建筑设计施工管理中BIM技术的应用分析

刘乐 张伟进

摘要：近年来，随着建筑业信息化的大力推进，BIM 的新技术已开始应用于建筑工程的整个生命周期。BIM 技术是基于建设项目的相关信息数据，为 项目建立了建筑模型。BIM 技术的诞生缩短建筑设计时间，而且还能够随时修改设计参数，让图纸与设计始终保持高度一致。BIM 技术的应用，保证了建 筑工程的协同工作得到了有效展开，无论是建筑设计施工企业的运营管理，还是智能化的维护程度都会切实提升。本文首先阐述了 BIM 技术的基本概念及 优势、劣势，简要分析了建筑设计施工管理中 BIM 技术的应用，希望以此提高建筑效率，保证建筑质量。

关键词：建筑设计;BIM 技术;应用分析

引言

BIM 这项技术在我国虽然起步较晚，但是总体的发展速是相当快的，BIM 技术在我国建筑行业视为“第二次技术革命”，它不仅让整个建筑产业 的产业链得到了重塑，而且它还赋予了建筑产业新的生命周期。2011 年 5 月，我国城乡住房建设部提出在五年内普及 BIM 技术，实现我国建筑工程 的信息化管理。BIM 技术具有明显的设计优势，能够不断提高设计质量及 效率，有助于提升工程整体质量，促进建筑工程发展。为了进一步推动建 筑行业发展，要深入研究 BIM 技术，使得 BIM 技术在建筑工程当中得到合 理运用。

1 BIM 技术基本概述

如果在建筑设计过程中使用 BIM 设计技术，则设计效果以视觉，三维 方式呈现。不仅使建筑工程设计更直观，而且还有助于设计师快速找到設 计中的缺陷并及时弥补。大大减少了设计中出现问题的可能性，减少了施 工过程中人力物力上的损失。除此之外，引入 BIM 设计，能够及时准确传 递建筑设计应用信息，为日后的维修提供一定的基础。BIM 技术将建筑工 程的各项信息进行汇总，借助相关信息建造建筑模型，通过仿真模拟反映 建筑的真实情况。BIM 技术应用范围广泛，可用于工程设计、建造、管理 等多个方面，为建筑工程提供技术支持。BIM 技术具有较强的传递性，施 工的各个阶段可在 BIM 技术的支持下，在工程项目的不同部门、不同阶段 实现信息的共享与传递，加强彼此间的交流与协作，进而降低工程成本，推动建筑工程顺利开展，在应用过程中，首先要了解 BIM 技术的基本概念，进而掌握 BIM 技术。

2 BIM 技术优势与劣势

BIM 技术采用智能控制，能够站在大局的角度，通过智能控制对建筑 设计、投标管理、合同管理等方面进行全方位管理，对整个工程进行精细 化管理，提高管理效率，保证管理质量。BIM 数据系统性较强，能够针对 建筑工程在不同的阶段开展不同的管理，提高管理质量。同时，有助于推 动建筑工程的顺利开展。BIM 技术能够对相关数据进行收集、汇总、分析，协同各个专业进行共同设计，借助自动检测技术对其进行检测，并加强彼此之间的联系，帮助各个岗位、各个工种之间协调工作，节省设计人员的工作时间，减少和避免各个专业之间的缺漏设计缺陷，提高工作效率。

当前，BIM 技术虽然已经日趋成熟，但是在其发展过程中依然存在一 些缺陷。BIM 技术对于造型复杂、结构多变的建筑工程项目效果更为突出，但对于一些相对简单的建筑工程项目来说，大多数设计人员并不会使用 BIM 技术，认为使用 BIM 技术多此一举。当然，部分建筑企业即便是简单 工程项目也会使用 BIM 技术，但 BIM 技术的作用得不到有效发挥。因此，需要专业技术人员对 BIM 技术进行设计及维护，推动 BIM 技术的广泛应用。

3 BIM 技术在建筑工程设计中的应用

随着 BIM 技术的快速发展及其被广泛运用到建筑设计中，BIM 技术的 使用进一步提高了建筑设计质量以及建筑设计效率，推动了建筑行业的发 展。

3.1 建筑设计方案应用

在传统的建筑设计中，设计人员会展示设计效果图，但是在竣工之后 会发现设计效果与竣工结束后呈现的效果存在较大差距，且这种差异已经 很难改变。在此情况下，借助 BIM 技术，能够将平面的建筑方案、设计图 转化为立体的模型，完整且系统详细地呈现设计方案，给人更加直观的感 受，让设计人员清晰地看到建筑的外观，通过模型的方式诠释设计理念和 设计想法，并在设计过程中有效优化设计方案，及时纠正设计过程中出现 的问题，保证设计工作的顺利开展，进一步提高设计效率和施工效率。

3.2 可视化设计

BIM 技术与传统技术在可视化设计方面存在较大差异。传统设计无法 有效展现建筑的整体外观，难于显示可视化成果。而 BIM 技术能够将建筑 项目的外观进行直观呈现，从二维平面转化成三维模式，这也是 BIM 技术 得到广泛应用的主要原因之一。建筑物中，很多墙体、门窗、楼梯等在传 统的建筑设计中是无法很好地展现的。而 BIM 技术更加注重细节展现，可 以在可视化应用中独立显示建筑物的基础部分，模拟显示建筑各个独立部 分，可通过动画展示充分了解建筑物的外观及其内部结构，查看建筑物的 基础构建，一目了然地呈现整个建筑物的完成效果。BIM 技术的可视化设 计与传统建筑设计有了较大的进步，通过三维动画的方式观看建筑物的基本构造，其可操作性越来越强。

3.3 绿色设计

绿水青山就是金山银山，保护环境就是保护生产力。经济发展决不能 以牺牲环境为代价，建筑行业也不例外，对于环保有了更高的要求。要树 立生态理念，保护生态环境，发展绿色产业，创新交流平台。在建设过程 中，要使用绿色环保的建筑材料进行施工，以更好地保护环境。与传统技 术不同，BIM 技术更加强调绿色发展、绿色建筑，主要是由于 BIM 技术在 建筑设计中可以模拟建筑整个生命周期的能耗，这是传统技术无法做到的。建筑设计人员在设计过程中会借助 BIM 技术设计不同的方案，根据施工现 场情况及周围环境选择最佳施工方案。

3.4 仿真模拟分析

BIM 技术在建筑物的仿真模拟分析中应用较广，例如，在建筑物前期 设计阶段，通过建立 BIM 模型，可以从整体上分析建筑物的几何参数、力 学参数等相关指标，同时利用 BIM 模拟建筑物的物理性能，从而进行精确 计算。在前期设计中，为了降低建筑物在使用中的能耗，可以利用 BIM 分 析建筑物的能耗，然后通过优化空间结构，计算风能、热能等，让建筑物 在后期使用中更加合理。需要注意的是，在仿真模擬分析中要进行标准化、 模块化的建设，对比不同模块对于降低建筑物能耗的作用，在不断地性能 优化下提升 BIM 技术运用的质量。

3.5 碰撞检测

当前，4D 技术在建筑设计中实现了广泛应用，在很大程度上提高了建 筑物的使用效率。4D 即以 BIM 三维建筑模型为基础，利用进度时间轴，实 现进度管理从传统的网络计划、横道图等平面静态分析管理转变为更加直 观形象的、虚拟建造的可视化与动态控制，使工程进度管理精细化、信息 化。在建筑设计过程中，设计人员在掌握了 BIM 技术应用的一些关键点后，利用 BIM 软件平台的碰撞检测功能，实现了建筑与结构、结构与暖通、机 电安装以及设备等不同专业图纸之间的碰撞，同时加快各专业管理人员解 决图纸问题的效率。建筑项目部也可以将钢结构与土建、机电、幕墙、装 修等深化模型集成起来，进行多专业协调优化调整，并直观展示给各分包 方，减少项目沟通时间，提高深化设计的准确性。

4 材料表方面的应用

BIM 技术通过数据收集汇总，能够对数据进行分析。BIM 技术在材料 表的制定方面具有很大优势，通过材料表数据的准确性，大大提高了建筑 设计效率，因此被广泛地应用于材料表制定方面。BIM 技术汇总相关数据，构建属于自己的数据库。不同的建筑物所需要使用的材料数量、质量、种 类是不相同的，不同建筑材料使用过程中呈现的效果也是不相同的，要根 据建筑项目的特征具体分析，选择合适的材料进行施工，有助于保障建筑 工程质量，提高建筑整体效果。在设计过程中，相关设计人员可在数据库 中寻求自己需要的数据，确定自己想要使用什么样的材料以及材料的数量、 质量和价格，大大节省了工作时间，提高工作效率。BIM 技术在材料方面 的应用，对于建筑设计是非常大的进步，使得建筑设计施工更加合理有序，能够严格按照相关设计要求进行施工。

5 项目管理和施工方面的应用

5.1 项目管理方面的应用

目前，我国大多数工程管理方法仍采用传统的工程管理方法，不能满 足多部门交叉施工技术的控制。施工过程之中对于各相关单位的职责和管 理范围界定不明确。在一些规模相对较大的建筑工程项目当中，整个施工 空间的局限性相对较大，施工方案相对比较复杂，在这种情况下，在模拟 各个环节的基础上进行综合分析，充分发挥 BIM 平台可视化，参数化和信 息共享的优势。依据模拟情况对碰撞、冲突等情况进行相应的调整和优化，最终依据工序情况进行调整，优化施工方案和施工安全计划，从而确保施 工进度的实施，防止安全事故的发生。另外，利用 BIM 对文化水平较低的 农民工来说进行安全技术较低，使其犹如身临其境，让工人对培训的内容 及施工中的安全隐患认识更深入，达到的预期效果。除此之外，利用 BIM 软件复核设计，通过模型与现场管理结合，实现可视化互动沟通，能够纠 正工序，有效缩短施工时间。利用 BIM 搭建协同管理平台，能够初步形成 施工期大数据平台，实现了信息资源共享，企业精细化管理的模式。

5.2 施工方面的应用

在一些较大规模的建设项目中，整个建筑空间的局限性较大，施工方 案也较为复杂。大多数传统技术提交都是在二维结构图的帮助下进行的。对于一些空间分布较为复杂的部分，比如管线走向问题等，在施工时更加 难以完成。但是，使用可视化 BIM 技术构建模型可以将传统的 2D 绘图转 换为 3D 模型。及时提高交货完成效率，保证交货的准确性，从而保证施工 质量。同时，采用 BIM 技术，可以对建筑工程模型进行修改和设计，并将 设计理念实时反映在建筑工程设计模型中。施工项目可以顺利进行，提高 施工效率。另外，从事设计、施工的相关人员就能够在施工前完成碰撞检 查，优化管线的布置方案，提前对工程设计予以进一步完善，这样就不会 造成设计变更，在施工之时，返工的几率就会变得较低。

6 结语

随着建筑行业的不断发展，对于建筑工程的设计有了更高的要求。然 而，传统的建筑设计已经无法满足当下的需求，要不断借助 BIM 技术对相 关建筑工程进行设计。BIM 技术在建筑设计应用中既存在优点也存在缺陷，因此，要对其进行具体分析，更好地运用 BIM 技术设计建筑工程，充分了 解 BIM 技术在建筑工程设计中的作用，更好地推动我国建筑行业的发展。

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