BIM技术在建筑工程设计中的运用

BIM技术在建筑工程设计中的运用

王浩然

黑龙江省林业设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150080

摘要：在科技进步和建筑业发展的推动下，BIM技术已经在建筑工程设计中广泛应用，对于提高设计质量和效率、降低成本以及增强项目可持续性方面具有显著价值。工程设计是一个多学科的过程，它涉及规划、设计和创建建筑或工程项目的详细蓝图，它包括建筑设计、结构设计、机电工程设计、土木工程设计等，旨在确保项目能够满足客户的需求、遵守法规标准、并在预算范围内完成。通过设计，能确保建筑或工程项目满足客户的期望和需求，且设计需要符合安全标准，以确保使用和维护期间的安全性，同时设计决策可以影响项目的成本，因此在设计阶段优化设计可以降低成本。另外，工程设计可以集成可持续性原则，减少对资源的依赖并降低环境影响。文章立足建筑设计，探讨BIM技术的运用，供参考。

关键词：BIM技术；建筑工程设计；实践；应用

BIM下的建筑工程设计，能利用BIM将所有项目信息集成到一个数字模型中，使设计师、工程师和建筑师可以共享和访问实时数据，从而提高沟通和协作，并且BIM允许进行模拟和分析，例如能源效率分析、结构分析和碰撞检测，以在设计阶段识别问题并采取措施解决。另外，BIM创建可视化的3D模型，有助于设计团队和项目利益相关者更好地理解设计方案，加上BIM支持项目进度和成本管理，所以能准确控制项目时间表和预算。不同于传统的建筑工程设计，BIM鼓励设计和施工团队之间的协作，以减少信息孤立，它能提供实时的设计和工程数据，让所有团队成员都使用相同的信息，尤其是BIM模型可以提供逼真的可视化和模拟，这有助于设计决策和问题解决。

一、基于BIM技术的建筑工程设计原则要求

基于BIM（建筑信息建模）的建筑工程设计具有一些原则和要求，以确保设计过程中的高质量和高效率。1.多学科协同：BIM鼓励不同领域的专业团队共同协作。建筑师、结构工程师、机械电气工程师等需要在同一个模型中协同工作，确保设计的一致性和协调性。2.精确建模：建筑模型必须精确反映实际建筑的各个方面，包括几何形状、材料属性、构件信息等[1]。这有助于准确的数量估算和冲突检测。3参数化设计：使用BIM工具，设计师可以创建参数化的模型，使得设计可以根据不同的输入条件自动调整，以实现最佳性能。4.数据一致性：在BIM中，数据的一致性至关重要。所有参与者都应遵循一致的命名约定、单位标准和数据格式，以确保数据的准确性和可用性。5.可视化和仿真：BIM模型可以用于可视化和仿真，包括虚拟现实（VR）和增强现实（AR）。这有助于项目团队更好地理解设计，发现问题并作出决策。6.自动化工作流程：利用BIM的自动化功能，可以简化和加速一些常规设计任务，如绘图生成、数量估算和文件更新。7.可持续设计：BIM可以帮助设计团队进行可持续性分析，以最大程度减少能源消耗、优化建筑性能，并减少对环境的影响[2]。8.信息共享：BIM模型应该可以被所有相关方访问和更新，以确保实时信息共享。总之，基于BIM的建筑工程设计原则和要求,旨在通过数字建模、多学科协作和数据驱动的方法来提高建筑项目的效率、质量和可持续性，这些原则有助于项目团队更好地管理建筑项目的所有阶段，并实现更好的设计和施工结果。

二、BIM技术在建筑工程设计中的运用

（一）三维可视化设计

基于BIM的工程设计，有助于三维图纸设计目标的实现。简单而言，就是设计人员以工程数据为依据，可以将三维信息化模型构建起来，而基于对模型的观察、研究，能将设计方案中所存缺陷、漏洞快速挖掘出来，从而以工程实况为依据优化、改进设计方案[3]。而以三维模型为依据优化方案，能在一定范围内控制设计方案成本波动。除此之外，应用BIM也有助于传统设计中不足的弥补。以往设计工作进行中，无法检查施工的工艺、工序，而基于BIM技术可以保障该目标的实现。该方面通过三维模型信息的分析，有关设计人员可将工程施工工艺、工序是否合理确定好，也能够对施工中可能性的问题进行预测，从而以问题为依据，将针对性措施制定出来，促进施工高效进行。

（二）设计细节优化处理

建筑工程设计中，细节处理与设计整体水平息息相关。设计工作对严谨性有极高的要求，在设计方案细节存在不足的情况下，必然会通过工程建设质量反映出来。以往的工程设计中，受工作水平有限这一因素影响，设计人员难以详细优化设计细节，所以只能从方案整体角度来进行控制，导致设计水平较低，工程建设质量也极易遭受影响[4]。而在工程设计中应用BIM，有助于设计方案整体的优化，也能够科学处理方案细节内容。比如，通过BIM将数据模型构建起来，可详细且准确展现各部分尺寸数据。除此之外，BIM也有助于方案细节协调性的提升，利于设计人员对施工中问题的提前预测，从而通过对应的优化、调整，维护后续工程施工质量。

（三）建筑形体结构设计

工程设计优化并非是以结构优化为侧重点，同时也要合理设计建筑外形形体，保障更高层次的设计要求得到满足。该方面引进BIM技术，能在优化设计的同时，促进建筑安全性、稳定性的提升，也能够以要求为依据，合理化设计建筑布局及外观，为建筑外形与当代人审美要求相符提供保障，也可以借助外形来补充结构设计

[5]。设计人员与BIM相配合调整、优化建筑内部设计工作时，要基于原有结构优化，调整建筑内布局、形状，从而促进设计完整度的提升；也可通过BIM技术的应用，就建筑选址及布局、周围环境、气象条件等一系列信息来收集，从而基于这些信息的应用，分析建筑外形给总体结构设计所带来的影响，并利用外形将结构设计所存问题、困难解决好。

（四）设计审核和可视化演示

首先，设计审核。基于BIM的建筑工程设计，能够进行碰撞检查，有助于各专业的协调。以管道碰撞检测、管道节点检测为例进行分析，通过BIM可将检测报告自动生成，而设计人员与检测报告相结合，可以针对设计缺陷进行调整，将设计中的遗漏部位合理修补好，并借助反复的调整，使设计缺陷减少，更好的指导后面的施工。BIM下的设计审核，有助于设计变更、施工返工次数的根本上减少，利于施工成本的控制[6]。其次，可视化漫游展示。为了使设计效果的展示更具直观性特征，可将BIM设计模型以DAE格式来导出，之后向Lumipn软件中导入，对设计模型进行渲染，此时可以保障可视化漫游展示目标的实现，从而将工程内外部结构确定好。另外，这种漫游展示的应用，能够将内部细部构造直观展示出来，而与漫游结果相结合进行优化、修改，利于设计变更的减少。

结束语：

随着BIM技术的不断发展，它将继续在建筑工程设计中发挥关键作用。越来越多的建筑公司和设计团队将采用BIM以提高设计质量、项目效率和可持续性。此外，BIM还将与其他新兴技术，如人工智能和虚拟现实等结合使用，以进一步改进建筑工程设计的过程。

参考文献：

[1]席新元. BIM技术在建筑工程设计中的运用优势[J].设备管理与维修,2020(20):147-148.

[2]刘嫣然. 试论BIM技术在建筑工程设计管理中的应用效果[J]. 包装世界,2022(4):112-114.

[3]李梦辰,廖灿灿,马骁. 基于BIM技术的建筑工程设计施工一体化应用研究[J]. 工程质量,2021,39(4):95-98,102.

[4]袁红亮. 基于BIM技术的建筑工程设计管理[J]. 城市建筑,2015(6):138-139.

[5]谢东慧. 基于BIM技术的建筑工程设计研究[J]. 数码-移动生活,2020(11):158.

[6]马继国,张野,赵刚刚,等. 基于BIM技术的建筑工程设计阶段优化 ——以某综合实验楼项目为例[J]. 土木建筑工程信息技术,2021,13(6):26-32.