BIM在建筑设计中的应用分析

姜程　汤小舟

摘 要：自改革开放以来，我国经济和社会不断发展，城市化的进程越来越快。在城市化的过程中，离不开城市基础设施的建设。因此，现阶段建筑行业随之成为我国经济发展的支柱性产业。计算机技术的成熟发展加快了建筑设计发展的脚步。文章首先分析现阶段BIM技术在建筑设计中应用的意义，而后探讨BIM在建筑设计中应用存在的缺陷，并基于BIM技术应用于建筑设计的特点探讨了BIM在建筑设计中的具体应用，最后针对如何促进BIM在建筑设计中得到更好的应用提出了意见。

关键词：BIM;建筑施工;建筑设计

基金项目：本文系广东省教育厅教育教学改革建设项目“模型的模块化导入对空间表达的重要性教学研究”（粤教高涵〔2018〕180号）、北京理工大学珠海学院产教融合项目“北理红谷空间创意设计产教融合”（2020003CJRH）研究成果。

随着我国建筑工程施工范围和规模不断扩大，建筑施工所用到的材料不断增多、建筑施工工期日益增长，随之而来的资源不足、环境污染等一系列问题也日渐凸显[1]。建筑行业从业者及各位学者为了在发展的同时保护我国自然生态环境，在建筑行业中引入了BIM技术。这一技术能够在建筑施工整个环节对建筑设计、工程材料预算、建筑工期、后期维护等多个方面进行控制，从而更加科学地在建筑施工前期的设计环节对建筑施工过程进行总体规划，为人们创设更加绿色环保的居住环境，同时也节约了建筑施工成本，减少了资源浪费，促进了人与自然的和谐共生。

一、在建筑设计中应用BIM技术的重要意义

（一）BIM技术应用的重要性

在建筑工程施工的整个环节，建筑工程设计的科学与否对建筑工程的总体质量起到至关重要的作用。鉴于建筑设计的重要性，要想确保设计质量首先就要进行建筑工程实地考察，对设计项目中的相关元素进行科学有效的管理[2]。这就需要相关设计人员在工程设计环节引进先进的设计管理流程和先进的设计技术，从而更好地保障建筑设计整体质量。在运用BIM技术后，BIM中的数字模型可以帮助设计师在设计环节将相关设计元素数字化，使设计更加智能和精确，大大提升设计工作的质量和效率。

（二）BIM技术应用的合适性

BIM技术在建筑工程设计环节的应用可以充分贴合建筑现代化的需求，它作为建筑设计与后期施工之间的桥梁，可以给建筑设计提供合理、严谨的数据分析与前沿的设计理念。BIM 技术通过建立数字化的智能信息管理平台，对设计环境中涉及的自然环境因素、建筑用途、建筑材料等一系列内容进行智能策划，使其与设计图纸、施工图纸及后续施工环节构成和谐统一的整体，在提升前期设计质量的同时，也使后期建筑施工管理工作更具优势。

二、BIM在建筑设计中应用存在的缺陷

首先，目前基于BIM技术的建筑协同制度、合作制度在建筑设计中主要存在的问题是各方人员都只在自己的位置上思考问题，更注重自身的经济利益和自身企业效益，忽略了设计方案对施工图纸、施工工程实际的关键作用，极大地削弱了其他管理人员和设计者的协调心理，也因此降低了设计管理的科学性。设计协作制度的不完善也严重阻碍了BIM技术在整个行业中的融合速度，对建筑工程的施工进度、质量、后期运营造成了不利影响。

其次，在前期的建筑施工设计中，要收集大量数据和资料。当前，所需的建筑施工内容越来越多，建筑中不同地点、不同建筑物当中业主的需求也越来越多样化，这就对建筑设计、数据收集与分析、施工过程等操作提出了更高的要求，对全过程数据信息的合理性和迅速性提出了更大的需求。庞大又冗杂的数据收集工作给行业内部一些规模较小的建筑企业造成了巨大的困扰。

三、BIM技术应用于建筑设计的特点

（一）建筑物可视性

在传统的建筑设计过程中，需要设计人员基于想象使用较简单的平面线条客观建设和再现相关的建筑，将建筑信息客观地放置在平面设计图中。而现阶段，随着人们生活质量追求的提高，建筑的外观和功能越来越复杂，建筑设计者仅仅依靠想象力，容易产生设计上的偏差，很难确定有关建筑实际结构材料的信息[3]。为了尽量避免由于建筑重叠、结构复杂等问题而产生的设计失误及因此产生的施工难度增加等相关问题，可以通过BIM 数字设计系统来全方位展示所要设计的建筑的三维立体图形，使设计更加直观。这样的展示可以实现设计和施工的可视性，实现建筑设计和实施的正确性，起到积极推动建筑施工预算向更精准的方向发展的作用，逐步实现成本控制的可能性。

（二）设计过程模拟性

BIM技术不仅可以立体模拟实际建筑物，也可以对施工过程中那些難以实现或不知道实践效果的操作状态进行模拟，提供建筑项目所需的客观的预测结果，使设计有充分的根据。BIM技术可以使用系统的模拟实验，以客观合理的相关数据信息为基础，对建筑进行方案模拟或生成初步设计方案。

（三）协调性与优化性

协调性在建筑行业极为重要，在传统的施工过程中，往往无法实现对建筑施工整个环节的统筹安排。使用BIM技术后，无论施工企业、建设企业或设计企业都可以通过BIM模式发现图纸中的问题，及时与各有关人员进行协调，积极寻找最有效的解决方案，采取合理的补充措施，尽可能提前预见危险，减少损失。

此外，一般情况下所有的建筑项目从设计流程到后期施工，每个阶段都在不断优化。BIM技术在建筑过程中起着非常重要的优化作用，BIM建模可以更加有效地完成项目方案、施工图纸优化等，使建设设计中各元素相互配合，避免图纸出现错误，使设计更加精巧。

四、BIM在建筑设计中的具体应用分析

（一）建筑设计环节的成本管理

为了在施工阶段保证工程顺利按期完成，就必须在设计初期做好相应的合理预算，对建筑施工期间的成本进行科学合理的控制。这在实际设计中具有一定难度，部分不确定因素很容易影响到建筑成本预算的准确性。因此，为了更好地保证工程成本控制的效果，施工企业可以合理运用BIM技术，对各项施工项目进行数字化成本分析，生成相应的成本分析计划，还可以同时实现大块竞标。之后工作人员在框架图纸界面中选择相关构成要素，进一步确定工程量来控制工程成本，提高建设设备和工程量结算的准确性，也确保物资的采购和资本利用的合理性。此外，BIM5D技术的应用可以弥补原始三维设计模型的局限性，更加直观地把握建筑项目的实际发展和项目具体情况[4]。最后，通过模型计算项目成本，能充分预见后期施工中存在的问题，提升成本控制的灵活性。

（二）建筑方案设计中的应用

方案设计是保证建筑施工顺利进行的前提和基础条件，对建筑项目的质量和工程进度发挥非常重要和关键的指导作用。在初期的设计阶段进行建筑项目相关的建模工作，最初的方案形成后，许多建筑模型设计的部分就可以逐步实现了。后续的过程就是观察建筑的平面、立面、断面等元素，并根据不同自然环境、业主需求等对具体参数进行调整与整体优化。在这一过程中，设计师要利用BIM的三维模拟技术，将建筑图纸以立体化的方式呈现，实现设计图纸与建筑实体之间的协调统一。在图纸审核人员面前更直观地体现建筑设计的设计构思，使项目管理人员与建筑设计者之间的沟通更加方便，从而通过有效的沟通，逐步实现设计的落地。对模型要进行动态更新、三维空间建模，就要充分发挥BIM技术的作用，加强与设计团队的沟通，增强建筑设计的可行性，将图片设计积极推进到辅助设计阶段。通过BIM技术应用，也可以为建筑企业提供更多可比较的方案，使决策者更好地掌握这些方案的可操作性、风险控制等因素，而这也对最终设计方案的确定起着重要作用。

五、如何促进BIM在建筑设计中的应用

（一）邀请利益相关者参与BIM技术应用

整个建筑设计环节，设计的层次与人员较多，包括建筑企业、建筑物业主、建筑规划设计部门、设计审查部门及专业的BIM 模拟部门[5]。因此，要想使BIM技术在建筑设计中最大化地发挥作用，就需要在建筑设计开始时，让所有利益相关者都参与其中，进一步了解和掌握BIM 技术，进而扩大BIM技术应用的范围，凸显其优势。

（二）善于与其他单位优势互补

在建筑设计过程中应用BIM技术时，可以利用其他单位的现有资源，在相互合作的过程中共同提升。BIM属于新技术，所以在项目执行初期面临着很多问题。我国很多公司都在投资BIM技术并进行应用研发，这其中就包括建筑学会的一系列研究人员和各个大学的研究人员。因此，BIM技术市场宣传要充分利用其他企业现有的资源，充分利用其他研发机构公司现有的技术，共同提高国内BIM的研发和应用水平。

总而言之，加强BIM技术在建筑设计中的应用，其最终目的是让居民体验更加良好的居住环境。BIM技术本身更精准、更高效的数据分析和合理优化方式在建筑设计中也能帮助建筑企业减少施工经费。因此，要在住宅建筑设计过程中对设计的各个环节进行严格管理，从各方面不断发现设计中的问题，也要运用各种方法促进BIM在建筑设计中的应用，通过BIM技术增加住宅建筑设计的可行性，促进建筑设计到落地实施过程的流畅性，使BIM 技术应用成为促进中国建筑企业发展的有效措施。

参考文献：

[1]龐月美.结合某工程分析BIM技术在绿色建筑中的设计应用[J].价值工程，2020（11）：258-259.

[2]郭琳.分析BIM技术在建筑设计及施工过程中的应用价值[J].中国建筑金属结构，2020（10）：62-63.

[3]黄轩安.EPC模式下BIM技术在装配式建筑中的设计应用分析[J].工程建设与设计，2020（12）：241-242.

[4]杨帮和.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用分析[J].百科论坛，2020（8）：1968-1969.

[5]吴继福，白叶飞.BIM技术在建筑工程设计中的应用及优势分析[J].中国科技投资，2020（12）：183-184.

作者简介：

姜程，博士，北京理工大学珠海学院设计与艺术学院讲师。研究方向：景观设计与理论研究、商业空间设计。

汤小舟，硕士，北京理工大学珠海学院设计与艺术学院讲师。研究方向：景观设计与理论研究、商业空间设计。