BIM技术在建筑工程设计中的应用分析

李静

深圳市华筑工程设计有限公司武汉分公司 湖北 武汉 430000

近年来，BIM技术在建筑工程中发挥着越来越重要的作用，并逐渐向其他领域进行渗透。然而，由于部分人员对BIM技术的认识还不够深入，使得BIM技术在其他领域并没有得到很好地应用，严重阻碍了BIM技术的发展与传播。通过对BIM技术在实践中的运用进行分析，笔者认为BIM技术在今后各个行业中，将会有拥有更加广阔的市场，对国家的经济起到了极大地促进作用。因此，相关人员必须对BIM技术进行深入地了解。

1 BIM技术的概述与特征

1.1 BIM技术的概述

二十一世纪，随着我国现代化进程的推进，现代化建筑也在稳步发展，逐渐形成了大规模、高水平、高科技与高经济效益的建筑工程体系。与之有关的行业也得到了很大的发展，并且在整个国家的经济发展中占据了举足轻重的地位。如果这个行业体系能够不断向着科学的方向发展，就可以有效减少建筑工程中人力、财力的消耗，加速施工速度，缩短施工时间，提高施工质量。这个行业体系还能够有效地强化建筑工程的安全防护工作，确保整个建筑施工的稳步发展。因此在建筑工程方面，要提高科技水平，以信息技术为基础，寻求更高水平的行业发展。BIM技术的诞生，正悄然改变着整个建筑行业，一次行业革命即将展开。这说明了BIM技术的重要意义，因此其开发与实践需要受到足够的关注。BIM技术的技术是一把设计、生产、发展和预测未来的利刃，在BIM技术的支持下，我国建筑工程的前景是无限的[1]。

1.2 BIM技术的特征

BIM技术有如下三个特征：第一，数据采集与整合。BIM技术最主要的作用就是搜集建筑领域中的有效数据，并将这些数据加以整合。根据相关数据可以看出，当前BIM技术已经成为了建筑行业中非常关键的一个组成部分，其专业性和技术性使建筑工程设计和工程施工体系变得更加完整、先进。BIM技术的应用，需要相关人员有更高的专业性，要能够将BIM技术与数据信息相融合，将数据信息引入到实际工程中，从而推动建筑工程设计的发展[2]。第二，联合设计。利用BIM技术能够搭建起一个全新的平台，为建筑工程的设计、施工和信息的更新、共享提供一个很好的互动平台。该平台可以对实际情况进行调整，以适应不断变化的外部环境。在这一点上，BIM技术提供的技术支持，可以提高对各专业的应用程度，增强其关联度，从而准确理解建筑工程设计与实际施工之间的关系。第三，工作传递。BIM技术可以增强各类信息之间的关联度，在设计过程中，可以快速准确地反映出问题，并对修改后的数据进行自动地更新，从而减少了设计师的工作量，减少了人力和物质资源的消耗。

2 BIM技术在建筑工程设计中的重要作用

2.1 实现建筑工程设计的信息化

BIM技术可以实现建筑工程设计的信息化。我国已经进入了信息社会，许多行业都离不开信息技术的运用。而对于建筑工程来说，BIM技术的运用具有十分重大的意义。BIM技术可以搜集许多有效的信息，这些数据信息还能够随身携带，提高了其实用性。同时，有关部门可以在需要的时候对这些信息进行查询和修改。相关人员可以在互联网上查询到许多信息，比如：建筑工程的造价、工程质量、施工进度等。由于这些信息都是公开的，所以可以根据这些信息对建筑工程进行设计，提高了建筑工程的质量，也可以降低工程造价。

2.2 方便三维模型的修改

BIM技术可以方便三维模型的修改。BIM技术具有可视性、模拟性和协调性等诸多优势。对BIM技术的优势特征进行全面地分析，可以看出，随着BIM技术的问世，传统的绘图方式正在向着数据库进行发展，并将二维设计转变成了三维动态可视化设计，拥有极好的分布式模型[3]。BIM技术为三维模型的运用带来了极大的便利，其信息传输能力强，可以在三维模型的修正过程中，对三维模型的不同面进行直观地分析。通过对数据的修改和分析，可以使每一个数据都是正确和一致的。

2.3 满足建筑工程的设计要求

BIM技术可以满足建筑工程的设计要求。在现代社会，人们对于建筑的要求已经不局限于“金碧辉煌”，而是更倾向于绿色环保、造型优美、结构和谐。将BIM技术应用于此类建筑工程的设计中，可以更好地满足大众化、标准化、多样化的建筑设计需求。BIM技术可以轻松地对某些特定的建筑物进行三维形式的呈现。例如，在对某座住宅楼的设计中，设计师可以使用BIM技术，在该建筑物的平面图的基础上建立三维模型，同时，利用相应的软件将该建筑物的信息进行整理，这样就可以让建筑企业更加直观地对该建筑物的基本信息进行了解。

2.4 实现功能一体化

BIM技术可以实现功能一体化。目前，在建筑领域中，普遍采用的是BIM技术分析工具和BIM技术创作类工具组合而成的分布式模型。BIM技术设计建筑工程的三维模型时，包含了材料的质量、数量、样式、尺寸、体积等内容，以及对建材的使用标准的检测。在对这些数据进行了全面地分析之后，就可以将传统设计图纸的数据进行更新，并将其传送到相应的数据库中去。BIM技术将一个建筑工程的全部功能和物理特征呈现在中央存储库中[4]。BIM技术提供了一种全新的三维动态可视化途径，它将传统的线条设计图转化为三维立体实体图，这在增强各专业间的协作和交流方面有着巨大的作用[5]。

3 BIM技术在建筑工程设计中存在的问题

BIM技术为我国的经济发展作出巨大的贡献。然而，目前BIM技术在推广过程中还面临着诸多问题，这些问题制约了BIM技术的进一步发展。

3.1 软硬件水平不高

BIM技术在建筑工程设计中存在软硬件水平不高的问题。一个好的设计，除了要求设计者要有一定的技术水平和思想理念外，还要求有一定的软硬件设备。一些大型的建筑工程的设计，对软硬件的要求是非常高的。然而，软硬件水平不高是目前许多建筑单位都无法有效解决的问题。从某种意义上说，软硬件水平对建筑工程的设计质量、分析水平以及施工效率都有很大的影响。而目前，我国建筑过程设计的整体硬件水平比较低，这给BIM技术的应用和推广造成了很大的障碍。

3.2 人才素质比较低

BIM技术在建筑工程设计中存在人才素质比较低的问题。由于建筑过程设计行业的分工比较细，因此专家们在研究的过程中，大多是以理论为主，而不是以实际操作为主。在踏入工作岗位之后，许多技术人员由于缺少实际的工作经历和其他相关知识的储备，因此很难立刻投入到工作之中去。在设计过程中，要想对出现的问题进行有效解决，除了要求相应的技术外，还必须要对其他相关的知识有所了解。尽管BIM技术的引入使得项目间的联系变得更加紧密，项目间的交流也变得更加方便，但要完全掌握各个项目的专业知识以及工作特征，却是一个非常漫长的过程，这也就对技术人员提出了更高的要求。

3.3 “以量取胜”现象严重

BIM技术在建筑工程设计中存在企业“以量取胜”的问题。BIM技术给建筑行业带来了全新的设计理念和途径，给建筑行业注入了新鲜的血液，促使建筑行业中的设计方、施工方和供应商争相学习，并将BIM技术视为一种竞争的法宝。而在我国，建筑工程越来越多，使得建筑企业越来越重视“数量”，而忽视了“质量”。建筑行业中的大部分企业都以建筑工程的“数量”为衡量企业成功与否的标准，这严重阻碍了建筑工程的发展与进步。与此同时，由于BIM技术的推广中存在着“以量取胜”的现象，导致很多建筑企业的BIM技术水平无法得到有效地提高，也没能完全掌握BIM技术的关键，使得BIM技术不能得到全面、有效地应用，更不能使其优势得以发挥。

3.4 缺少明确的法律法规

BIM技术在建筑工程设计中存在缺少明确的法律法规的问题。目前，我国大部分进行建筑工程设计的企业对内部的工程设计标准并没有给予足够的关注，这也是目前我国的工程设计在管理方面所面临的一个严峻问题。不仅是建筑企业，在国家层面上，也还没有明确的法律法规来对企业的行为进行规范。因此，要想推动BIM技术的发展，不仅要让企业明确有关的标准，还必须要由国家政府制定相应的法律法规，为BIM技术标准的研究制定相应的目标，更好地推动BIM技术的传播。

4 BIM技术在建筑工程设计中的应用

4.1 全面展示建筑工程

BIM技术在建筑工程设计中可以全面展示建筑工程。在BIM技术还没有出现的时候，建筑行业主要是以传统的平面CAD设计为基础，来向客户提供各种资料的。包括：建筑的详图、立面图、平面图、剖面图与设计说明，以及材料使用表等。这些资料都是以平面设计图纸的形式，来实现信息的传递的，将建筑的设计结果展现给客户。但是，这样的平面图纸有很多不足之处。首先，它的工作量非常庞大，特别是在当前的城市建筑越来越复杂的情况下，它对建筑图纸的要求也越来越多。然而，在使用平面CAD进行设计的过程中，会不可避免地产生一系列的问题。比如，在各种复杂的剖面图、立面图、平面图及详图之中，往往会传递一些关键的信息，如果这些信息发生了错误，就会导致在建筑施工的过程中，出现严重的施工事故。比如，机电管线发生冲突，甚至是出现了错位现象，从而对整个建筑工程的施工质量和施工效率产生了很大的影响。而BIM技术的出现改变了这一情况。在建筑工程设计的过程中，利用BIM技术，通过三维模型来全面展示建筑工程，可以让相关人员对其有更为直观地了解。在传统的建筑设计中，CAD技术得到了更广泛地应用。通常情况下，技术人员都会利用CAD技术来绘制图纸。然而，虽然CAD技术的应用非常广泛，但它在传递和表达信息方面却相对单一，很多技术也还不够完善，造成了某些部分的信息不能被完全展示出来。利用BIM技术建立三维立体模型，可以划分建筑功能区，计算建筑面积，考察建筑尺寸，并对其进行分析，最终设计出最合适的建筑。

4.2 实现结构参数设计

在传统的建筑过程设计中，需要对图纸和数据进行审查和分析，并对其进行不断地校验，以保证图纸的准确性，这样就会造成工作单一和重复，使得工作效率低下。并且，图纸的错误率很高，在施工的过程中，会出现很多的问题，并且需要反复地返工，这就会造成很大的资源浪费。而BIM技术很好地解决了这一问题，实现了结构参数的设计。在建筑结构设计中，存在着一些相互关联的因素，这些因素与建筑模型的设计信息都保存在同一个数据库中。因此，在需要的时候，可以将两者组合在一起，进行高效地整理，设计师就可以将其构建成一个完整的结构体。由于建筑工程的设计存在差异性，因此，要对BIM技术系统进行不定期地升级，以满足不断变化的设计需求。通过计算机技术与数据库的结合，可以更好地实现建筑设计的自动化。例如，在一个建筑工程的设计中，要考虑到钢筋混凝土梁的截面尺寸与截面高度。如果施工要求没有发生变化，则不需要进行修改，但是如果这些数据发生了变化，就需要进行修改。这时只需要将变动后的数据重新上传，就可以实现三维模型的更新。

4.3 构建钢结构的模型

BIM技术在建筑工程设计中可以用来构建钢结构的模型。随着时代的发展，如果仍然坚持采用传统的平面CAD设计方法来进行建筑过程设计，那么就会导致一系列的设计理念不符合实际和施工协调的问题，从而难以保证建筑过程设计的有效性。除此之外，如果使用传统的平面CAD设计方法，在进行大规模的工程设计时，就会使得工程中的每个部分都有很多的设计图。但是就整个工程而言，每一个部分的设计图都是一个相对独立的内容，因此难以将这些内容结合起来，从而造成了数据的散乱。最后，为了将这些数据集中起来，更好地了解整个建筑设计，还必须由专门的技术人员来进行解释。这就产生了这样一种情况，即：建筑设计和各部门间不协调，使得建筑企业无法很好地了解设计意图，从而影响到整个工程的顺利施工，产生一系列的工程问题。而BIM技术的使用，则可以有效地解决每个部分在设计过程中相互独立的问题，并将各部分的设计整合到一个统一的数据库中，从而大大推动了建筑行业的发展。在建筑工程设计中，建立钢结构工程的模型是一个十分关键而又困难的过程。在钢结构工程的建模过程中，构件之间的连接是最重要的环节，特别是对于梁柱的连接，更是重中之重。BIM技术在建筑工程中的应用，除了可以将钢结构的模型有效建立起来，还能够根据实际情况对其进行调整。在钢结构模型建立完成后，将构件的参数输入到相关系统中，并进行计算，最后可以得到各个构件的数据，最终更好地完成建模工作。

5 结束语

综上所述，BIM技术必然会成为建筑行业的一个重要组成部分。BIM技术的作用十分显著，可以有效提高资源的利用率，并通过信息的高效传输，推动我国建筑行业的迅速发展。然而，BIM技术并非完全没有劣势，因此并非每一个建筑设计都需要采用BIM技术，有些建筑仍然可以采用传统的建筑设计方式。BIM技术的发展方向必须与建筑行业的发展方向一致，并且两者的发展要相互促进。因此，要想让BIM技术继续得到发展，就必须要鼓励建筑行业积极参与，并且还要得到政府的大力支持。