BIM技术解读及其对建筑设计的影响

朱鹏宇

摘 要：随着信息时代的到来，BIM技术逐渐应用于建筑设计中，解决了许多复杂的设计问题。与传统建筑设计方法相比，BIM在简化设计过程、提高效率和质量、节约成本等方面具有明显的优势。本文在概述BIM理论的基础上，分析了BIM对建筑设计的重要影响，并探讨了BIM在建筑设计中推广和应用的主要障碍，以期在我国建筑设计领域得到更广阔的应用，为BIM的更深入发展提供参考。

关键词：BIM技术;建筑设计;技术解读

一、BIM在建筑设计中的应用

随着BIM的不断推广，BIM越来越多地应用于建筑设计、施工、运营管理乃至整个建筑生命周期的各个阶段。建筑设计是项目的初始阶段。BIM通过建立数字模型和工作流程来可视化、协调、模拟和优化设计过程。建筑信息建模（BIM）广泛应用于大型复杂的单体建筑，住宅建筑和体育场馆，剧院，艺术中心等传统商业建筑的设计。

1.方案设计阶段：在BIM数字信息集成平台的基础上，对气候环境、场地条件等进行全面分析，快速、高效地比较各种方案，确定最佳的场地规划、总体布局和空间功能，并协助设计师做出准确的决策[1]。

2.初步设计阶段：根据设计要求，进一步深化空间结构，建筑造型和结构形式，协调各专业方案的技术矛盾，建立立体模型[2]，为下一阶段工作提供依据和指导文件。

3.专业管道集成阶段：根据建筑物、结构和机电的碰撞检测结果，改进BIM模型，协调系统之间的空间关系，解决与传统设计模型难以解决的冲突。在综合楼设计过程中，此过程更高效可靠。

4.施工图设计阶段：主要解决施工中的技术措施和工艺做法。该BIM模型可以直接绘制图纸，为施工方案和施工提供一套完整的具有深度的实用施工图纸。

5.设计表达阶段：在BIM的干预下，通过渲染、动画和建筑漫游来表达设计意图。三维模型使人们能够从多个角度观察和体验建筑，便于多方沟通、讨论和决策。

二、BIM对建筑设计的影响

1、建筑信息模型对建筑设计的影响

1.1设计思路和方法

BIM对建筑设计行业的核心价值在于全新的设计思维和方法。传统的CAD绘图设计往往将建筑功能流线与空间形式之间的相互作用分离开来。建筑立面的三维空间形态通过建筑的三维建模与三维建模相结合，直接反映建筑的三维空间形态。对于复杂的建筑形式和外观，参数控制使建筑设计更加多样化。从过去的“计算机辅助系统”来看，BIM为建筑设计提供了强有力的技术支持”。

“绘图”真正实现了“计算机辅助设计”，将建筑设计的重点从最终结果转移到数字设计和施工过程。此外，设计师还可以很容易地获得各种信息，如建筑性能、空间利用和成本估算。这种新思维贯穿于建筑设计的整个过程。各学科间紧密联系的同步设计方法，不仅简化了设计过程，而且提高了工作效率。它与传统的基于单人的设计决策方法和线性工作顺序完全不同。应用BIM技术改变了建筑面层形式的设计方法，使空间设计与内外兼容简单易行，加强了设计细节，提高了施工质量。项目赢得了业主的肯定和支持。设计团队基本上放弃了传统的二维设计软件，BIM成为团队技术应用的核心工具。

1.2设计工具

在BIM设计模式下，建筑信息模型在工具尺寸方面远远超过建筑图纸。新的专业三维设计工具取代了CAD等二维设计工具，改变了传统的绘图方法。目前，BIM软件主要由国内软件开发。从BIM模型的角度来看，BIM系列软件可分为BIM建模软件和使用软件的BIM模型两大类。前者主要包括核心建模软件，原理图设计软件和具有BIM接口的几何建模软件;后者分为施工管理软件，辅助分析软件和仿真设计软件。核心建模软件主要应用于建筑，结构和机电设计三个阶段。BIM系列软件具有功能强大、使用方便、速度快、表达效果好、交互性强等特点。多个开放数据格式，如gbXML和LandXML，实现不同软件之间的数据传输和信息共享。随着绿色可持续性概念的普及，基于BIM的建筑性能分析工具逐渐成熟，可以辅助建筑设计优化和性能改进。例如，基于Revit的性能预测软件可以对照明和能耗进行实时或基于云的分析。

1.3协作设计

建筑设计是多学科和多学科的交叉和融合，协同设计起着重要的作用。在传统的CAD时代，由于缺乏统一的技术操作平台，协作设计仅限于二维绘图标准和文档管理，无法解决由于沟通不畅或设计过程延误而造成的协调问题[3]。BIM的应用使协同设计更加先进和一体化，使施工人员能够实现行业，区域和同行之间的紧密合作，同步参与和合理整合，具体体现在以下三个方面：（1）多成员协同项目业主，设计方，施工方，运营商等各方参与文件交互，沟通等协同工作。设计师积极配合其他主要参与者不断优化设计方案;（2）多专业协作：建筑、结构、设备等所有专业。均以BIM协同管理平台为基础，实现数据共享和交互，避免不同专业之间的脱节，使协作更加有效;（3）各阶段的协调：根据项目的实际情况，设计人员在BIM模型的基础上实时组织修改原方案，改变智能联动。省去了原理图设计，初步设计和施工图设计之间的繁重工作量，便于信息的快速传递和更新。BIM协同设计突出了建筑设计在整个建筑生命周期中的主导作用。

1.4质量控制

我国传统建筑设计一般独立于三维空间模型和二维图纸，在多次翻译过程中存在大量的信息损失，而且时间紧，专业配合度低，建筑设计往往呈现出广泛的模式[7]。基于BIM平台的集成设计方法可以直接表达三维构件的真实建筑。一方面，设计师可以控制和优化设计过程，提高设计效率，这对提高建筑工程质量具有重要意义。另一方面，设计结果是一个信息模型。通过模型直接生成图纸，减少了设计图纸之间的遗漏问题，大大提高了图纸的深度和质量。此外，从BIM模型扩展的仿真管道的集成设计，可以真正为建筑设计提供专业的模型交互碰撞检测平台，模拟现场施工，实现综合自动化控制，生成冲突定位报告。BIM不仅为建筑设计的质量控制提供了支持，也为后续施工和运营的质量控制奠定了良好的基础。

三、结论

BIM运用全新的设计理念和方法，协调各学科的建筑设计，提高建筑设计的质量和效率，对建筑设计产生积极影响。未来社会是數字化、信息化和大数据时代。在可持续发展的背景下，在建筑物生命周期的各个阶段实现有效的定量控制是非常必要的。因此，在我国实施BIM势在必行。随着我国社会的快速发展，越来越多的大型复杂建筑工程，BIM将有更多的应用机会。在“十三五”期间，住房和城乡建设部以全面提高建筑业信息化水平为目标，开展多学科数据共享协作，推进基于BIM的建筑工程设计。希望建筑业抓住机遇，加强我国建筑业BIM技术，实施标准和软件的开发，尽快实现技术成果的标准化和产业化，实施相应的激励政策，增加BIM在建筑设计阶段和整个生命周期中国的应用价值，在我国具有更广阔的发展前景。

参考文献：

[1]张轩，惠亮亮.BIM技术在工程管理上的应用——以精装修工程为例[J].科技风，2020（32）：106-107.

[2]郭树彬.基于BIM+三维激光扫描技术的大跨度转体斜拉桥钢球铰精细化安装管理研究[J].工程管理学报，2020，34（05）：143-147.

[3]徐宝军，李新海，罗海鑫，范德和，曾令诚，袁拓来，邱天怡，肖星.基于建筑信息模型技术的变电站机器人智能巡检系统研究与应用[J].供用电，2020，37（11）：8-14.