BIM技术在建筑设计中的应用探讨

【摘要】现如今，建筑工程使用功能多元化，人们对于建筑结构设计越来越关注，通过应用BIM技术进行建筑设计，能够有效落实各项细节。本文首先对BIM技术进行介绍，然后对BIM技术在建筑设计中的应用进行分析，并结合工程实例，对BIM技术的应用要点进行详细探究，以期为类似工程提供借鉴。

【关键词】BIM技术；结构模型；协同设计

1、引言

随着经济的发展，工程项目的规模愈加庞大、工艺愈加复杂，一旦设计方案修改，即使很小的变动都会产生连锁反应，同时还会造成各个专业之间协调配合难度增加。BIM技术是一项以数据为依托，充分融合现代化信息技术与建筑结构设计专业知识的综合性技术，借助三维仿真模拟实现建筑模型展示，能够为设计人员创建虚拟建筑场景，提升设计水平。因此，对BIM技术在建筑设计中的应用进行详细探究迫在眉睫。

2、BIM技术及其应用特征

BIM技术以信息化手段与技术为支撑，首先将建筑设计相关参数与数据存储到数据库中，实现建筑数据的信息化存储、关联与共享，再以建筑构件作为基本组件，基于数据库中的建筑相关参数实现基本组件的立体组合，在建筑信息以及BIM建模技术的支撑下实现建筑三维仿真建模与可视化表达，改变了传统建筑软件以二维成图为主，以三维建模为辅、三维仅仅用于展示与可视化的应用现状，其以逼真的立体建筑构件，营造出真实的三维建模场景。

3、BIM技术在建筑设计中的应用

3.1在初级阶段的运用

将BIM技术运用到建筑工程设计的初级阶段，BIM技术存储诸多信息和技术，可以建立完整的极为丰富的的建筑模型，是各种信息的主要承载体。运用了此技术以后，各种设计从此具有了实际运用性，不仅能够做到将建筑的整体外观很好的呈现，并且会将建筑内在的各个部分充分的展现。因此，BIM技术的运用，对于建筑工程设计上的作用非常重要，改变了传统设计方式。

3.2在设计过程中的应用

通过三维模型进行全方位的设计，掌握整体结构的设计，能够对建筑工程设计方案进行深度的分析和改进。对于深化建筑设计而言，BIM技术运用碰撞检查的方式，使其有检查优势。BIM技术为建筑工程的总体设计提供更为便捷的协作体系，能够有效缩短信息传递的周期，提高建筑工程设计工作的效率和质量。

3.3模拟建筑结构模型

现在中国的建筑设计，一般还是使用传统的图纸，对于建筑设计方案，通过图纸来展现。然而BIM技术的运用，实现了将整个建筑视作为统一的一个整体，可以模拟建筑结构的真实情况。在建筑施工时，人员获取所需要的信息均可以在BIM技术构建的模型中得到，设计人员把原来的施工图纸、设计方案等信息均集中在了BIM系统中，在建筑工程的施工人员施工时，能够及时收到已修改图纸的信息，以此达到工程资源的共享。

3.4协同设计

BIM技术在建筑结构设计中，能通过数字化创建的唯一的模拟信息化模型实现水暖、机电、结构、建筑等系统的交换，跨越了多种专业，集成化的设计模型能够集中各类三维模型信息，然后分享给所需的其他专业团队，这种共享性能保证建筑设計多方参与者均能掌握好所需信息，并进一步运用这些信息投入到工作中，无论是施工企业、制造商、业主，还是结构工程师、设备工程师或者建筑设计师都改变了以往的工作方式，以相同的参数作为基础建筑模型，有效展开协同工作。例如，若建筑设计师选择增加构件进行建筑设计，则结构工程师会将墙、柱、梁等材质结构的完整信息融入到BIM模型中，设备工程师则根据新增构件所处的位置、数量和方式等，配备相应设备于建筑内，并在测试各种设备数据信息的基础上，如果产生异常进行调试，能确保建筑良好的整体设计效果。在各种专业协调设计中有效应用BIM技术，所有信息都能被各个专业工作人员所共享，有利于协同工作的开展，促进建筑结构设计和施工顺利进行，进而实现良好的建筑质量。

4、BIM技术在建筑设计中的应用实例

4.1工程概况

某工程项目由9栋建筑组成，总建筑面积为82555.07m2，其中计容面积为72379.82m2，地下建筑面积10175.25m2。本次设计范围为完成一期建设的二标段建筑单体包括建筑、结构、给水排水、建筑电气、采暖通风与空气调节的BIM设计内容。

4.2建立模型

通过对建筑方案的复杂程度以及对模型深度的要求分析，本项目最终选取Revit作为核心建模软件。首先由建筑设计师创建工作集，并在自己的工作集内将初步方案图纸以DWG的文件格式导入至Revit建筑模块中，根据图纸进行建筑模型的创建。这些建筑构件都有自己的参数，可以使用参数来精确调整和控制构件的形状、大小、材质、构造层等，只需要编辑一个数字即可，这是Revit和其他三维建模软件的根本区别。然后，由结构工程师进入工作集，通过建筑师搭建的BIM平台，用Revit的结构模块进行梁、柱、板、屋面及楼梯等相关结构构件的布置和完善。最后，在此基础之上，由设备工程师将完成的建筑和结构BIM采用链接的形式引入RevitMEP模块中，根据设备的型号、外观及各种参数，提供出完整的给排水、消防、电气信息模型，管道平立剖面图、材料统计表。

4.3交叉碰撞检测

本项目设计过程中，9栋建筑共计检测出2000余处碰撞，通过梳理可以发现问题多集中在管线于管线间、管线与梁柱之间，究其原因是传统二维管线综合将各专业平面叠加，结合局部剖面图来检测的方式存在表达上的不足，在管线较多、空间较为复杂的情况下，难以进行准确的检测，另外在二维图纸中，管线是以线性的方式来表述的，极难把控因管线翻高而造成的避让空间预留问题。利用BIM技术可以通过计算机实时检测管线碰撞，精确度也高。机电专业人员用REVITMEP自带的碰撞检测功能自行查错并实时调整，保证专业内部无碰撞。各专业初步建模完成后，再利用Navisoworks软件进行专业间的碰撞检测，依据生成的报告进行优化设计，并通过反复的调整检测来确保所有硬碰撞问题的解决。

4.4室内净高优化

本项目应用BIM技术进行2.9m的净高控制要求。首先，通过建立一个标高检查过滤器，依据要求设置好相应管线的最低标高要求，设置过滤器所显示的颜色，应用过滤器后低于设置标高的管线即会通过相应的颜色显示出来。然后，建立一个天花板平面，按要求设置好天花板标高，通过碰撞检测功能检测天花板跟相关机电管线之间的碰撞结果，即可查找到不满足净高要求的位置。另外，对于一些较难抉择修改的地方，组织各专业负责人共同商定解决方案。通过这些环节，大量的节省了人工排查的时间，提高了综合排布的效率。

4.5虚拟漫游

在最终的成果展示阶段，本项目尝试着将BIM技术与VR（虚拟现实）技术相结合，关于虚拟漫游，除了Revit自身的漫游功能外，还可以使用与之相兼容的Navisoworks或是Fuzor等相关软件。由于本项目的展示重点在于漫游的视觉效果，因此最终选择了Fuzor作为漫游展示平台，此外还配套使用了虚拟现实的头盔以及手柄，给予了体验者身历其境的沉浸式漫游浏览。无论是在展示阶段，还是在各专业的沟通和协同工作中，其三维空间的直观性以及属性信息的可查询都显示出了BIM技术的优势。

结语：

综上所述，本文主要对BIM技术的概念及其在建筑设计中的应用方式进行了详细探究。BIM技术在当前建筑设计中有着广泛运用，可以有效降低建筑设计的难度，提高建筑设计的水平，对建筑设计发展有着极大推动作用。因此，加强对建筑设计中BIM技术运用的研究至关重要。

参考文献：

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[3]杨震卿，张莉莉，张晓玲，等.BIM技术在超高层建筑工程深化设计中的应用[J].建筑技术，2014，45（2）：115-118.

作者简介：

孙露（1980-），男，工程师，主要从事建筑设计工作。