基础，在三维中绘制管线将极为直观，通过管线综合协同设计，能够最大程度的避免管线碰撞、优化室内净高。一个完整、优化的管线综合模型可以最大程度的避免施工现场返工、精细化控制施工成本。这也是BIM逆向设计受市场青睐的一大重要原因。

这虽然是BIM技术退而求其次的一种实践方式，但越来越多的设备专业工程师愿意尝试在BIM模型中直接进行管线设计，作为一种向BIM正向设计过渡的产物，依然对建筑设计有着巨大的帮助。

4.3总结

BIM逆向设计作为越来越多的建设单位会选择的一种BIM技术实践形式，有着与传统设计流程相对独立不相冲突的优点，BIM逆向设计的广泛使用也会带动行业从业者对于BIM正向设计流程的了解与学习，对于BIM技术在行业中的普及有着积极的作用。

5.BIM设计思维在建筑设计中的实用价值

BIM技术的核心并不仅仅是一种计算机技术、一种软件技术，建筑信息化模型是基于三维空间设计思维、协同设计思维、建筑物件信息化思维等的具象化表现，模型技术是表，而上述思维则是里，二者缺一不可。思维先行而技术辅之，BIM的设计思维在建筑信息化模型中起着领导性的作用。BIM的思维告诉我们建筑设计并不是只流于纸面之上，它是一个三维的立体的工程，BIM的思维告诉我们建筑设计不是闭门造车，在设计过程中需要及时的与各专业协同进行，BIM的思维告诉我们图纸中的每一个元素并不是单一的一条条线，它们是一块砖、一根梁、一条管线……

结语：

在进行建筑设计时，规范使用BIM技术以及计算机技术，能够辅助设计人员顺利完成建筑设计工作，且能够进一步提高建筑设计的合理性。BIM技术拥有其先进性毋庸置疑，但BIM相关软件在绘图逻辑与实际项目设计逻辑中存在的矛盾是影响BIM正向设计推广的一大阻力，相关从业者不可忽略。不过随着计算机技术的发展，BIM逆向设计因有助于控制建设成本而广受青睐，相信越来越多的从业人员会去主动了解BIM技术、学习BIM技术，从而形成正向反馈，推动BIM技术的未来发展。

参考文献：

[1]陈艳莉.BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用研究[J].混凝土世界，2023(02):35-38.

[2]吕芳，杜雷鸣，吕欢.计算机辅助建筑设计中的BIM技术应用[J].建筑科学，2022，38(01):156.