BIM技术在深化设计中的应用

楚童

1 BIM的概念特点及对BIM认识的误区

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文缩写。BIM技术是用于一种利用信息化三维模型来辅助工程项目在设计、建造及运维等阶段全生命周期管理应用的数字化工具。[1]

BIM技术具有八大特点，分别为：可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性与信息完备性。[2]

（1）可视化：指工程管理在可视化的三维模型中进行，建筑物在建造完成之前就已经建成了其三维模型，可以看到建筑物建成后的样子，即“所见即所得”，辅助决策者预先做出相关的应对决策。

（2）协调性：众所周知，一个建筑物的落地，必须经过各种参与方、专业单位及工种和设备等之间的相互协调与管理来保证工程项目建造过程中的顺利实施，期间无不进行着信息的实时传递与共享，而BIM技术作为一种新兴的信息化、数字化工具，它既包含着建筑物本身的几何信息，而且还包含着其全生命周期各阶段的非几何信息，无论在哪个阶段，其各参与方等之间通过BIM技术可以更加有效地提高信息的实时沟通，避免传统模式下存在的信息孤岛现象，大大提高现场各参与方之间的协调工作效率。

（3）模拟性：即预演分析，可以打一个非常形象的比方：BIM工程师好比导演、BIM模型好比剧本、获益方好比观众，在电影（建筑物）完成之前，导演（BIM工程师）先给观众（获益方，多指业主）预演一遍剧本（BIM模型），然后观众会通过其感受和要求对其剧本提出建设性的意见和决策，然后导演根据这些意见和决策对剧本进行优化完善，最终到成品，即电影。

（4）优化性：主要指的是方案的优化，通过BIM技术可以对各种方案进行模拟优化，比如：施工组织设计、施工进度方案以及关键施工工艺流程等方案的优化，提高方案的可行性和科学性。

（5）可出图性：当模型经过优化后，可以基于模型进行平面图、剖面图、立面图及三维视图等可用于现场指导应用的图纸。

（6）一体化性：BIM模型承载了建筑物从设计到施工、由施工再到运维等全生命周期的所有关键信息与参数，这些数据都是项目信息的一个集合体，随时可用于实际使用。

（7）参数化性：BIM模型中的所有构件都具有不同的形状，是由于其图元所对应的的各个参数信息不同，当模型的构件参数中任意一个数值发生变化，那么整个构件也会随之变化，导致整个模型也会联动，期间产生的信息也会实时更新。

（8）信息完备性：BIM模型中所含的信息可以描述一个部位的完整信息，比如：结构柱中所含的名称、尺寸、材质型号、颜色等参数，它们共同构成了结构柱，代表着其信息的完备性。

2 深化设计应用

（1）管线综合排布应用。因为传统模式的二维图纸设计，各专业设计师都是分专业单独绘图设计，在设计的过程中就没有实现各专业的协同设计，所以设计图纸必然会存在着各专业之间的碰撞打架现象，导致在现场施工的时候往往会边干边优化，这种方式显然会造成工期的延误和成本的增加，但是，通过BIM技术进行管线综合排布，全过程在三维可视化状态下进行，决策者可以对每个专业的管线对其所对应的的空间位置和标高以及尺寸和材质等信息有一个精准的把握，通过模拟碰撞检测，可以预先发现各专业之间存在着哪些碰撞点，然后对每个碰撞点一一排查，最终形成优化后的排布方案，用于现场指导施工。

（2）通过BIM技术的模拟性可以对BIM模型进行日光、采光的模拟，从而分析建筑物的绿色建筑日光指标，在这里以revit为例，首先对revit模型中需要进行模拟的空间和房间进行划分，单独选出一块来进行日光参数设置，包含模拟类型、建筑物地址、时间段等参数，设置好后就开始模拟研究，从模型整体上可以分析整个建筑物的日光采光率和朝向，从内部某个房间可以分析该房间的采光、透光率，可以从不同的视角进行观看，并且可以对该视角进行渲染处理。

（3）能耗模拟应用。通过对BIM模型的能耗参数设置，加上数据分析，可以对于模型中的每个房间进行能耗模拟，比如功能性以及住宅性房间的用水、用电等数据分析，可以模拟其每季度或每年的用电量或者用量高峰统计等，从而对设计方案进行深化和改进，使其更加地贴近功能使用要求。

（4）“BIM+VR”在深化设计中的应用。“BIM+VR”技术在建筑中的应用很多，主要体现在安全管理和装饰方案展示方面，在安全管理方面，利用“BIM+VR”可以提高现场安全培训教育，使培训者通过虚拟体验来贴近真实地去感受安全教育，使其更有效地去了解安全管理和防范措施。在装饰方案的展示方面，主要对于不同的装饰方案可以做出不同的VR效果，让决策者身临其境的感受不同方案的风格，使决策者和设计师们在同一个可视化、直观的环境中进行设计确定，至于效果图、漫游动画，都可以根据BIM模型随意剖切制作。

对比传统的二维深化设计，BIM深化设计体现出独特的优势及创新技术管理思路。主要体现在以下方面：

（1）提高深化设计的效率。基于BIM技术的深化设计打破了传统模式下的二维工作界面，全程都是在三维可视化的模型中进行深化，相比较而言比传统模式多了一个维度，从而使得深化设计工作更加高效快捷。

（2）工作思路创新。基于BIM技术的深化设计不仅仅是在工作界面上增加了一个维度，其主要还是体现在工作思路上产生了创新，完全以一种全新的思路来进行深化设计，将传统模式下存在的深化不全面等问题一一从三维模型中的每一个构件、每一个空间位置中体现出来，让决策者更加高效地完成深化设计。

（3）准确直观。基于BIM技术的深化设计，相比较传统模式而言，增加了一个维度到三维，甚至再增加时间维度（进度）到4D，增加成本到5D，甚至到ND，通过可视化的模拟加优化，将深化设计中的所有问题在三维模型中准确直观地体现出来，并且优化完善，使深化设计工作更加地高效、更加地贴近实际施工。

[1]中国工程建设标准化协会.建筑信息模型应用统一标准.北京：中国建筑工业出版社，2017：1～10.

[2][新]凯 泽（Kesari Payneni）.BIM的关键力量.北京：机械工业出版社，2017：35～38.

[3]中国图学学会.第六届“龙图杯”全国BIM大赛获奖工程应用文集.北京：中国图学学会，2017：1～36.