BIM的建筑设计实践应用

周鑫

【摘要】随着现代信息化和全球互通化的快速发展，各行业的设计和施工能力得到很大提升。BIM这种新型技术改变原有的建筑设计方式，将固有的二维图纸平面设计转变为三维全程可视的空间设计。BIM技术在现今很多建筑设计中得到了很好的发展和改进，在实际应用中也发挥了重大作用，在一些大规模建筑工程中更是表现突出，例如三峡水利水电大坝、上海中心大厦、中国美术学院象山校区等。本文主要内容即是以BIM的建筑设计应用展开。

【关键词】BIM技术;建筑设计;实践应用

我国的建筑历史是十分悠久的，像在桥梁方面的赵州桥、用于居住的建筑北京故宫和紫禁城、宗教性质的建筑西藏布达拉宫、世界上最长的墙万里长城等。这种种建筑事迹表明我国人民的聪明才智。我国现代的建筑设计还是处于世界前端的，所有实际设计应用的任务都离不开BIM这一高效技术。BIM技术在建筑设计中有全程可演示、透明化和多人同时编辑的优势，使得在所有建筑类别中都有广泛应用。下面先对BIM技术进行简略介绍，再进行不同类别的建筑设计实际应用讲解。

1、简介BIM技术

BIM的英文全称是Building Information Modeling，国内建筑业的统一翻译为：建筑信息模型。BIM这一概念是由Chuck Eastman教授创立并流传到今日的。BIM技术将惯常的二维图纸设计转化为三维数字化设计，形成一套完整的信息管理模型，这一新型技术加快了整个建筑业的发展。BIM还是工程图纸共享平台，在当今的建筑工程中，从设计观念的确定到工程验收投入使用这一过程，BIM提供了全程施工可视和实验管理功能;在建筑工程施工的所有工序中，建筑单位都可以在BIM中参与、线上操作、改进和管理图纸信息，以达到互相协同的作用。

BIM技术创立的出发点就是为推进建筑行业的发展，其在全球的建筑工程中已经无法替代。BIM技术在建筑工程中有着很好的交互功能，通过BIM相应的工程软件来搭建“全过程可视化和可演示”的数字化模型，这样的模型能为建筑工程设计师提供数据分析和模拟的平台，也利于总工程师的全局控制和费用计算，还能与协同团队进行实时设计共享。这样强大的功能极其有利于各设计单位的协调配合能力的提升，有助于降低建筑行业在设计阶段的隐藏风险和建筑材料的废弃量，另一方面BIM技术促进设计单位的设计应用能力发展和营造建筑单位间积极竞争的良好风气。

2、BIM技术在设计过程中的应用

2.1设计观念中的应用

很多建筑设计师在初始阶段—─设计观念中不会使用BIM软件帮助自己全局构思，认为设计观念是个人的理念，若使用这类软件会使得自己的部分设计想法与他人有相似之处，其实BIM软件的输出成果更多的还是设计者自身的理念。BIM在设计观念中可直观地分析各种建筑方案，利用高度可视化和可规划的特点进行快速设计，还可以根据建筑工程的规模和要求进行设计观念的细微改动。

2.2方案设计中的实践应用

经过建筑工程师的观念和大体设计，建筑的方案已有了雏形。BIM技术在此阶段的应用是配合设计观念的思维框架，选择最适合此次建筑要求的方案，若考虑周全还可以在BIM软件中设计几套备用方案或辅助方案，使得建筑项目工程的具体实施都在BIM下的三维环境下进行，高效和直视是方案设计中的应用表现。

方案设计中BIM的具体应用在于其丰富的建筑模型、部件的方向和型号的调试以及3D演示动画。建筑方案里的空间结构和拼接部分都可以在BIM软件中查阅和模拟，将图纸上的二维图形赋予空间形态，具体的建筑设计方案使得设计师和总工对建筑的决策、判决更加全面。另外BIM软件支持将建筑物设计图以三维形式文件输出，在文件中任何人都可以进行参阅建筑内部结构，通过视角的转换可以无死角地观察建筑，还可以依据自身的想法对建筑物进行修改。文件便于传输和修改的特点将建筑工程的协调性推向更高的层次，为后继的具体工程实施提供有力的保障。

2.3工程图实践中的应用

工程图是建筑工程最后的决策结果，也是建筑项目施工的依据。在此工序中BIM通过各种实验对建筑场地进行测试，判断工程图上的结构能否在建筑场地实行，若不适应还需在BIM软件中对工程图进行修改。

工程图的实际设计任务大部分由BIM完成，在建筑大体结构未搭建前无法得知管道、电力外机、排水装置的位置，需要利用BIM软件搭建建筑附属物的空间相对位置系统。另外之前提到的实验应用主要表现在建筑节点连接设计、内部建筑和外界碰撞实验、管线三维系统管理等方面，对工程图的内容反复修改磨合，保证在实施环节无大的问题出现。这种应用可以最大优化机电箱的线路铺设问题和净空问题，还可以提前进行建筑工程的土方量计算和建筑物功能测试。

3、BIM实际应用事例

3.1土方量的精准计算

土方量的计算是建筑的必需步骤，但现实中的完成效果一般。主要原因是建筑工程的土方量数值很大，需要多次在同一时间设点平差计算，非常耗工时。利用BIM技术可有效改变这一局面，BIM的5D关联数据库，可同时精准地计算多个工程，工程计算的精度和速度得到提高。应用表现为工程场地地形图与BIM相连接，生成与现实地形图相近的BIM模型，再生成原始地形曲面模型和建筑设计曲面模型。这两个模型的交点处连接成线，这条线是原始地形曲线与建筑设计曲线的重合线，重合线所包围的体积即是挖掘填充的土方量形成的体积曲面，BIM软件计算结果即为土方量。

3.2水利工程建筑模型的构建

水利工程一直是较难的建筑工程，在我们认知中水利建筑工程具有跨度大、施工时间久的特点，BIM仍是其主力。模型本身的应用是由委托方来确定，BIM作用是根据要求确定模型的精密程度。BIM模型的精密程度越高、关联处越多，所设立的参数个数和参数属性功能也就越多。因为当今BIM水平不高，需考虑水利工程施工时长和气候影响等因素，水利建筑工程模型一般使用LOD30。

工程模型的构建需要各工程师们熟知工程的情况，先在平面图纸上绘制工程图，再传入BIM软件，设立各种参数自动绘制出三维建筑设计图。其中要保证建筑的结构，排列形式要与实际地形对应位置一致，另外BIM软件中建筑材料的外观和功能不同，相互联系性不强，需设计人员细心处理，划分到最小单位，利于建筑设计后期的模拟和处理。模型部件的属性信息与现实对应物品信息一样，颜色和外型按照标准，进行严格的模型信息管理。

总结：

由上述分析和实际事例可知，在建筑工程中引入BIM技术是一项非常科学、有效以及减少施工管理难度的措施。BIM技术有效的解决了建筑工程步骤复杂、管理不方便实施困难、信息共享性不强等问题;有利于对更大型、功能更复杂多样的建筑工程发起挑战;解决当今的建筑工程难题，对工程的选址和建筑摆放有了更科学的参考分析;同时还降低了对环境的不利影响。

参考文献：

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[2]李丹.BIM在建筑设计中的应用与实践[J].土木建筑工程，2018，（10）2：32.

[3]王万平.BIM技术在建筑设计中的应用研究[J].工程造价，2016，（8）：15.