BIM技术在建筑设计的实用性

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摘要：随着时代的进步与发展，人们对于建筑的需求和要求也就越来越多样化、多元化，对建筑的形态、规模和功能的要求也就越来越多，建筑设计涉及的行业就越来越多。随着建筑产业的升级，为实现建筑项目进度、成本和质量的效率最大化，对建筑的全生命周期管理提出了要求。bim技术应运而生，即建筑信息模型（BuldingInformatiomModeling）简称BIM。工程人员可利用Revit系列、广联达、Fuzor、Navisworks等软件，为业主提供设计、建造、运营等专业化服务。对于建筑设计而言，设计工具从二维转变为三维，模型信息化也要求设计者始终贯彻协同设计、绿色设计的理念，以实现建设项目节能减排、降低成本、减少污染的目标。

关键词：BIM；建筑设计；协同合作；三维设计技术

现在传统的建筑设计体系已经不能满足建筑行业的需要。其是由多个专业分别参与完成的一个体系，比如说设计一栋住宅，由建筑专业完成二维图纸的设计后，交给结构、暖通等工程师，而一个建筑项目的完成一般是由建筑、给排水、结构、电气、暖通空调、消防等专业分别完成，缺少相互的协作。建筑专业在建筑设计中占据主导的位置，现在的建筑设计在符合设计规范的基础上，还要根据客户的要求随时进行修改，频繁的修改很可能无法及时反馈到各专业工程师处，这就很容易对后期施工造成困难。另外在建筑设计的过程中，电线、水管、暖气管道等错综复杂，设计人员需要在有限的空间中对所有的管道都进行标识，图纸都需要进行细分，这就很容易导致设计人员和施工人员出现失误，简单的二维设计，在处理交叉管道和线路的能力有限，这就可能导致信息在传递的过程中出现设计人员和施工人员的误判，影响建筑项目的完成。这时使用三维软件对项目进行设计分析就显得尤为重要。用BIM进行建设项目设计，首先是建筑专业在共用平台上（如Revit）依据规范绘制建筑模型，其他专业的人也能同时利用该模型同步开展自己的机电设计。进行管线设计时，觉得建筑构件开洞不合理的地方，在图上标注出来，建筑专业工程师能同时在这个平台上看到，从而修改自己的设计图，或是利用软件进行碰撞检查，主动发现冲突，进行修改，从而实现各专业协同设计。就像腾讯文档一样，大家同时在线编辑，提高各专业的交互性，协同设计以提高设计及建设效率。

1BIM的概念和特点

建筑信息模型(BuildingInformationModeling)简称BIM。是近几年被提出来的新概念，采用的是最新最先进的建筑软件设计理念，其中的“建筑信息”指的是建筑项目空间的设计与建筑项目设计的数据信息，而“模型”指的是在项目开始之前，对项目的过程的描述、建筑运营进行模拟，因为采用BIM技术可以提前清楚的了解项目的建造和使用情况，因此BIM有着“一套描述建筑建造生命周期过程的信息模型”的称号。BIM是由多个专业共同完成的，它是一个集多元化、信息化于一体的一个模型，包含了整体项目的建模、数字建筑模型的建构、项目生命周期管理、可以更完善的展示出设计的模型在建筑物建造过程中的状况，能够让相关人员清楚的看到建设项目的规划、设计成果、施工过程、预计使用时间、拆除后的材料处理等，可以看到整个建筑物的生命周期。

2BIM的特点

①在三维空间中建立单一与数值化的建筑信息模型，而建筑物相关信息皆出自于该模型中，建立其数据库将信息以数值方式输入其中，使方便更新和共享。②设计BIM参数时，建立实质及一致的关联性，当需在参数上的做任何更改时，便可透过参数实时反应出来，大幅减少工程信息在制与交换的界面问题，达到工程增加效益功用。BIM的发展，为建筑产业革命的技术，更是一大迈步，使营建工程项目能如期、如质、低成本，对施工产生的风险也可有效预防，以下针对BIM的优势，简单分为以下三类：

2.1图示表达更明确

BIM技术展示的图纸更加清晰，相比于2D时的图纸，能更加明确的知道自己的设计信息，对于各个专业之间的沟通更为便利，不需要互相反资料这种浪费时间的过程，而且能够清楚的看到管道是否打架等情况，直观的反映出管线交叉情况，并且能够更加准确清晰的将设计目的表达给施工人员以及客户。

2.2模拟分析更精确

BIM能够建立建筑模型并进行参数设定，可随时通过对相关参数及数据的调整来观察工程数量、建筑物理数据、节能性能等的变动，同时三维视图使可视化沟通机制向前大大迈进。如此便捷、强大的功能，都建立在建筑模型建置的精确度，环境参数设定、建筑材质性能参数的准确性之上，而参数的准确性则仍有赖软件开发商的搜集与精细量化，才能确保建筑信息的可信度与质量。

2.3提供材料信息更准确

BIM可以使各专业人士在共同的平台上，整合工程信息、机电组件、建筑构配件等，搜集建筑项目所有信息，且能依据使用者的需求调整模式与输出视图，能通过协作性软件进行碰撞检查，明确的找出工程冲突与缺漏，并准确输出各种工程构件、材料明细表，以达成全面质量管理的零错误目标。

3BIM现状

3.1利用率过低，普及度不够

随着相关政策的落地，国内正在大力推广BIM技术的应用，在北上广深等中心城市已经推广使用。但由于BIM技术专业人员缺乏，现有从业者软硬件更新及绘图、工作习惯的改变需要一定过程，BIM技术在全国范围内使用仍然不够普及。现在我国的建筑设计大多采用的都是单向性作业，即所有的设计都是单向传递的，各个专业只有在接到这个工作的时候才会着手去做这件事情，不会提前准备或者是提前知晓设计的进行程度。而当设计图纸设计完成后，就会直接交给施工方面，并没有设立任何的反馈机制，而一个建筑项目的设计远不是如此进行的，项目的完成本就需要各个专业一同协商共同调整。而且这种处理方式还会导致设计琐碎。设计信息重复，还会导致设计的多义性，对施工方面带来不利的影响。

3.2系统过于庞大复杂

由于BIM涉及建筑的全生命周期，必然包含方方面面的内容所涉范围极广，这也决定了其系统必然庞大复杂。BIM技术整体而言仍属于新技术，目前还处于快速发展阶段。BIM技术在建筑设计的方面，无论是理论及技术层面，还是工程应用层面都还有比较大的发展空间。由于BIM模型包含大量参数信息，而并非简单的几何体，因此它他需要将多个功能整合到一起，这就导致系统不可避免的庞大、复杂，给人们以极大的沉重感，而且对于初学者来说不够友好，而且庞大、复杂的系统对电脑硬件的要求高，在软件操作过程中必然存在反应迟钝的现象，设计人员的实际使用体验不够理想。

3.3参数化设计应用研究不足

BIM所采用的参数化不是标签，而是一种本质，能够反映建筑物理性能及运营效果的本质。目前参数化设计研究多侧重于算法的研究，对于参数化设计具体应用的研究较少，研究多侧重算法的验证或新算法的提出。而对于BIM技术的核心则在于建筑信息参数在其全生命周期的运用，信息传递的重要性不言而喻，在信息化高度发展的现在，拥有信息无论是对企业还是对个人来所都至关重要，在建筑设计的过程中参数信息传递的效率及准确性，直接影响工作的效率与工作的质量，因此一个完善的参数化体系就很重要，可以大大加快人们处理和设计产品的时间。

4产生问题的原因

4.1计算机辅助设计软件的兼容性

在我国，对于做BIM的软件较多，在建筑设计的过程中需要各个专业共同配合，但是每个专业都有每个专业使用的软件，因为需要的软件功能不一样、性能不一样，因此每个专业的设计人员都会使用对自己最为便利的软件对设计建筑设计进行处理。而不同软件之间的兼容性一直是一个很大的难题。信息传递不到或者传递的不完善，就导致信息断层。

4.2BIM设计能力有限

建筑设计很少是一个人可以完成的，俗话说的好，术业有专攻，每个专业都有每个专业的重点、要点和难点，所以建筑设计一般是由项目小组统一完成。但是由于建筑项目的独特性和复杂性，建筑项目的设计内容关联度很高，牵一发而动全身，这就要求在建筑设计的过程中，需要对设计的信息进行实地、实时的更新、传递。一个合作共处的平台是很重要的。以Revit为例，其目前已经可以整合建筑、结构和机电专业模型信息，然而其功能还处于不断完善之中，三维建模能力还是有所欠缺的，主要表现在异形曲面构造方面，由此可见仅仅依靠单独的软件是无法完全达到设计要求的，BIM技术的实现需要多种软件配合完成，这又要求各种软件间的协同交互功能需要各软件开发商的合作。

4.3信息零散，不易整合

我国人口众多，地大物博。不同气候分区对于建筑的节能标准、节能要求差别很大；而且每个地区都有每个地区的行业标准，就以上海和合肥为例，上海的污染物排放的标准要远低于合肥的排放标准，因此在进行项目设计的过程中，不仅要参考国家标准，还要参考每个地区的标准，这就导致工作难度大大加大，如果全部按照最严格的标准来执行，太浪费财力了且没有必要，这也是我国在参数化的研究上还没有太大的进展的主要原因。

5BIM技术在建筑设计中的应用策略

5.1整合设计

整合设计简单来说就是针对不同的设计任务的设计循环组合，即将建设项目设计划分为不同的设计目标，在这个基础上，安排不同的人员对项目进行设计，在设计的过程中，后面的设计要以前一阶段的设计的成果为依据，在其基础上进行下一阶段设计。在设计过程中，设计人员需要不断的对设计项目进行调整，并且要同不同部门的设计人员进行沟通交流，从而满足建筑设计的要求。一个BIM模型并非简单的说就能够做出来的，BIM的完成必须依靠相应的设计软件来进行完善处理，而BIM中存在着大量的数据信息和设计理念，因此BIM必须依附于最新的信息技术，这个技术可以有效地处理庞大的图片与文件信息，而且更重要的是在设计的过程中，每个行业都有各自行业的准则和规章制度，因此BIM技术需要有标准化的配套措施，使设计人员设计的建模可以与业界达到共同的目标，将BIM导入于建物生命周期最初的规划设计时间，通过计算机对其进行数据分析与资源共享，在建筑项目的生命周期内，设计人员根据自己的专业知识，利用BIM整合所有的信息，对这些信息分别进行处理，可以使建筑设计的施工人员减少营建工程成本以及增加工程质量，让建筑项目的设计人员提高工作的效率。

5.2加强对BIM专业人员的培训

建筑设计的设计过程为：方案设计、初步设计、施工图设计等一系列阶段，其中每个阶段的完成都是一个需要进行大量调整、修改、再设计的动态的过程，牵涉到的各专业设计人员不计其数，每个设计阶段都需要大量的信息支持，像是现场情况、设计规范、甲方需求及各专业协调等，因此学会使用BIM系统至关重要，可以将规范化的需求填写到系统中，设计出问题可以第一时间进行解决。

5.3增加对BIM的研究

目前，BIM技术的应用对建筑设计来说还是一种先进的设计技术，因此还有许多的发展空间，而我国在BIM无论是在系统开发、应用范围还是在文献著作方面都远不及西方发达国家水平，而且大多数的西方软件，在我国不仅要收取昂贵的专利费用，而且相关项目信息涉及国家信息安全，因此增加对BIM科研系统的投入，使我国在BIM技术上有了质的突破，以保障国家安全、减少专利支出，才能从根本上解决问题。而且对BIM的设计投入增加，也可以提高设计效率，有效控制项目建设成本，提高运营水平，实现建筑智能化，一举多得。

参考文献

[1]韩笑影.BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究[D].吉林建筑大学,2017.

[2]刘明依.BIM技术在旧建筑改造设计中的应用研究[D].中国矿业大学,2015.

[3]邵光华.BIM技术在建筑设计中的应用研究[D].青岛理工大学,2014.

[4]王慧琛.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[D].北京工业大学,2014.

作者：张婷婷 单位：新疆建设职业技术学院