BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略

BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略

曾理

中交第二公路勘察设计研究院有限公司  430056

摘要：建筑工程投资规模大，在设计过程中影响工程设计质量的因素很多。BIM技术将工程可视化展示，可以有效优化建筑设计过程，在建筑设计中的应用确实起到了极其重要的基础作用，具有深远的意义。本文分析并讨论了基于BIM的建筑设计优化，一是对BIM技术分析，二是对建筑设计特点的简要描述，最后是基于BIM技术的建筑设计过程优化研究。目的是为改进当前建筑设计提供有效的参考意见，实施有效的标杆方法优化设计，希望有助于提高我国建筑设计水平。

关键词：BIM技术；建筑设计；设计过程

前言

我国科学技术发展迅速，一些先进技术已被建筑业吸收和应用。BIM技术一直受到设计技术人员的青睐，经过长期的实践收到了良好的效果。在建筑设计时，必须确保建筑工程符合标准，保证建筑设计的质量。BIM技术的应用可以更好地实现上述目标。在建筑工程的设计过程中应注意建筑工程设计和施工的优化相关研究，以期更好地推动我国建筑设计的发展。

1. BIM技术的基本概述

BIM技术也称为设计过程数据驱动工具，其通过参数模型整合工程的相关信息，对提高生产效率、节约成本、缩短设计时间具有重要作用。BIM技术最早是从欧美传到中国的，使我国在各个领域都具有发展应用的空间，其在建筑设计中也具有巨大的应用潜力。在建筑设计中BIM技术主要有以下功能：

（1）BIM技术在相应的平台层面高效分析各种信息并将其组合，创建完整的建筑工程数据三维模型，将长期测量与设计测量的精确控制相结合，是现代建筑设计测控技术的主要发展方向，相关研究和应用可以有效提高工程设计效率，减少或消除工程设计误差，提高工程设计的信息化、标准化应用[1]；

（2）BIM技术可以创建建筑工程三维数据模型，为临时结构设计提供丰富的技术支持，这也是BIM技术在建筑设计中应用的重要组成部分。

（3）基于BIM技术的建筑工程结构可视化技术，可以构建可视化的三维模型和设计过程结果的演示。可视化主要采用先进的计算机形式的直观图像显示，3D模型的性能更加逼真，同时使用BIM技术构建的3D模型设计过程也是一个工程设计模拟过程，可以促使参与设计的各方获取信息，以便直接参与设计工作，提高设计进度，增进沟通、讨论和决策。

因此，BIM技术可在建筑工程设计与设计[1]的各个阶段实施，有效促进工程信息的使用和数据交换，实现信息同步。其模型信息的可视性和完整性应用于建筑工程设计与设计[2]，对推动我国建筑设计的优化具有重要意义。

2. 建筑设计的特点与BIM技术的优势

2.1 建筑设计地[3]特点

目前，我国建筑工程的设计阶段非常繁琐，应用的技术种类繁多，这也是建筑设计的主要特点。体现为：

（1）复杂机械结构较多。建筑设计需要在各种技术的应用中使用机械结构，大多数机械结构设计复杂，为保证设计质量，在设计时必须清楚地标记应力点，如果无法快速找到解决办法，建筑工程的设计环境变得很困难，没有办法达到预期的设计目标。[4]

（2）预制构件数量多，体积大。通常预制构件在原厂制造后需要在施工现场安装，在这种情况下如果尺寸不匹配，则必须更改尺寸重做预制构件，这不仅会影响设计进度，还会影响企业的成本。此外，预制构件往往体积庞大，数量众多，在运输和储存过程中需要大量的人力物力。当预制构件交付到施工现场时，需要精确地控制以减少事故和问题。此外，在安装预制构件时，安装步骤很复杂，因此很耗时。

2.2 BIM技术的优势

随着时代的发展，建筑工程呈现出外观、结构、功能等方面复杂的趋势，这使得工程设计工作涉及的各学科[5]。因此，BIM技术合作平台的出现，为有效管理相关问题和针对性地预防提供了可能。BIM技术的优势在于BIM技术可以预测尚未发生的事情并进行全面系统地模拟分析，与过去对不同类型信息的比较和筛选相比，这样的信息处理显然是极其必要的，适合相关工程设计的具体推进。BIM模型中的所有组件都具有可视化特征，借助这种高科技的数据，例如组件性能和功能，可以有效地进行处理，以实现复杂问题的便捷解决方案。比如，由于道路桥梁中的所有组件构成了一个整体，任何部分的调整都会引起整个结构的变化，按照以前的方法局部调整比较繁琐，但现在借助BIM技术，各种信息的校正达到了相互联系的效果。

3. BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略

3.1 BIM技术可以有效改进设计方案

早期BIM技术主要用于改进设计方案，设计师可以直接应用BIM技术观察模型并进行更改，使整个设计方案接近完美。在规划建筑工程时，在选择最佳建筑工程布局之前需要对许多场景进行评估和测量。在传统的设计模式下，设计的设计方案[6]是扁平的，相应的设计团队对整个设计方案进行修改仅根据平面图[7]，整个方案的质量难以保证。利用BIM技术可以观察建筑工程的模型，也可以直接修改模型。因此，BIM技术的应用有助于工程团队规划最佳的设计计划

[8]。应用BIM技术后技术人员可以使用数字三维建模来执行设计，确定建筑工程的平面图并明确建筑工程的整体结构，包括：平面图的布局、建筑工程的立面和截面、确定建筑工程的位置和建筑工程的上下结构。

3.2 BIM技术可以有效进行碰撞试验

在使用BIM技术时，设计师可以使用不同的设计概念来构建数字和参数化的三维模型，根据模型BIM技术[9]可以直观地显示设计方案中存在的问题，可以有效反映不同方案的优缺点，使技术人员更容易选择解决方案[10]。比如，最为常用的是BIM碰撞试验的应用。在建筑设计过程中，各种组织结构[11]的设计相对复杂，可能会出现结构材料的碰撞，影响工程的设计质量，容易造成设计进度效率低下。BIM技术在早期可用于碰撞检测，智能检测建筑设计过程中的碰撞，全面测试结构工程，以规划更高效的工程设计过程，确保在实际设计过程流畅。碰撞测试BIM技术分析的实际过程为：BIM技术模型检测→碰撞模型问题设置→合理地碰撞检测调整→碰撞检测结构计算等，可以提供更高效的碰撞检测应用，最大化[12]建筑设计效果，实现建筑设计技术的更高效应用。

3.3 BIM技术可以对建筑设计进行仿真计算

在建筑设计中通过BIM技术使用RBCCE生成的三维建筑工程数据模型，可以轻松获得以下计算结果：建筑工程布置图，包括承重平台、桩基、垫板、支承、主梁平面图的指定高度，从中可以检查左右梁的连接、曲线偏心率、纵向偏心率、双偏心率桥墩和其他工程布局，基于统一模型可实现一体化测量操作。RBCCE提供的各种尺寸模式可用于自动生成三维MIDAS模型进行三维空间分析，实现结构设计的仿真和优化，包括各种梁柱设计、支架计算、模板计算等；通过对悬臂结构进行建模和仿真可以快速得到MIDAS指令流程，可以反映悬臂结构的仿真计算，可广泛用于建筑工程应力的线性控制，并对设计技术管理产生积极影响。

3.4 BIM技术可以在建筑设计中实现进度模拟

从施工阶段来看，BIM技术可以为设计单位提供完整地进度模拟，进而可以帮助设计人员通过模拟安排设计进度，满足设计需求，最终按时完成整个工程[3]。由于BIM技术在3D可视化，4D时间，5D成本等方面效果很好，因此设计过程中各种内容的管理非常微妙。即借助BIM软件，可以构建出完整的工程模型，并基于该模型实现设计过程中的精确控制[4]。BIM技术使用信息聚合和工作协调进行系统分析和建模。通过实时数字控制和监控，模拟工程进度和材料消耗，提供最准确的数据信息用于后续操作，将带来设计效率的显著提高和设计质量的稳定保证。通过对我国大多数建筑工程的设计细节进行研究，发现绝大多数建筑工程在工程调度中使用平面图，但设计人员确实很难直观地理解和掌握设计进度与构件之间的复杂关系[13]。BIM技术可以在设计过程中根据实际设计情况有效地优化整个工程的设计。其通过BIM模型总结设计过程每个阶段的信息，根据设计需求提取相关信息，对每个设计阶段进行虚拟设计，最终通过基于设计进度模拟完成，并可以进行实时调整。

结束语

由此可见，BIM技术在建筑设计过程中的应用发挥着重要作用[14]，有助于提高建筑工程良好的经济效益和社会效益。借助BIM技术，可以为管理人员作出良好的决策，提供真实可靠的依据，科学管理建筑设计全过程，预防设计过程中的质量安全问题，降低建筑设计成本，保障建筑工程工期。基于此，BIM技术应广泛应用于未来建筑设计过程中，促进交通网络的快速发展[15]。

参考文献：

[1]魏源朔，霍达.试析交通建筑设计创新与BIM技术应用[J].时代汽车， 2021（15）：191-192.

[2]罗国力，曾旭东.面壁到破茧——基于文献计量学分析中国近10年BIM技术在建筑设计中的演变与趋势[J].建筑技艺， 2020（S2）：92-95.

[3]曾旭东，周鑫，张磊.BIM技术在建筑设计阶段的正向设计应用探索[J].西部人居环境学刊， 2019，34（06）：119-126.

[1]改为“设计与施工”

[2]改为“设计与施工”

[3]改为“的”

[4]对于房建设计，是建筑结构还是机械结构，需要斟酌

[5]改为“使得工程设计工作涉及到各个学科”

[6]改为“建筑方案”

[7]改为“二维平面图”

[8]改为“工程计划”

[9]改为“BIM模型”

[10]改为“设计方案”

[11]改为“功能结构”

[12]增加“呈现”

[13]语句有矛盾，是设计人员还是施工人员难以理解，设计进度和构件之间有何关系？

[14]改为“BIM技术的应用在建筑设计过程中发挥着重要作用”

[15]改为“建筑工程的安全生产”