浅析BIM技术在建筑设计中的应用

赵一锋 席岳琳 张玉梅 王 苗

（河北建筑工程学院，河北 张家口075000）

随着计算机信息技术的发展，信息化管理正逐渐取代以往项目管理技术逐步成为项目管理的新兴趋势.而BIM技术，这种建设兼具物理特性与功能特性的数字化模型项目，这种从建设项目的最初概念设计开始的整个生命周期里做出任何决策的可靠共享信息资源，正逐渐使项目管理经历着信息化革命.具体而言，起源于20世纪70年代的BIM（Building Information Modeling）技术，即通过在项目建设过程中引入新型计算机信息技术，加强图纸平立剖面和透视等各环节一体化处理，增强各专业间交流配合，尽早完成建筑模型构建，加快施工图纸绘制进度，提高在建项目施工建设效率.因此，尽管引入中国时间不长，多项国内或国际工程中已开始逐步使用BIM技术，并且，随着技术不断深入和完善，BIM技术在项目建设中所发挥的作用也将日趋明显.

1 BIM概念及内涵

BIM的概念最早起源于美国，是Autodesk公司和美国Benetly公司于2002年首次提出的，国内常称为建筑信息模型技术，它利用数字模型对项目进行设计、施工、运营、维护的管理过程，实现信息化和数字化在建筑行业中的灵活运用.在建筑工程领域，如果将Auto CAD技术的开发应用看做是建筑设计由手绘到计算机绘图的第一次革命，那么，BIM技术的使用，这种把建筑绘图由多专业分别分步绘图转换为多专业共同绘图的计算机信息技术，将创造建筑设计工程行业的第二次革命.简而言之，BIM技术是工程项目管理过程中使用的一种全新的信息化管理技术.

2 传统建筑设计手法沿革

传统的建筑设计手法是在建筑师确定方案立意构思之后，逐步推敲深化初始方案，之后完成施工图设计，实现数据准确化，并且最终交付施工单位完成整个项目现场施工建设.

自20世纪80年代初起，建筑师开始借助Auto CAD设计系统完成建筑项目的设计和施工工程，在较短时间内，使用计算机绘制并打印项目大部分图纸，取代已有手工绘图作业，这样一来，既减少了手工绘图任务量，降低人工误差，又提高工程施工效率.然而，这种以集合为基础的技术体系也并非完美，虽已在建筑行业应用几十年之久，但最终的图形文件却只包含了建筑项目的部分设计信息，并未实现信息系统一体化建设，因此，大型建筑设计项目只能通过人工来协调，工程任务依然艰巨.

随着个人计算机计算能力的提高，建筑设计领域逐渐出现了更为高级的Object（对象）——Auto CAD应用软件系统.其中数据“对象”，如门、墙、窗、屋顶等，在包含建筑图形数据的同时，也储存了建筑的非图形数据.这些系统支持三维的建筑几何模型，并可借助三维模型生成二维图纸.

但Object（对象）——Auto CAD系统仍然是以Auto CAD为基础完成整个项目建设过程的，仍旧使用基本的图形文件存储和数据管理系统，依然强调建筑图形，且未能最优化创建和管理建设项目信息.

从上述内容我们不难看出，传统建筑设计技术确实在一定程度上满足了不同时代对于建筑设计表达的具体需要，但由于技术局限，始终存在一定弊端.

3 BIM技术应用及实践优势

在建筑设计过程中，建筑设计师、结构工程师、设备工程师以及电气工程师共同参与建筑模型的建造过程，完成包括建筑功能布局、材料信息、构造信息在内的所有建筑图纸内容，建成的计算机模型系统因此成为建筑各专业信息汇集的综合性电子数据库.有了这样真实的智能的建筑模型系统，我们可以随意提取任何建设项目相关信息，包括建设方案的平面图、立面图、剖面图以及建设项目构造的各部分节点详图，还可以输出建筑材料预算、施工进度安排、后期物业管理以及建筑信息维护等内容.

BIM的信息汇总能力是传统设计方法所无法比拟的，当然，其优势也远不止如此.它使建筑设计过程摆脱了建筑专业领头，其他专业跟进，遇到问题再回归建筑专业重新改动修正的重复繁琐模式.在模型建立过程中，各专业需共同参与，所有问题会在同一模型中及时反映并修改调整，在建模型过程中得以解决，这样也就有效避免了出图后由于沟通不利造成设备管道与结构设计间相互埋怨的尴尬情况.此外，完成交付时，也不会再像以往提供一卷卷实体蓝图，所有信息均可通过模型完整体现，项目施工方案的可预见性大大增强，施工方发现设计问题的速度相应缩短，解决问题速度也将得以快速提升.同时，在施工过程的任意阶段，还可以通过与BIM模型的关联来维持造价计算结果，保证施工进程安排准确，为设计方、施工方、管理方创造了统一沟通平台，减少数据重复修改，保证信息精确，进一步提高施工效率，加快施工进度.

当然，大部分设计师对BIM技术尚且陌生，目前在处理建筑的三维空间关系时，依旧经常使用3Dmax或Sketchup软件建模.这些软件出现时间长，易于掌握，处理规则体型较为方便，但无法完成图形矢量化工作.如需处理复杂的不规则体块，在图形表达方面存在明显缺陷.近年来，AutoCAD公司和Microstation公司分别推出全新三维协同软件Revit、Vasari和Gc软件，美国Robert McNeel公司也于1998年推出了新型渲染软件Rhino，在建筑表达方面实现了三维协同和数据库共享条件，处理复杂体形也有独到之处，受到很多一线设计师推崇.软件的发展与更新使得BIM数字化设计应用也越来越广泛.

现如今，世界知名建筑师事务所也逐渐开始选择使用BIM技术进行项目方案设计.在F·盖里的事务所中，他们用先进的模拟软件进行整体环境设计和模型制作，施工图所需数据也全部从已建成的数字模型中获取.他的毕尔巴鄂古根海姆博物馆就是完全采用数字化设计实现的，建筑信息模型技术不仅应用到了项目建设的整体施工过程中，在设计阶段还应用于结构和材料分析部分，使得看起来复杂的扭转体块叠放问题得以有效解决.在国内，一些大型建筑设计公司也纷纷开始尝试使用BIM技术，如CCDI悉地国际，充分利用BIM数字化信息模型技术完善并建成了一座座经典建筑.

图1 BIM实例1—杭州奥体博览城主体育场

图2 BIM实例2—长沙梅溪湖国际文化艺术中心

4 结 语

BIM技术是一项具有广阔发展空间的信息技术手段，它为建筑设计提供了全新的途径和方法，对建筑师的创造能力以及设计团队的配合协作能力也提出了新的要求.建筑设计项目可同时分成许多部分，建筑模型由各专业多小组共同协作完成，以提高项目建设效率.虽然目前在国内BIM技术的研究和应用仍处在初级阶段，不过相信在各方共同努力下，BIM技术必将在我国建设行业中发挥应有作用，推进我国建筑行业的快速健康发展.

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［3］欧特克软件（中国）有限公司.BIM技术给力建筑业推动行业大变革［J］.网络与信息，2011，（05）：14～15

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