BIM技术在建筑设计中应用探讨

刘建权

中诚建筑设计有限公司 上海 200433

在建筑工程建设中要提高经济效益，获得良好的设计效果，就要合理应用 BIM技术。从当前建筑工程设计情况来看，对于设计产生影响的因素比较多，而且项目设计内容复杂，导致过程协调管理难度大，这就需要强化设计技术的应用各种，积极引入BIM技术，保证设计更加完善，使其可以在建筑设计中发挥应用的作用 。在建筑设计的过程中合理应用BIM技术，可以做到全过程、动态化设计管理，使得设计水平有所提高，对于工程建设过程中各个环节使用的资源以及资金都能够在设计环节合理控制，并合理控制能源，达到绿色节能的效果，资金以及资源都得到高效利用，这也是BIM技术应用的初衷。

1 建筑设计中BIM技术的应用

1.1 应用BIM技术进行协同设计

BIM技术的一个重要特征在于，将工程建设中的各种要素纳入其中，发挥其协调性，促使各项资源高效利用，避免造成浪费的现象。在实施建筑设计的过程中，要将各种信息充分利用起来，保证建筑设计各要素稳定有序地进展开，在设计前期阶段就可以把项目的地理信息，气候环境按真实环境模拟，了解项目的全年日照数据，合理对项目做出规划，就能够及时了解设计中可能存在的各种问题，采取预防措施，尽量规避设计中遇到各种问题。应用BIM技术可以对设计图纸进行有效地检查并做好各项审查，对于可能出现的问题能够准确把握，避免步入施工环节各个专业之间产生矛盾，从而对设计图纸予以调整并不断改进[1]。

1.2 对建筑设计使用三维立体动画呈现

以往的建筑工程设计中，主要采用计算机辅助设计CAD的方式，由于项目内部空间比较抽象，需要发挥设计师的想象力，确保设计满足要求，但是这种设计方式存在缺陷，即各项指标存在不精确性，在施工中会有出现诸多不符合之处，设计图纸不能发挥其应有的价值。BIM技术应用于建筑设计的过程中，可以使设计用三维立体动画呈现，实现可视化，设计图纸的内容更加直观地呈现出来，而且还可以动态操作，了解工程图纸的设计效果和图纸在施工中可能遇到的问题。BIM技术与采用计算机辅助平面设计CAD技术的不同之处在于其具有可视化功能，这是其独有的优势，可以提高整体设计效率，保证设计图纸的科学合理性，项目实施的精确性 。

1.3 对图纸设计及施工发挥指导作用

在建筑的设计中应用BIM技术，需要全面分析建筑设计情况，了解所能够达到的建筑设计效果，并从施工实际情况出发不断优化。应用BIM技术，将三维设计模型建立起来，将建筑要素、设备要素和结构要素输入其中。三维设计模型建立起来之后，还要实施设计检测，对于不当之处予以修改。在实施设计测试的时候，可根据具体的需要对相关参数合理设置，包括节能、成本等等。将检测的范围确定下来之后，对于设计中存在的不符合要求之处要及时解决，避免进入到施工阶段造成浪费。对发现的设计问题要仔细分析，与相关专业人员协调沟通，对于发现的问题科学有效解决，确保设计图纸准确性，避免不必要的浪费，能够达到良好的效果[2]。

2 应用BIM技术调整设计图纸

2.1 虚拟建造技术的应用

建筑工程设计的过程中，为了获得良好的节能效果，就需要应用BIM软件从施工的角度出发对技术随时调整，以做到设计与施工的一致性，这其中虚拟建造技术发挥重要的作用。通过运行BIM软件建立模型，针对设计图纸合理设置参数，在计算机上启动BIM虚拟软件，就可以将与工程有关的设计元素反映在模型中，之后使用虚拟软件操作，发挥仿真软件的作用，设计内容就可以落实到仿真操作中，对于所存在的问题及时发现，以及时在设计图纸上做出调整。在项目施工过程中会产生一些费用，比如，工程进度缓慢，没有按期完成项目，就会导致成本增加，施工的过程中存在材料浪费的问题等等。通过运行虚拟软件对项目周围环境予以模拟，对施工现场合理规划，将施工过程中所存在的难点以及关键问题能够及时发现，从而对设计图纸予以优化，发挥其对施工的指导作用[3]。

应用BIM模型呈现设计给图纸，可以使用动画制作软件对设计图纸使用动画呈现。整个的设计方案都需要使用三维软件立体化呈现，可以将建筑施工中的难点呈现出来，发现有能源浪费的现象能够及时调整设计解决，并针对施工提出相应的技术措施。在如此操作的过程中，只要发挥BIM软件功能就可以调整，并不需要全面推翻重新制作设计图纸，这样可以避免重复劳动，由此加快工程建设进度，确保工程按期完工。

2.2 三维碰撞检测技术的应用

现在建筑设计项目中，各种设备管线比较多，彼此之间不可避免相互交叉，将BIM技术充分利用起来，对于碰撞检测非常有效，可以采用“三维验证”的方式对于设计及施工中所存在的各种问题能够及时发现，应用BIM技术绘制的设计图，具有立体化、透视化的特点，即便是设计中所存在的隐性的问题，也能够及时发现。考虑到施工的实际情况，可以在设计中修正，防止施工的过程中出现返工的现象。所以，应用BIM技术实施三维碰撞检测，能够缩短工周，资金投入量以及原材料使用量都会大大减少 。

2.3 算量技术的应用

在进行工程施工的过程中，为了降低成本，在工程量计算的时候通常会采用算量技术，应用BIM技术实施工程量计算，能够很好地发挥作用。在工程建设中产生变更是在所难辨的，使用三维模型修改非常方便，而且还可以自动调整受变更影响的元素。如果需要对设计数据予以更改，可以在BIM技术的应用中运行工程量计算软件，有关大数据结果都会自动显示，而且工程量清单还会自动更新，防止由于人工计算造成误差问题[4]。

3 BIM技术应用于建筑设计中的优势

BIM作为建筑信息模型，应用设计中可以发挥的优势在于，将与建筑有关的各种信息都可以直观呈现出来。在进行建筑设计中，所强调的是绿色性和节能型，应用该技术可以设计不断优化，保证设计符合预期的效果，且在施工中可行，发挥其实践应用价值。从BIM技术在建筑设计的实践应用情况来看，其所具备的优势主要体现为下面四个方面：

其一，应用BIM技术对建筑设计的过程中，可以根据建设需要不断优化。BIM软件有一个特殊的功能就是对设计图纸模拟仿真，通过发挥仿真模拟技术将图纸的内容呈现，在此过程中合使用建筑三维几何信息，由此构建了建筑信息模型，由此能够做到协同设计，避免设计与施工产生偏差，确保节能效能得以发挥[5]。

其二，在绿色节能建筑设计的过程中应用BIM技术，可以将其视频软件作用充分发挥出来，做到设计图纸可视化、动态化，并发挥透视效果，任何一个细节存在的问题都能够及时发现，从不同的角度观察都快速找到不符合绿色节能指标之处 。这是BIM技术与其他建筑设计相比较存在的突出优势，设计人员应用BIM技术操作设计图纸，并进行检查和利用，以更好地发挥其指导作用。

其三，应用BIM技术可以模拟建筑设计投入使用之后所获得的效果。BIM软件的应用中，将其所具备的仿真模拟功能充分发挥，具体的实施中，其可以将建筑的三维几何信息作为参考建立建筑信息模型，并将各项指标输入其中，在模拟建筑中有不符合指标之处都可以及时作出相应的调整。这样，设计人员的设计审核非常便利，对于设计中的不足之处及时调整。

4 建筑设计中BIM技术的应用

4.1 对于信息有效传递

应用BIM技术设计图纸的时候，可以将二维图样绘制出来，但是需要相应数据库在技术上提供支持。应用BIM软件的时候，系统图的数量有限，与建筑设计有关的数据量有所欠缺，要更好地满足建筑设计要求，将数据库建立起来是非常必要的，以保护数据信息，保证其真实可靠性，使得数据信息更加全面，以为后续的设计奠定良好的基础。在建筑设计的过程中，要将绿色节能元素全面覆盖，对于设计技术要求是很高的，有关工作人员需要按照规范标准将数据库建立起来，使得产品的型号以及规格都符合要求，且设计内容科学合理 。将建筑设计数据库建立起来，对于上游与下游传输数据要有明确要求，确保信息传递更加及时，保证信息的安全性[6]。

4.2 对于设计中的用地状况测绘以及布局准确控制

在建筑设计之前需要到工程现场做好踏勘工作，这是设计很重要的部分，很多设计人员对这个环节往往忽视。设计人员通过了解每一个项目的独特用地条件及影响因素，根据业主的需求，确定建筑采取的平面布局，思考如何将业主的需求要素注入其中以达到最后的效果。在进行建筑设计的时候，将业主的需求作为出发点，也需要重视绿色节能的重要性，还要确保建筑设计与建筑结构的实际情况相符合 。在开展设计的过程中，将经济性作为重要的目标，对施工中需要使用的各种设备合理布设，放在便于使用的位置。按照传统的建筑设计方式，对于设计内容仅仅在设计图纸上描绘出来，用简单的线条表达，使得设计方案抽象难懂，所以，设计人员与施工人员就经常需要现场协商，对于设计与施工不符之处进行调整，此时很有可能产生设计变更的问题，并因此造成成本提高。应用BIM软件进行设计，可以对现场的测绘以及布局合理控制，确保建筑细部都能够精确展示出来，设计人员对于建筑细节准确把握，在建筑设计的各个部位体现出来，保证设计有较高的精准度。

4.3 应用BIM技术实施模拟操作和检测

应用BIM软件进行建筑设计的过程中，其优点在于，在设计图纸中就可以将三维立体呈现出来，对整个的施工过程使用虚拟软件就能够模拟操作，并远程对现场的施工人员进行指导，对于能耗比较高的操作及时指出来，帮助施工人员及时调整，同时对于设计图纸中所存在的不足之处及时完善[4]。当设计图纸完成之后，还可以远程与建设单位协商，做到设计内容的进一步细化。当前的建筑工程中多采用装配式施工方式，可以减少材料的使用量，缩短工期，建筑需要在施工现场按照设计图纸组装。如果现场施工人员对于设计图纸不能正确解读，就会导致施工困难，此时，运行BIM，使用三位仿真技术就可以将整个的操作过程显示出来，这样可以让施工人员对施工的整个过程准确了解，按照要求进行组装，由此保证安装的精度，避免产生失误[7]。

5 建筑设计应用BIM技术未来趋势

其一，应用BIM技术展开设计工作能够减少工作量，加快工作速度，前期重点关注设计方案选择以及优化，当进入到设计方案阶段，通过建立模型就可以进行项目可行性研究，实施节能设计，避免造成不必要的浪费。

其二，BIM技术在建筑设计中，较为成熟的应用主要是设备管道设计。碰撞检测功能用于确定和优化碰撞位置，以及控制楼层高度。在传统的建筑设计中，这些工作量原本大致整合在施工图设计中，或在施工合作中深化，或由施工单位通过现场测量和具体安排来实现，应用BIM技术则可以解决这方面的问题[8]。

其三，要让BIM技术真正发挥作用，实现设计的全专业化和全过程，并有效地将设计与施工结合起来，不仅需要科学的数据支持，还需要保证专业人员之间的有效传递。信息数据库的建立和更新是一项庞大的工程，势必影响传统的工作流程，实现新技术的迭代革命。

6 结束语

通过上面的研究可以明确，将BIM技术应用于建筑设计过程中，实施一体化管理是非常必要的，通过将三维信息模型建立起来，使建筑设计的思路更加明确，确保设计工作顺利展开。当前，中国在BIM技术的应用方面依然存在滞后性，在设计的过程中还存在一些问题。但是，随着BIM技术的应用中不断完善，这需要各方共同努力，确保设计项目真正意义做到协同设计、绿色节能。