关于BIM技术在工程设计中的应用分析

摘要：计算机辅助设计使得设计人员从手工劳作转向计算机辅助设计，是巨大的技术进步。三维建筑信息模型(BIM)技术在工程设计中的广泛应用，更是行业内新的一场新的技术革命。本文概述了二维设计存在的缺陷，对BIM技术在工程设计中的应用优势做出分析。并对未来工程设计中BIM技术的发展前景做出展望。

关键词：计算机辅助设计BIM技术工程设计

中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：

一、传统的二维设计在工程设计应用中的现状

二维设计中的问题主要有：各专业设计信息交流不畅、施工过程中协调性差、整体性不强等。传统的二维设计，对同一个建筑构件，需要使用多张视图才能表达，对一个建筑构件对象，需要绘制多次，效率比较低。而且一旦有变更，多个视图都需要重新绘制，影响到其他专业也需要调整绘制，变更的代价比较大。由于设计人员是凭想象力来恢复出三维图，这就很容易出现偏差，往往导致设计和实际情况不相符，特别是在设备设计上，管道之间很容易就由于相互之间的碰撞而无法在施工时正确定位。这个时侯再做设计变更就需要做解决方案、签证，导致工地停工，工期延长，增加了施工成本。

二维设计数据传递能力差，信息共享困难。二维的设计模式，以纸介质的蓝图进行信息传递，所有的信息必须要人多次转换。现在由于市场驱动，已经逐渐可以通过电子文档来传递，但是由于这种二维表达方式先天的不足，让计算机自动认知这些离散的线条和文字还是很困难，虽然一些软件提供了识别转换功能，但是还是需要人的干预，这些干预时间是浪费的时间。二维设计传递的信息量也是非常有限的，基本上只是设计的几何信息，其他相关的施工信息和空间信息以及管理信息都难以表达和传递。在上游和下游之间信息共享很难，这已经制约了行业的信息化发展。如何解决传统二维设计应用中存在的缺陷和不足，已成为当前行业研究机构的重点研究课题。

二、BIM技术在工程设计中的优势分析

BIM技术是以三维数字技术为基础，集成了工程各种相关信息的工程数据模型，是对该项目相关信息的详尽表达。BIM技术的应用软件(例如Autodesk Revit)为所有专业间的协同作业构筑了一个平台，提高了建筑设计效率和设计品质。

BIM不仅包含了建筑师的设计信息，而且可以容纳从设计到使用，甚至是使用周期终结的全过程信息，并且各种信息始终是建立在一个三维模型数据库中。BIM可以持续即时的提供项目设计范围、进度以及成本信息，这些信息完整可靠并且完全协调。BIM能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问，使建筑师、工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目。这些信息在建筑设计、施工和管理的过程中能促使加快决策进度、提高决策质量，从而使项目质量提高，收益增加。BIM技术提供的自动协调更改功能可以消除协调错误，使得设计修改更容易。一个地方的修改会使所有结果都会在整个项目中自动协调，各个视图中的平、立、剖面图自动修改。

图1 BIM技术在建设行业产业链协作的示意图

BIM的应用不是只局限于设计阶段，而是贯穿于整个工程全生命周期的各个阶段（包括施工和运营管理阶段），见图1。①在项目生命周期的施工阶段，BIM可以同步提供有关工程质量、进度以及成本的信息。它可以方便地提供工程量清单、概预算、各阶段材料准备等施工过程中需要的信息，甚至可以帮助人们实现建筑构件的直接无纸化加工建造。利用BIM，可以实现整个施工周期的可视化模拟与可视化管理。BIM可以帮助施工人员促进建筑的量化，以进行评估和工程造价，并生成最新造价与施工规划。旅工人员可以迅速为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划，从而和业主进行沟通，将施工过程对业主的运营和人员的影响降到最低。BIM还能提高文档质量，改善施工规划，从而节省施工中在过程与管理问题上投入的时间与资金。②在项目生命周期的运营管理阶段， BIM可同步提供有关工程使用情况或性能、入住人员与容量、建筑已用时间以及项目财务方面的信息。BIM可提供数字更新记录，并改善搬迁规划与管理。它还促进了标准建筑模型对商业场地条件(例如零售业场地，这些场地需要在许多不同地点建造相似的建筑)的适应。有关工程的物理信息(例如完工情况、承租人或部门分配、家具和设备库存)和关于可出租面积、租赁收入或部门成本分配的重要财务数据都更加易于管理和使用。稳定访问这些类型的信息可以提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。

三、bim技术在我国工程设计中的应用现状和前景展望

3.1应用现状

在国内，建筑信息模型及协同作业在“十一五”国家科技重点支撑项目《建筑业信息化关键技术研究及应用》中被列为重点实施项目；在“十二五”计划中列为重点攻关项目。国内先进的工程设计机构和地产公司纷纷成立BIM 技术小组，同时，北京、上海、广州等地的专业BIM咨询公司在建筑项目生命周期的各个阶段（包括策划、设计、招投标、施工、运营维护和改造升级等）都开始了BIM 技术的应用。

上海中心项目是近几年国内运用BIM技术的代表。上海中心大厦塔楼设计采用螺旋双曲面玻璃幕墙，形体空间很复杂。美国的Gensler设计公司会同其结构设计分包TT，采用BIM设计理念，不仅解决了复杂曲面的平立面定位的问题，而且基于BIM技术的三维设计协调，确保了建筑与结构专业的协同工作。

而近期国内最出名的BIM项目就是国际建筑大师扎哈·哈迪德与SOHO中国合作的银河SOHO和望京SOHO，见图2。SOHO中国的董事长潘石屹曾说：“望京SOHO的建成，核心技术和核心竞争力都是BIM”。潘石屹曾在微博中也提到：“望京SOHO无疑是21世纪全球商业世界的创新性建筑”。无论在微博中、在网上租售平台里还是在媒体报道时，潘总都会强调BIM是SOHO的新武器，是行业里的第一例应用BIM系统的房产商。

图2 银河SOHO和望京SOHO（主要采用圆弧流线型设计）

3.2前景展望

信息技术的发展为工程设计师的创作思维插上翅膀，也为创意的实现提供了支持。以BIM为代表的信息技术的发展更是带来了设计模式的变革。BIM技术对整个建筑设计行业都必将产生深远的影响。它以软件技术和信息技术为载体，形成完整的工程数据库，提高项目整合度，为造价管理提供全面解决方案，帮助造价咨询公司更加有效和高效地进行项目全过程造价控制，从而获得竞争优势。

现今，BIM技术虽然在国内外都受到高度重视和应用领域越来越广泛。但BIM作为当前新兴的科学技术，由于思维转换慢及建筑标准规范的差异问题等，迄今为止，BIM技术在我国的应用还处于初级阶段。这就要求设计人员要不断提升自我。工程设计企业作为城市形象的规划师和塑造者，必须勇于吸收新技术，与时俱进、不断提升企业自身竞争力，不断完善其理论和技术体系并应用于实践。只有各方面力量的共同努力，才能促进BIM技术的深入发展和广泛应用。BIM技术在未来工程设计项目中将发挥更大的作用，为企业和社会做出更大的贡献。

结束语

面对信息革命和迅速发展的高新技术，设计单位面临着来自多方面的挑战。既有快速发展的城市建设带来的越来越紧迫的设计任务，又有来自国外设计公司的强大竞争，同时层出不穷的新材料、新技术，以及新的设计思想。为适应现代设计发展形势和行业信息化发展的需要，BIM技术应运而生。BIM技术在工程设计行业的广泛应用，是推动建设行业整体走向信息化集成的关键，也是提高行业技术和管理水平的关键，更是提升我国工程设计水平的有效手段。

参考文献

[1]刘照球．李云贵．建筑信息模型的发展及其在设计中的应用．计算机辅助工程．2009

[2]李玉娟．BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[D]．重庆大学，2008．

[3] 李兆丰．SOHO中国：商业地产中的“苹果”——《潘石屹与BIM不得不说的故事》