基于BIM技术对建筑设计施工过程的优化拓展研究

刘宇

摘要：BIM（建筑信息模型）技术是将建筑工程项目的基本信息，如空间位置、构建尺寸和配筋信息等作为基础数据，通过三维虚拟仿真软件用一个三维模型集中体现。由于BIM模型真实的三维特性，其可视化可以直观纠错，有助于设计师预先发现施工过程中可能出现的问题，进行提前的修改，减少施工阶段的反复，不仅节约了成本，更加快了建设工期。对于施工过程有着指导及辅助作用，合理运用BIM技术将大大提高施工效率。

关键词：BIM技术;建筑设计施工;优化拓展

引言

目前，施工和设计之间的联系不断增强，尤其在引进一些外国先进的设计理念之后，更是对建筑工程设计施工一体化带来了新的机遇和挑战。BIM就是建筑信息模型，是一种新型信息技术，并为建筑设计施工一体化提供了较大的技术动力和支持，也是目前国际和建筑领域重点关心的焦点问题。

1BIM概念

在当前的工程建设领域中，对于BIM技术的应用十分广泛，属于一种数据化工具，无论是设计阶段、建造阶段，还是管理阶段，都发挥着重要的作用。BIM技术会通过建筑工程的数据开展信息化和数字化模型的构建，以便在筹备阶段、建设项目阶段和维护阶段等针对数据模型实时传递和共享，帮助相关人员针对项目进行调整、判断和问题处理，也使得设计方、施工方和运营方得以有效沟通和协作，使施工成本有效节约并强化了工作效率，规避了很多问题的产生。

2BIM技术的应用特征与优势

2.1 实现可视化的三维展示

可视化的三维展示是BIM技术在建筑工程设计环节最为关键的作用之一，也是对传统的平面设计图纸的巨大优化和颠覆。在以往的建筑设计中，设计图纸主要是以平面图纸的形式进行呈现，但是这种平面图纸具有很大的局限性，一些细节上的设计方案很难完整清晰地呈现出来，这就使得建筑设计和施工环节必然存在这一些信息方面的不对称，致使在实际施工中容易造成失误，而频发的返工必然会增加不必要的成本，也会影响施工进度。通过BIM技术可以三维呈现建筑设计模型，这就解决了以往二维图纸无法实现的问题，降低了设计部门与施工部门沟通的难度，为建筑施工的开展提供了极大的技术支持，有效维护了建筑工程建设的效益。

2.2模拟型

模拟的特征不只是对建筑模型进行模拟，还会将施工中并不存在的事物模拟出来。在设计时，借助BIM技术可以针对设计需要进行模拟的事物，开展虚拟场景实验，这样设计人員可在第一时间发现问题和不足，并细化设计工作。

2.3充分协调各方关系

建筑工程建设从设计规划阶段到最终的竣工验收是一个漫长的过程，其中包含众多工作环节，需要建设单位、设计单位、承建单位、建立单位、投资方、政府部门等多方的参与，而这其中如何实现信息的有效对称和高效的沟通直接影响了建筑工程建设的质量、安全、成本和利润。一旦其中沟通协调的环节出现误差或错漏，就会给实际的设计施工带来极大的影响，不但会导致工期拖延，使成本增加，而且会影响建筑工程的顺利验收。

3BIM技术建筑设计施工优化

3.1设计优化

设计优化主要指碰撞检查。碰撞检查指通过BIM模型检测工具发现项目中图元之间的冲突。这些图元可能是模型中的一组选定图元，也可能是所有图元。通过BIM模型对施工阶段的构件和管线、建筑与结构、结构与管线等等进行碰撞检查，在施工前尽早地发现未来将会面对的问题及矛盾，寻找出施工中不合理的地方及时进行调整，降低传统2D模式的错、漏、碰、缺等现象的出现，提高施工效率和质量，缩短工期。

3.2设计质量分析

在设计施工一体化管理中，有效结合BIM技术，可借助其中的可视化特征，对建筑三维模型加以构建，在此前提下，将数据信息输入到BIM软件中。通过软件分析，可开展碰撞检验，从而对项目设计方案的质量给予综合评估。例如，在某商业建筑设计中编制了两套不同的方案，一种为主体呈现平铺状设计方案，与“一”字比较类似;另一种设计方案为L型设计。为了挑选出最理想的设计方案，在BIM中导入了两种方案数据后，对三维模型进行构建。

3.3全方位展示建筑设计图纸

传统的CAD设计图纸很难完整全面地展现建筑设计的整体思路、构造和细节，平面图纸展示的全面性和精细化都存在极大的不足，导致技术交底工作不够全面详实，给施工单位的工作带来了一定的困难。通过BIM技术，设计人员可以直接利用三维模型向业主方和施工方进行设计展示，也可以直接在三维模型上进行技术交底操作和各类数据的测量核算，这给各方工作的开展带来了极大的便利，也解决了传统图纸难以解决的问题。

3.4场地布置

传统施工场地布置往往都是现场技术负责人根据现场CAD平面图并结合施工经验，进行大致布置。因为CAD图纸是平面二维图，没有具体的模型信息，项目技术负责人往往是凭经验和感觉进行的场地布置，因此很难及时发现场地布置中存在的问题，更没有能对场地布置方案进行合理优化的可靠依据。借助BIM技术对施工场地布置进行预演，通过三维可视化模型，可以规避施工过程中可能出现的设备工作范围碰撞、临时设施布置缺漏、材料二次搬运距离过长等问题，促进安全文明施工，保障施工计划实施，控制现场成本支出。通过初步的场地布置方案，建立施工设施构件库，对现场施工设施进行一比一的建模，并录入相应的材料、型号等相关信息，为场地模型的建立提供精确的族文件，在进行施工现场三维模型建模时，可以将相关族文件成批导入到三维模型中，有效提高了三维场地模型搭建速度和精度。

3.5进行可视化的碰撞检查

碰撞检查可以及时发现建筑工程设计中的不合理之处，减少后期施工中出现的各类碰撞问题，优化施工流程。利用BIM技术的可视化碰撞检查功能，在三维的模型当中模拟碰撞过程，根据碰撞检查结果对建筑设计方案进行修正和优化，可以有效减少实际施工中的质量和安全问题，减少设计变更给建筑工程施工进度和利润带来的不利影响。随着BIM技术的进一步发展，BIM技术的可视化碰撞检查的结果将会更加准确，给后期的施工建设提供更加具有价值的数据信息。

3.6BIM的5D应用

BIM技术的引用，为建筑行业融入了新鲜的血液，并且对3D、4D、5D等多维的应用进行了优化。3D+进度+造价=5D。BIM技术的应用，使得建筑业实现了施工的“零库存”。运用它所提供的数据信息，可以对人工计划、材料使用情况、资金规划进行科学合理的安排，可以把相关的设计变更和造价反馈给相关的设计人员，使其可以对方案设计变化的成本影响有一个良好的掌握。

结束语

随着我国建筑行业的不断发展，在此背景下结合BIM技术的运用可以不断提高我国的施工技术以及建筑水平。通过BIM可以实现施工过程中施工工序的优化设计，具有缩短工期、节约成本、提高项目管理效率等优点，场地布置时可以提供形象的指导作用，施工阶段对模型进行可视化模拟，使设计方案简单易懂，有效降低工人失误概率。完善并推广BIM技术应用于设计优化、场地布置、施工过程方面，可以有效推动我国建筑行业的发展，与国际建筑发展趋势接轨。

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