浅谈BIM在建筑方案设计中的应用

文/余其亮 南京长安建筑规划设计有限公司 江苏南京 210000

浅谈BIM在建筑方案设计中的应用

文/余其亮 南京长安建筑规划设计有限公司 江苏南京 210000

本文主要介绍了BIM的涵义及特点，并探讨了其在建筑设计中的应用，以供参考。

BIM；建筑方案设计；应用

BIM 即物理特性和功能特性突出的数字化模型，其是建筑项目全生命周期内为决策提供可靠共享信息资源的综合，BIM利用参数化设计和信息互用性技术，可以对传统设计流程实现改善，而且在项目信息管理方面的能力得到提升，将BIM应用于建筑方案设计阶段，其可视化、协调、模拟、出图、优化等方面的优势，使传统方案设计在效率、质量、创意完成度等方面的缺陷得到弥补。

1、BIM 具有的特性

1.1协调性特点

建筑行业关注的重点就是其协调性。但这个协调性却需要诸多单位如：施工单位、业主以及设计单位良好协调配合，如果工程项目实能得到这样的结果，如果施工出现了问题，就需要另两个部门立即召开工作协调会议，在会议中探讨出现问题的原因，进而探讨问题解决的方案，这些方案就是或则采取补救措施，或者进行变更。问题的出现大都是因为我们的相关专业设计人员之间在进行实际建筑设计时未能及时有效沟通，造成专业碰撞的产生，比如我们在布置暖通管道时，因为施工的图纸在通常情况下是分别进行绘制的，但在具体的施工布置管线的过程中，有可能因为建筑设计好的梁等构件和我们设计的管线布置出现了冲突，造成了施工碰撞，难道我们要解决这些问题，必须在我们发现之后吗？以前就是这样的，但是现在我们借助BIM的技术，就能轻松解决这些问题了，因为在BIM我们可以建立建筑信息模型，这个模型对于观察建筑物的协调碰撞问题就是一目了然，这些具体的详细数据还能自动生成，某设计如图1所示。除此之外，BIM还能够解决很多关于协调的问题，例如防火区、电梯井、地下给排水等与其它布置之间的协调关系。

图1　管道碰撞检查

1.2模拟性特点

BIM具有模拟性的特点，这种特点使得其可以模拟任何东西，甚至可以模拟哪些不可操作的东西。我们还能在设计阶段利用BIM技术完成实验模拟项目，比如：紧急疏散、热能传导、节能、日照等；在施工阶段以及招投标利用BIM技术还能实现4D模拟，即项目发展时间和三维模型共同组成4D，即根据已经编写好的施工组织设计来模拟后面的实际施工，由此得出科学的施工方案来进行实际施工；同样能够我们采用这种技术也可以实现SD模拟(即基于3D模型的造价控制)，并能把成本进行有效控制；BIM还能对建筑物的运营阶段出现灾情时对消防人员疏散以及地震人员逃生等日常紧急情况处理的现场进行模拟。

1.3优化性特点

在实际中我们需要不断的优化三个过程，如：建筑设计、建筑施工和投入运营，而如果我们采用BIM技术可以得到更加优化的效果。这个优化和复杂程度、信息的准确度以及时间的准确性息息相关，其中优化合理的保障就是信息的准确性，而BIM建立的模型是可以给建筑物提供建筑物实际的几何、物理、规则、结构变化等信息。而如果这些信息量太大，我们的设计人员还必须借一些外界条件才能完成，比如：相关设备和科技的手段，对于给复杂建筑工程项目进行优化时，BIM技术以及其周边技术起到了关键性的作用。具体来说，体现在两个方面：项目方案的优化和特殊项目设计的优化。

1.4具有可出图性特点

BIM不光是一个简单的能提供建筑图纸和构件图纸等软件，最主要的是它出来的图纸能都通过建筑的可视化展示，模拟以及优化后为还能够为业主提供更多更重要的图纸。例如：通过BIM当中的碰撞检查可以得到整个屋子综合管线的安装图同时还能够找到错误的地方并进行改正，通过综合结构的留洞能够知道需要预埋的管道，这些图纸可以让业主对于装修更具有合理性，考虑更为周全。

2、BIM 在建筑方案设计阶段的应用要点

就建筑方案设计而言，一般要经过概念设计、初步设计、设计深化、模型分析等几个阶段，本节就如上几个流程分别论述BIM应用要点。

2.1概念设计阶段

在前期的概念设计阶段，场地的各种信息往往是影响设计的决策性因素。场地的分析主要包括地形与周边环境这两个方面，并在此基础上考虑如何利用以及改造环境以合理地处理建筑与场地的关系。可是传统的场地分析有着许多的弊端，例如主观因素过重，大量数据处理迟缓，定量分析不足等，但是BIM的引入给了场地分析新的可能，通过与BIM结合的地理信息系统（GIS），可以对场地和在场地上拟建的建筑物的数据进行处理，通过BIM 技术虚拟成型，可迅速得出数据以支持设计，可以帮助新建项目做出最理想的建筑布局、场地规划等[2]。这一阶段，建筑师可利用BIM建模软件创建与原始规划条件相符的基地及周边环境模型。借助该模型，建筑师可直观地进行对场地信息的分析、整理、推敲，并结合任务书中对建筑的各方面要求进行深入分析，以确定建筑布局、体量、方位、结构以及与场地的关系等基本要素。随后利用BIM相关软创建其体量模型，并进行多方案比较分析，并结合相关建筑指标以及BIM 对日照、风环境等模拟分析，推敲建筑形体的内在联系以及建筑与场地的关系，得出最优概念方案。

2.2初步设计阶段

概念设计达成共识之后，将会进入初步设计阶段，这一过程的主要任务是按要求进行平面流线、功能布局及结构的详细设计。相对于传统的天正CAD运用点、线等几何元素作为组织平面布局所使用的基本元素，BIM 相关软件Revit中使用的则是智能的建筑构件。同时，建筑师可借助BIM的3D模拟功能漫游于建筑空间内部，直观的立体感受便于建筑师推敲调整项目的空间组织、流线布置，评价其空间与外环境的关系。另一方面，Revit软件中，可以通过对墙体等构件的属性设置进行详细的材料选择，并可在不同的视图中调节详细成都以调整建筑材料的显示模式，这是传统CAD绘图所不能达到的[3]。同时，以3D的形式直观地呈现出来，便于建筑师推敲调整。从而，确保建筑师意图得到比较全面的表达。

2.3深化设计阶段

初步设计完成基本的流线、功能及形态设计后，就将进入方案深化阶段，及详图设计，也就是所谓的施工图绘制。Revit软件中的详图视图功能可以实现详图与模型视图的图元双向关联，从而确保图纸修改过程中的精确性与高质量。Revit软件提供的详图设计工具和详图编辑工具是二维的设计工具，其操作的基础是从三维模型中提取的基本二维图纸。由于模型中提取的基本二维图纸在很多方面不能满足现行的施工图标准，因此需要运用详图设计工具和详图编辑工具对其进行进一步完善、深化，最终获得符合施工图出图标准的二维图纸[3]。另一方面，深化设计阶段需要建筑师与给排水、结构、设备、暖通等专业工程师协同配合。就目前而言，协同设计多是指基于CAD文件之间的外部参照，使各专业之间的数据得到可视化共享，并通过现场、语音、文字等沟通方式交流成果，讨论设计修改细节，是一种双向的线性模式，具有一定的延滞性，不能保证项目图纸的变更实时地在各专业之间共享。通过BIM的介入，设计师终于有了一个高效而便捷的平台进行协同设计，通过BIM，可以让分布在不同地方的不同专业的人员通过网络的连接来完成设计工作，所有用户都可以实时从中心模型共享这些修改，极大的提高了各专业的协调性。（如图2）

图2　BIM 协同设计过程

结语：

综上所述，BIM技术的应用不但会缩短项目工期，这将大幅提升工程建设项目的效益。从目前的发展速度来看，虽然BIM技术取代传统技术还需要一定时间，但不会太长。不难预测，在不远的未来，BIM技术将在工程建设领域掀起新的一轮技术革命，推进建筑设计行业的可持续发展。

[1]姜剑峰.BIM技术在建筑方案设计中的应用研究[D].青岛：青岛理工大学，2012．

[2]梁波．基于BIM技术的建筑能耗分析在设计初期的应用研究[D]．重庆：重庆大学，2014．