BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探

李柱星

摘 要：随着时代的发展，城市化进程的加快，现代建筑行业所面临的问题越来越严峻。如今建筑工程不仅仅需要华丽外表，还要尽可能缩短建筑设计周期，加快工程进度。在建筑工程中使用BIM技术，可以给工程带来巨大的价值。而在建筑工程中BIM技术的核心思想是协同设计，在建筑工程中的相同建筑构建里，输入一次就可以实现各个工种之间的数据共享，而且在实际中还可以从不同的角度来对这些构建要素进行操作。

关键词：BIM技术；计算机辅助；建筑设计；应用初探

1 前言

当前随着信息技术时代的到来，通过计算机技术的不断提升及飞速发展，数字化技术作为一种重要工具也得到了长足的发展。而在计算机辅助建筑设计领域，目前占据主导地位的2DCAD技术已经满足不了日益发展的建筑市场，而BIM技术的出现，依靠其创建的大量虚拟建筑模型，在建筑工程各个领域中发挥着重要作用，在建筑设计中也是同样如此。

2 BIM技术在建筑设计中的应用

2.1 在虚拟建筑中做设计

在过去那么多年中，设计师总是通过平面的二维图来展现建筑物模型，但在设计纸质稿完成后，一旦发现设计的成果与他们的预期不同时，很难进行模型的修改，所以经常出现的后果就是最终的效果图与设计师的想法出现很大的偏差，这样不仅降低设计的质量，也会导致很多抄袭作品的出现，恶性循环。

随着可持续观念的不断深入人心，设计师的设计更加注重人与自然的和谐，在设计中已经不单单追求设计的美感，更会考虑与环境的协调。设计的核心是人们如何更好的利用空间，感受空间。利用BIM技术，建筑师可以创造虚拟的建筑模型，在虚拟的模型中做设计，这样建筑师可以时时看到设计的效果。在任何一个设计阶段，可以随时观看设计效果，身临其境的看自己设计的作品，对于设计不满意的地方可以及时进行更改，不仅如此，还能考察建筑与周围环境的适应性，在设计过程中不断进行推敲，看设计的思路、建筑选材等是否符合要求，这样可以将设计师从天马行空的想象中解救出来。

2.2 图纸文档自动生成

在2D环境下，每一张图纸都是由立面、剖面等组成，再按照项目修改更改图纸，不停的一次次修改，设计师很多宝贵的时间都浪费在这繁琐的工作中，占用了大量的时间和精力。而运用BIM技术，可以在事先创建的虚拟模型中进行设计，这样更改的就是虚拟的模型而不是图纸，利用BIM技术创建出来的模型，设计师可以生成任意的图纸，平面图、立面图甚至是3D大样图，事实上，根据不同的需要，可以从软件中提取不同的信息資料，生成不同的视图，方面设计修改变更。

2.3 自动变更管理

在最初的2D工作环境下，建筑设计师有一大部分的时间都运用在变更的协调工作中，花费了大量的精力，而BIM技术的出现，则帮助他们顺利改变了这一困境，所有的图纸生成都是基于虚拟的模型，而所有的修改和变更都会反映到整个项目的文件中，而BIM最主要的就是一个数据信息系统，任何的数据或者信息的修改都会在数据库中得到反馈，其他的视图也会随之自动进行改变和更新，图纸也会随着设计的不断进行而自动更新。这大大减轻了设计师的工作量，不需要把时间和精力都浪费在反复的修改中，这样的自动变更管理不仅提升了建筑设计师工作的效率，更为变更的顺利执行提供了一个很好的平台，不会出现变更上的错误。

2.4 高级分析能力

传统手工绘制的图纸永远都没有办法实现智能化的分析和模拟，但是BIM技术的应用就能实现对工程项目的智能分析。在虚拟的建筑模型中包含着很多非图形信息，只需要在模型中提取出相关的数据，并导入到模拟分析的软件中，就可以完成对结构、性能、能量等方面的分析，还能实现对消防安全、管道冲突和质量规范等方面的检验，将复杂的分析和模拟工作让计算机来完成，这样不仅可以提高工作的效率，还能保证分析数据的准确性，实现计算机辅助设计的真正意义。

3 BIM技术在建筑工程深化设计中的具体应用

3.1 BIM技术在综合管线排布深化设计中的应用

在建筑中，地下部分集中了大量的、错综复杂的、变更频繁的机电管线。再加上很多的超高层建筑的部分楼层是双层的机械停车位，空间比较狭窄，这给建筑工程管线排布工作带来了很大的困难。为了深化设计综合管线排布，可以在基础建模、碰撞检测、管综调整、二维出图、施工监督等方面利用BIM技术。通过利用BIM技术管网优化，提前预见管线排布在施工过程中可能遇到的各种碰撞和风险，并在管道排布信息模型当中进行调整，解决该问题，从而在实际的施工中就不会在因为这种问题，影响施工进度，提高了综合管线排布的工作效率。

3.2 BIM技术在复杂钢筋节点深化设计中的应用

在建筑工程设计中，钢筋节点、结构设计是极为复杂的，在有些复杂的钢筋结构中，甚至出现了6根梁与钢骨柱交叉的情况。钢结构越复杂，钢骨柱与梁之间的钢筋穿孔、锚固、贯通连接等环节就越常出现各种交叉错误。利用建筑信息模型（BIM）技术，对具有代表性的复杂钢节点进行钢筋排布的调整深化建模，从而优化了钢筋节点，节省了实际工作中所需要的人力。

3.3 BIM技术在超高层建筑工程其他部件深化设计中的应用

超高层建筑的构建比较复杂，因此很多部位都需要深化设计。可以利用建筑信息模型（BIM）技术建立机房大样模型，提前确定设备的安装位置以及机房内各类管线的排布位置，从而有效的开展实际的安装、排布工作。

3.4 BIM技术在建筑可持续外围护结构设计中的应用

BIM技术设计的虚拟建筑信息模型，能够帮助建筑设计师对建筑外围护结构得失热量进行全面的分析，其中包括室内围护结构热传递量、散热渗透量、门窗得热、外围护结构散热量与得热量等。BIM技术能够模拟建筑物外围护窗口的设计，建筑设计师通过利用BIM技术提供的建筑体量布局，准确的分析建筑内的光照状况，帮助建筑师在室内设计各种采光装置或者反光装置，并且还能够帮助建筑设计师研究各种天花板与墙的处理方案，通过考虑居住者的心理特点，为建筑设计提供更加细致化、精确化的设计，满足不同居住者对建筑的设计需求。

3.5 BIM技术在建筑可持续设计中不同专业协调设计中的应用

通过BIM技术可以更加方便快捷的与其他专业团队进行共享，保证建筑设计的所有参与方都能够在掌握建筑设计所有信息的前提下进行工作，这种方式改变了施工企业、制造商、业主、设备工程师、结构工程师、建筑设计师等各个参与方的工作协调模式，保证所有的参与方能够使用基于相同参数的建筑模型进行协同工作，例如，在进行建筑设计的过程中，建筑设计师需要添加构件时，结构工程师将墙、柱、梁等材质结构的信息完整的输入到BIM模型中，设备工程师根据添加构件的位置、方式以及数量等，在建筑内部进行各种设备的配置，通过测试各种设备的数据信息，当出现异常时进行调试，保证建筑的整体设计效果。通过将BIM技术应用到不同专业协调设计中，各个专业的工作人员能够实现信息的完全共享，便于进行协同工作，保证建筑可持续设计以及施工能够正常、有序的进行，进一步保证建筑工程质量。

4 结语

BIM技术是在现代信息技术基础上发展起来的技术，对于提高建筑设计的有效性，解决传统CAD运算性与直观性方面的问题有重要的意义，利用BIM技术可以满足现代建筑设计领域设计、评估、测算和分析等具体工作任务。

参考文献：

[1] 肖良丽，方婉蓉，吴子昊.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].建筑与结构设计，2012（9）.

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