BIM技术及其在建筑设计中的应用

王 琨 容海川建筑设计研究院

1 前言

当前，BIM 技术取得了一定的进步，其能够在不同专业和不同部门中实现数据共享的功能。BIM 在建筑领域中的应用能做到数字设计信息共享，基于可视化数字模型模拟建筑结构，应用BIM技术可全面提升建筑工程结构设计水平，值得建筑单位的高度重视。

2 建筑设计中BIM技术的优势

2.1 实现平面设计向立体设计转化

传统的建筑设计中，平面设计软件是图纸设计的主要工具，但在图纸设计中，受设计人员无法准确理解信息、操作失误的影响，设计内容无法满足实际需求，进而对工程建设造成阻碍。应用BIM技术则能够实现二维设计向三维立体设计的转化，也可借助其可视化功能直观呈现建筑资料，使设计者正确把握设计方案的内容。

2.2 提高复杂设计的质量

功能过于单一的软件无法保证建筑设计工作质量，在该项工作中需要多个BIM 设计软件的全面配合。当前，最为先进和有效的方式是采取有效措施促进创造型及分析型软件的深度融合，构建建筑设计模型。

2.3 有利于实现数据共享

传统的建筑设计多半利用不同的平面设计图纸完成数据信息共享，但是这种数据传递方式无法维持数据间的关联性和互动性，不利于信息传递。而应用BIM 技术则能利用统一的数字标准创建建筑模型，以此优化数据传输及共享的效率。

3 建筑设计中BIM技术的具体应用

3.1 场地分析中的应用

建筑设计初期，场地信息对工程设计具有决定性作用，设计人员需结合场地分析结论、综合的评价环境特征、交通流量和景观规划等内容完成评价工作，合理调整建筑空间位置，促进建筑物与周边环境建立和谐的关系。但是传统场地分析存在影响因素较多，存在处理效率不理想，定量分析不足等问题。对此，就需采取有效措施完成BIM 技术与地理信息系统的深度融合，将其应用于场地分析当中，创建立体化的信息模型，构建更为科学的建筑布局。

3.2 方案设计中的应用

BIM技术涉及多种不同类型的信息内容，也可结合信息的变化作出及时有效的反馈。该运维模式也被人们称为参数化设计。在方案设计中应用BIM 技术，能够基于技术自身的逻辑性指导复杂建筑形体和表面分析，给出多个不同的方案，在多个方案中选择最佳方案。复杂建筑设计中，基于参数化建模软件选择设计方案是现阶段行业发展主要方向，设计人员可比对设计结果，合理调整参数信息，优化建筑设计。

3.3 建筑性能分析中的应用

在BIM 技术的基础上评价设计方案能够优化建筑性能，做好资源配置，并依据信息的变化及时地给予反馈，这种运维模式即为参数化设计。将BIM 技术应用在方案设计中，能在技术逻辑性的基础上对复杂的建筑形体进行科学分析，从而制定不同的方案。在若干方案中选择最优的方案。与此同时，智能化程序在复杂任务处理的过程中也可充分发挥自身作用和功能，有效调整建筑设计方案，并以BIM技术为基础评价设计方案，有效改良建筑的性能，完善资源配置。

3.4 可视化设计中的应用

图1 可视化设计

可视化设计是BIM 技术在建筑设计中的重要前提（如图1），应用时该技术能以动态观察为基础，确定设计中的不足，且科学调整参数信息，也可在设计展示中为投资方建立动态展示的效果。该技术与静态效果相比，优势更为明显。

3.5 协同设计中的应用

协同设计主要分为两个应用模式，分别为局域网内部协作模式和设计参与方广域网协作模式。设计人员应结合实际科学选择不同的模式。基于建筑信息模式实现网络协作的功能即为工作集。在广域网络的基础上设立服务器，基于工作集完成协同设计。在数据信息共享的过程中，创设中心模型，存储项目的修改信息，也可存储当前工作集与图元的所有权信息。建设中心模型后，应在中心模型本地副本中落实各项工作。所有用户均要在本地网络或硬盘驱动器当中保存中心模型副本，及时在重心模型中导入修改信息，从而高度满足用户的个性化需求。

3.6 碰撞检测中的应用

传统设计工作中，管线位置需由设计方或机电专业设计人员作为带头人，在硫酸纸上打印工程的所有图纸，并将不同专业的施工图纸进行叠加处理，在观察图纸的过程中，合理调整布线的方式。但受二维图纸信息完整度和准确度不足的影响，管线碰撞问题较为常见，一方面拖慢了工期，另一方面也增加了成本，而在碰撞检测中合理应用BIM技术，则能显著提高检测的精度和效率（如图2）。

图2 碰撞检测中的应用

3.7 工程量分析中的应用

传统建筑设计中，主要以人工干预形式完成设计图纸的测量与统计工作，同时，采用专业的造价计算软件创建平面模型，完成计算工作。人工干预计算模式需要投入大量的人力、物力和财力，且计算结果不够准确。再者，造价计算软件绘图流程十分冗杂，不能灵活地修改各项参数，无法充分发挥数据的价值。二维平面设计图不具有建筑属性信息，反馈速度较慢。在应用BIM技术后，则能采集多种不同形式的参数信息，也可根据设计要求灵活修改建筑模型信息，以此保证工程量信息与设计方案信息的准确性。

4 实例分析

该项目为世园会的展馆，世园会以“让生活走进自然”为主题，追求人与自然的和睦共处，积极践行绿色生态低碳理念。该博物馆设计的过程中由多个不同弧度的曲面墙构成，形态沉静内敛。设计中应用BIM 技术后，在工程设计中对建筑开展了全方位持续性优化作业，最终形成绿色生态低碳型建筑，这也与世园会的主题深度契合。

4.1 可视化设计

完成整体BIM 模型后，可将BIM 模型导入可视化软件当中，制作漫游动画图，这种设计方式可以有效完善建筑的外观，该种形式也更加贴近建筑设计的实际效果，便于业主方更加全面地了解项目的总体形象。利用设计软件观察建筑外观，能为业主提供更具交互性的使用体验。

4.2 协同设计

在BIM核心软件Revit中，主要采用两种方式，一种是使用链接文件整合模型，一种是利用Revit当中的协作功能，在网络上完成协作设计。在该项目的设计中，设计人员需要对协同设计进行全面的探索。使用第一种协作模式能以链接文件为基础做好整合工作，也可将模型分为多个不同的组成部分，将其分给多个不同的设计人员，基于模型和链接模式加以整合。

现阶段，建筑工程日益复杂，跨学科合作也成为建筑设计的主流发展趋势。在CAD 设计中，协作设计尚未建立统一的技术平台，但是建筑信息模型却为技术协作提供了可能。如改变柱尺寸的过程中，建筑模型中的柱也可随之更新。不仅如此，建筑信息模型也可为不同的生产部门和管理部门建立协作平台。基于建筑信息模型添加时间参数，虚拟施工场景，严格控制工程的建设进度，转变传统工作模式。除此之外，业主、政府部门和施工企业也可在同一个三维模型上展开协同作业。

4.3 碰撞检查

项目碰撞检测中，应用BIM技术开展碰撞检验，工作人员主要采用漫游功能基于观察进行碰撞检测，也可在软件自带功能的基础上自行开展碰撞检测。BIM 技术的应用能提高管线综合的效率和精度，一方面有效杜绝项目建设中产生的矛盾，另一方面也可避免由此产生的设计变更问题，有效控制工程的成本。

5 结束语

综上所述，BIM 技术具有多元化功能，在具体的建筑设计中，可以将BIM 技术作用在碰撞检测、协同设计、可视化设计中，有效分析工程量，且科学确定施工场地，以此推动整体设计作业的高水平完工，加快我国建筑行业的进步。