关于BIM在建筑设计中应用的探析

【摘要】将BIM应用于建筑设计之中，可以有效提高设计的质量与效率，极大地推动了建筑行业的资源优化。结合笔者实践工作经验，文章首先概述了BIM的功能技术，对BIM在建筑设计中的应用优点、BIM在建筑设计中的实际应用进行了探讨分析。

【关键词】建筑设计;BIM;优点;应用

一、BIM功能技术的概述

利用BIM技术可以在一个电子模型中存储完整的建筑信息，这种方法被称赞为一种最新的变革。在BIM应用系统中，建筑构件被对象化，数字化的对象通过编码去描述和代表真实的建筑构件。一个对象需要有一系列参数来描述其属性。这个对象的代码必须包含这些参数。参数通常是预先定义好的，或者遵守某些制定好的规则。这些参数信息就构成了建筑的属性。例如，一个墙对象是一个具有墙的所有属性的对象，不仅包括几何尺寸信息如长、宽、高，还包含了墙体材料、保温隔热性能、表面处理、墙体规格、造价等等。而在一般的CAD绘图软件中，墙体是通过两条平行线的二维方式来表达，线条之间没有任何关联。

BIM技术核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含建筑工程信息的三维模型，建筑工程的信息集成化程度大大提高，不仅可以用于建筑设计，还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等，可以在整个建筑业中发挥作用，管理建筑生命周期的全部信息。

二、BIM在建筑设计中应用的优点

1、BIM具有良好的协调性：各行业项目信息出现“不兼容”现象。如管道与结构冲突，各个房间出现冷热不均，预留的洞口没留或尺寸不对等情况。使用有效BIM协调流程进行协调综合，减少不合理变更方案或问题变更方案3D画面的模拟能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟。

2、BIM通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息：三维几何形状信息和非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格、进度和施工等等集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据。为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”模型三维的立体实物图形可视，项目设计、建造、运营等整个建设过程可视方便进行更好的沟通、讨论与决策。

3、对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况的处理方式的模拟。并有良好的优化性，BIM及与其配套的各种优化工具能对项目进行可能的优化处理利用模型提供的各种信息来优化，如几何、物理、规则、建筑物变化以后的各种情况信息给复杂程度高的建筑优化。建筑设计图+经过碰撞检查和设计修改=综合设计施工图如综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案等实用的施工图纸。BIM提供工程全部信息，将项目各阶段主要参与方都集中，做出项目空间三维复杂形态的表达。虚拟建筑样机，提供建筑物精确的空间关系和数据，与其他3D建模不同。根据3D模型自动生成和更新各种图形和文档，自动协调更改关联变更相应的信息来进行信息共享。当建筑工程中设计对象数据修改时，另外设计该对象会自动进行更新来实现数字化设计和高效化设计。

4、BIM能够实现建筑工程不同部门进行有效的协同工作。建筑工程不同参与部门能够高效的进行信息共享和数据、档案的交流，实现网络文字档案、图表档案和视频资料的上交、审查、审核及使用。建筑工程项目参与的各个单位通过信息化进行沟通和协调工作来实现工程的洽谈和商定，实现工程施工质量的可控性、施工过程的安全性，并进行施工成本和施工进度的动态化管理和实时性监控。

5、BIM能够实现工程设计的检测、分析能源耗费、成本控制等。其能够实现建筑工程项目的交付IPD管理。把工程中不同部门、不同阶段在设计过程中进行有机的集合，使之服务于项目设计和使用的全部过程之中，通过BIM技术实现建筑工程的数字化设计并进行智能化管理，实现建筑工程项目的动态化、集成化和可视化的多维项目管理。通过对建筑物和施工现场立体建模和施工过程中不同阶段的有机链接，不断与施工中的耗材和布置施工场地信息进行有机的集成来组建4D施工的信息模型样本，达到建设工程施工过程中工程的进度、人力配备和材料使用等各种信息的集成管理以及施工阶段的智能化、数字化模拟。

6、能够实现虚拟化的施工。BIM在计算机上通过数据的分析进行建造过程的模型建立，建立的模型能够实现实际施工之前对建筑工程功能和建筑施工难题等可能存在的问题来进行预测，其中包括建筑工程施工的方法验证、施工技术方案的模拟以及施工方案探讨和优化等。其实BIM能够引导建筑信息科技达到更高水平的的新技术和新理念，如果得到全面的应用，其能够为建筑行业的信息化发展带来不可估量的影响和进步，有效提高建筑项目的科学性和有效性。同时其能够也促进建筑行业的健康发展并带来巨大的经济效益，使建筑工程的设计以及工程质量和施工效率明显提高，设计和施工成本有效降低。

三、BIM在建筑设计中的实际应用研究

1、复杂形体设计及建造应用。BIM技术的出现，对于复杂形体设计及建造应用存在着极为重要的作用。通过BIM技术，可以针对复杂形体建筑进行数据上的验证及整合，实现多维曲线设计，以立体形式将设计成果展示出来。建筑信息模型的出现，让现代建筑师可以更加充分发挥自己的创意，展示构思，可以直接的查看设计建筑的效果，进一步优化设计效果，达到建筑设计的新境界。同时，通过BIM技术，可以将复杂的建筑项目进行每一个单元每一个结构的三维模型分析，并进行模块设计或修改，极大的减少了建筑设计中存在的信息误差。

2、综合管线设计与管网综合排查。随着现代建筑的功能日趋复杂，建筑体量不断扩大，建筑中存在的机电管网更是错综复杂，在进行建筑设计时，为保证建筑质量及品质，需要做好综合管线设计，避免出现管线相撞、管线交错、管线施工不当等现象，在传统的建筑设计方式中，建筑管网设计只能通过人力目测的方式进行检测，方式单一，且容易出现管线相撞或交错现象。通过BIM技术中管网检测功能，可以直观的将建筑管网生成三维模型，并分布在建筑模型之中，通过检测功能，系统自动检测出管网设计不当、管线相撞与交错部位并进行标注，极大提高了管网检查效率，保障管网设计的质量。

3、消防性能优化设计。随着超大型、超高型建筑的不断涌现，采用传统的规范设计很难满足建筑的消防要求。通过BIM技术，采用消防性能优化设计，实现消防设计的最优化、科学化、合理化。在消防性能优化设计中包括有毒气体扩散时间、建筑材料耐烧极限、疏散距离及数字化模拟人员疏散时间等各项设计，并为实际应用提供最佳的疏散方案，维护人们的生命安全及建筑安全。

结束语

综上所述，随着城市化进程的不断加快，我国城市建设不断进步，BIM技术已广泛应用于建筑行业。在实际应用中获得了良好的经济效益及社会效益。BIM技术将引领建筑信息技术走向更高层次，大大提高建筑设计水平。

参考文献

[1]龙文志，建筑业应尽快推行建筑信息模型（BIM）技术[J]，建筑技术，2011年01期

[2]王B，BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究[D]，西南交通大学，2011年

[3]陈彦，戴红军，刘晶，成虎.建筑信息模型（BIM）在工程管理信息系统中的框架研究.施工技术.2008