BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用探究

李浩然

摘要：在现代社会的发展过程中，计算机在建筑设计领域的应用范围逐渐扩大.为了进一步提高建筑设计水平，本文就BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用进行了研究.首先对计算机辅助建筑设计的普遍性问题进行简要概述，阐述BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用价值，对计算机辅助建筑设计中BIM技术的应用策略进行了分析，并通过具体案例加以验证.

关键词：BIM技术;计算机;建筑设计;可视化流程

中图分类号：TU01.4  文獻标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）02-0086-03

随着我国国民经济的发展和科学技术水平的提升，国内建筑工程的设计水平不断提升，尤其是计算机辅助建筑设计与BIM技术的结合方面，更是得到社会各界的高度重视.在现代建筑的设计过程中，如何应用先进的BIM技术构建立体化模型，并且使计算机辅助建筑设计工作得到完善，是当前相关领域工作人员的研究重点之一.

1 计算机辅助建筑设计的普遍性问题

在计算机辅助建筑设计的实践操作应用中，主要存在以下两方面问题.

1.1 2D计算机辅助建筑设计问题

在应用传统的2D计算机辅助建筑设计程序进行工作时，大部分的建筑设计人员需要在二维平面媒介上实现图纸的三维立体化处理，从而完成三维建筑模型的直观表达.早在20世纪80年代，建筑领域中的设计人员就开始在个人电脑上使用这种基础技术.随着社会科学技术水平的不断提升，传统手绘图纸模式也开始发展为电脑打印模式，这虽然是技术进步的标志，但是在实践发展过程中仍然出现一些问题.具体来看，2D计算机辅助建筑设计系统中的线条模式使设计人员的空间想象能力与创造能力受到制约，因此无法满足日益复杂的建筑需求.另外，建筑设计师在应用2D计算机辅助建筑设计系统进行工作时，无法全身心地投入到设计工作中，因此容易出现设计失误的现象，由于需要修改部分的工作量十分巨大，设计图与实际效果图之间的差异也比较明显，因此在与客户交流时会遇到严重阻碍[1].

1.2 3D计算机辅助建筑设计问题

在进入到3D计算机辅助建筑设计时代后，原本二维设计工作中存在的问题在一定程度上得到了解决.但是新型技术的诞生也使一些新问题显现出来.应用三维立体的计算机辅助建筑设计软件，仅能够完成基础的建筑几何模型设计，例如建筑物当中的楼板、墙体、梁柱、门窗和楼梯等部分都是通过简单几何体组合搭配实现，因此可以得到有效应用，但是系统中无法包含特定的建筑物构件属性.例如门窗的参数、房屋内部细节构造以及各部分构件的特征等，都无法直接展现出来，这使得设计质量受到极大制约.由于3D计算机辅助建筑设计系统仅能够展现出建筑物的外形信息特征，无法对各部分的参数和性能等进行计算与调整，因此无法在后续的正式施工中发挥作用，使工程量统计和工程进度安排工作达到理想状态.

2 BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用价值

在计算机辅助建筑设计中应用BIM技术，主要具有以下几方面价值：

2.1 可视化设计流程

将BIM技术应用在计算机辅助建筑设计中可以有效地建立起建筑设计模型，将设计团队头脑当中的想法直观立体地展现出来.三维立体空间展示模式可以借助透视模型，将建筑物内部的各个空间进行展示，完成空间动态化设计.比如，房屋建筑设计环节中，工作人员若想进行建筑材料的选择、建筑物整体造型与内部空间优化等方面的工作，都可以通过BIM技术实现.在建设设计的任何环节，都可以利用BIM技术，将建筑物空间进行全方位展示，让工作人员更加直观立体地观察到各部分的设计细节，模拟空间环境的整体设计效果[2].

2.2 高效率数据分析能力

BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用，工作人员可以随时随地对设计方案进行系统化评估，判断不同设计方案的可行性，通过对比分析的方式，可以从中选择最优的方案.在计算机辅助建筑设计中融入BIM技术，可以对建筑设计方案中的各个要素进行系统化分析与科学化评价，从而可以更加及时地发现设计方案中存在的问题，采取针对性的解决方法进行改进.同时，BIM技术的应用，还能够在很大程度上，对房屋建筑对于周围环境的要求进行系统分析，提高建筑物对周围环境的适应性，并为后续施工环节的便捷性、整体性和可操作性等方面，提供精准的数据支持.BIM技术提升了计算机辅助建筑设计方案的质量，避免人工测量和计算中存在的误差，延长建筑物的使用寿命.

2.3 自动化文档图纸生成

BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用，还可以实现自动化文档图纸的生成.该项技术的应用，对于传统的计算机辅助建筑设计工作模式来说，增添了许多新的内容，使计算机辅助建筑设计的有效性被充分地激发出来.并且，在具体的建筑设计环节中，BIM技术的应用，在一定程度上，改变了传统设计中，以设计图纸为核心的发展局面.融合了BIM技术的新型计算机辅助建筑设计系统，更加关注到建筑模型的应用.设计模型可以完成图纸的自动生成，并且还可以将各部分的信息和数据，都以文档的形式，自动存储到系统中，并根据用户的需求，实现文档的上传和共享.此种管理模式在很大程度上，节约了设计团队的工作时间，减轻了工作压力，提高了计算机辅助建筑设计的效率.

3 BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用策略

BIM技术在计算机辅助建筑设计中的具体应用，可以从以下几个方面展开.

3.1 实现建筑方案论证

在建筑方案的论证环节中，计算机辅助建筑设计系统与BIM技术结合，可以对未知的建筑进行事前模拟构建.此种方式可以达到较好的验证效果.利用BIM技术搭建的三维立体模型，有利于施工团队和业主，更直观地看到建筑物内部各个空间的具体构造和特征，并将不同环节采用的施工方案、设备与材料等参数，也都直观地展现出来，便于施工技术人员和设计团队进行细致全面地交流，达到良好的技术对接效果[3].该项技术不仅可以使设计团队掌握更多的建筑物内部信息，同时还可以为后期施工建设，提供细节验证支撑.

3.2 构建三维立体模型

构建三维立体模型是BIM技术的最大优势.在对建筑物进行仿真模拟设计时，BIM技术可以很好地配合计算机辅助建筑设计系统，将与建筑物有关的各项信息和数据，都输入到系统中.利用计算机可以同时制作完成平面设计图、立体设计图和立体剖面设计图.此种设计模式有效地减轻了设计团队工作人员的任务量，也因此提高了建筑方案的设计效率.另外，BIM技术的应用可以使设计图纸按照特定的规律与顺序，放置在统一的平台上.在这一框架体系下，如果工作人员相对其中的某一环节进行修改，可以进行单独调取，不会涉及其他环节，极大地优化了设计方案修改流程.

3.3 实现后期竣工设想

传统的计算机辅助建筑设计中，无法对工程项目的竣工环节进行设想，对于全过程的房屋建筑设计工作需求来说，此种设计方案会产生极大的缺陷.但是如果将BIM技术融入计算机辅助建筑设计中，便可以实现后期竣工设想的目的.在三维立体模型的辅助與配合下，施工团队的工作人员，可以将竣工后的房屋建筑总体外观进行分析与探究，对其中可能存在的问题进行预判分析，有利于提高问题解决方案的针对性与实效性.此外，BIM技术与计算机辅助建筑设计的结合，还可以对施工团队的工作人员进行专业化技术培训，并对竣工之后工程项目的养护和管理方案进行调整，以便工作人员在养护管理工作中有据可循.

3.4 案例分析

3.4.1 工程概况

本文研究所采用的工程项目，位于我国东南沿海地区某城市的综合性建筑项目的一期工程当中，建筑物的占地面积为4.26万㎡，总建筑面积可达18.67万㎡.建筑物处于该市区中心公园西侧，与周围的森林公园、水体景观和山体景观共同形成了景观廊道地带.

3.4.2 应用模式

该工程项目在设计规划与施工建设阶段，都采用了计算机辅助建筑设计系统，为了达到更好的设计效果，工程项目的承包单位，将BIM技术有机地融入了计算机辅助建筑设计全过程，提高了设计效率.比如，该工程项目在设计环节，应用了BIM模型，结合施工进度计划，完成了三维模拟建造的模式，对施工建设环节中的各个细节、具体流程以及可能出现的工况等，都进行了模拟分析.此种设计模式对于工程项目的招投标环节，具有较高的推动作用.此外，该工程项目承包单位，在施工现场的平面设置环节中，也应用了BIM技术，对计算机辅助建筑设计系统产生了良好的辅助效果.

3.4.3 应用效果

BIM技术在房屋建筑工程项目的设计、施工和竣工管理等各个环节，都能够产生较高的应用效果.在该工程项目的设计中，重点将BIM技术应用到施工方案的设计与施工现场的设置两个环节，借助设备与设施的智能化管理系统，搭建了BIM信息集成系统平台，将工程项目三维模拟模型与相关的物业运营管理要求和施工设备信息等，都纳入到了平台管理系统中，为房屋建筑项目的后续运营和发展，都产生了较好的保障效果.

4 总结

综上所述，将BIM技术引入到计算机辅助建筑设计领域中，可以有效地处理计算机辅助建筑设计应用中存在的各类问题.同时，BIM技术还能够实现可视化设计流程、提高数据分析能力与效率，完成文档图纸设计的自动化.相关领域的工作人员，在组织和开展计算机辅助建筑设计工作时，要采取更为积极有效的管理措施，对设计方案进行论证、构建立体化建筑模型，实现建筑设计全过程管理.

参考文献：

〔1〕邢宏柏.浅谈BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用[J].建材与装饰，2018（29）：119.

〔2〕曾明镇.建筑信息模型BIM技术在计算机辅助设计中的应用研究[J].中国战略新兴产业，2017（24）：113+115.

〔3〕张勇，彭子茂.绿色理念下BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用实践分析——以某综合建筑一期工程设计为例[J].建材与装饰，2017（05）：9-10.