浅谈BIM 技术在建筑设计中的应用

张赟赟

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州 贵阳 550000）

0 引言

BIM 技术的发展为建筑业从工业化到工业和信息化的转变提供了良好的环境。BIM 技术在国内的应用是由当地政府支持的。与此同时，社会的高速发展也要求BIM 技术在建筑业中得到普及应用。本文通过对BIM 技术在工程施工中的运用进行分析，阐述了BIM技术在工程施工中的作用。

1 BIM 技术的概念及特点

BIM 及时能使工程师可以更好的掌握有关的信息，并在最短的时间内作出反应。利用BIM 技术，可以以各种数据为参数，对建筑物进行建模，从而使其具有较强的真实性和立体性。BIM 技术总体上有三大特征：①BIM 技术是可视化的。建筑的可视化是建筑设计的难点，随着科技的发展，越来越多的建筑模型和模型出现在人们的视线中，工程师们可以根据不同的尺寸，根据不同的模型，绘制出不同的模型。BIM 技术可以将建筑的所有信息都显示出来，让建筑的可见度更高，它的可见度不仅体现在建筑的设计、施工、运营中，也体现在建筑设计、施工、运营的可见性上。②BIM 技术的协调。协调是建筑工业的一个重要环节，每一座建筑都需要协调、规划。在进行建筑设计时，我们经常会遇到一些因为沟通不畅而产生的矛盾，所以要想预防这种情况，就必须要做好充分的准备，BIM 技术的协调性就是一个很好的办法，利用BIM 技术来协调各个方面的问题，最后用数据来形成。③BIM 技术是一种仿真技术。BIM 技术最大的特点就是模拟化，利用BIM 技术，既可以模拟现实中的建筑，也可以对各个建筑进行建模，通过物体的仿真，让建筑更具立体感，让建筑的设计更具科学性。同时，利用BIM 技术可以进行5D 仿真，以达到对工程造价的有效控制，并能在施工过程中及时处理突发事件[1]。

2 BIM 技术在建筑设计中应用的重要性

BIM 技术的应用改变了传统的建筑设计方式，使现代建筑与BIM 技术相结合，既能适应现代社会的发展，又能满足现代社会对建筑设计的要求。随着信息时代的到来，建筑设计也要顺应时代的发展，BIM 技术将数字化设计、虚拟建筑信息建模、3D 数字化技术相结合，将BIM 技术引入建筑设计领域，使建筑设计走上了信息化的道路。BIM 技术与传统的3D 模型相比，具有极大的优越性，它可以为施工方、设计方、建设方甚至用户提供实时的数据，在人力、物力等诸多方面节省了大量的人力物力。BIM 技术在建筑设计中的运用是全方位、多元化的，而不仅仅是在设计阶段发挥了一定的作用。BIM 技术可以在设计、施工、运行三个环节中起到很好的辅助作用，为决策者和使用者提供更多的参考资料，为决策者、使用者等提供间接的意见，从而对建筑的设计进行持续的优化，同时，BIM 还可以利用计算机进行成本和风险的计算，从而达到最优的效果，从而加速工程的实施，加深对工程的理解[2]。

3 BIM 技术在建筑设计中的实际应用

3.1 BIM 技术在前期模拟设计过程的应用

建筑设计中的早期模型设计可以有效地提高设计方案的科学性。通过应用BIM 技术，早期的模型设计师可以轻松地将设计方案与设计内容中的一些数据进行比较，找出不足之处并提出有效的解决方案。从BIM 设计图纸中找到一些细节和施工过程的重点难点，深入分析建筑材料中遇到的问题，具体问题和其他相关问题。BIM 技术可以及时调整建设项目的选址，全面测量项目的高度环境，进一步提高工程设计的合理性[3]。

3.2 注重建筑空间与质量的管理

在进行建筑给排水工程的空间规划时，要提高总体的设计水准，要对工程的电气、通风、管道等项目进行全面的了解。由于吊顶建筑自身的空间有限，所以对不同专业的高度的需求也会有差异，因此会产生交叉。从而降低了施工过程中出现的不良碰撞问题。合理运用BIM 技术，强化对建筑内部空间的管理，以达到最佳的空间处理，避免因冲突造成的安全隐患。BIM 技术在工程中的核心是要加强对室外的冷管和室内的热管的设计。运用BIM 建模技术，检测管线建设中有无安全隐患。此外，其他项目也要进行相应的检验，以避免在交叉操作中发生碰撞危险。为排水系统的建设打下了坚实的基础。

3.3 技术设计阶段

BIM 技术和建筑设计的深度结合，使建筑设计工作能够在平面和立体之间进行任意切换，在平面和立体之间进行切换。BIM 技术可以实现工程设计的合理性、稳定性、安全性，从而达到设计目的。对于复杂、大型的建筑，采用BIM 技术，可以根据实际情况，采用计算机技术和3D 数码技术，对其进行任意截面的分析，以达到防止设计死角的目的。BIM 技术为建筑设计提供了方便，只要将相关公式加入明细表中，即可获得实际建筑面积的数据。

3.4 施工环节

BIM 技术将各个环节的相关信息综合起来，并将项目流程进行数字化表示，从而提高工程管理的效率。比如，在付款阶段，利用BIM 技术，可以实现项目的进度和资金的计算，从而缩短工程付款的时间。在设计变更时，利用BIM 技术，可以将变更后的设计可视化，并建立一个虚拟的三维模型。在成本控制方面，BIM 能够准确、完整地控制所需的物品，从而利用最优的采购行为，达到节省费用的目的。

3.5 BIM 参与住宅建筑的空间规划设计

在住宅建筑设计中，空间规划是非常重要的一项工作，只有通过合理的空间规划，才能使住宅建筑的价值得以提升。BIM 技术在住宅建筑的空间规划中的应用，由于其综合性的特点，涉及多个工作的角色和影响，因此将BIM 技术应用于住宅建筑的空间规划中，如地理位置、占地面积、楼层结构等，利用BIM 模型将这些要素结合起来，使设计者能更好地研究各种要素的联系，从而确保其设计的合理性。BIM 技术在视觉上的优越性，使所有的空间规划设计内容都能直观地呈现，设计者可以灵活地调节空间布局的内容，使其在功能上更加完美，同时对空间规划中的数据进行精确的计算，确保在空间规划中的各项指标均达到规范要求。BIM 技术为住宅建筑的空间规划设计提供了保证，并保证了其空间规划的合理性[4]。

3.6 加强虚拟安装的实践应用

在建筑给排水工程中，设计是一个十分关键的环节，因此，要充分运用BIM 技术，充分发挥BIM 技术的优势，并能有效地运用BIM 技术。通过调研可知，BIM技术目前已经广泛的应用在给排水工程的设计过程当中，可以使用BIM 技术来进行给排水工程管道虚拟布置，以此来准确的对整个给排水工程中存在的相关问题进行分析，及时的对存在的不合理之处进行调整，进而更加有效的保障整个给排水工程设计的科学合理性。在实际的工程施工中科学的应用BIM 技术能够更加清楚的对给排水系统的整体结构进行了解，并以此为依据开展合理的工程施工。

3.7 三维可视化设计的运用

原本施工设计人员在对建筑工程进行工程设计的时候，施工图纸都是运用线条的方式展现出来，这种形式体现并不能够直接、全面的反映建筑设计理念，工程人员只能够依靠想象完成，在这样的情况下，当建筑设计模型处于较为复杂时，那么建筑项目是无法单凭想象完成工程施工的。BIM 技术主要是把二维平面上的图纸线条用较为直观的表达方式，运用三维立体的方法完善表现了建筑设计理念。最为重要的是建筑设计设备的创新，能够将建筑物的所有细节全部展现得更加立体以及可视化，让建筑设计的成果能够得到全面优化。BIM 技术的运用在让业主直观、清晰的感受此建筑设计的空间形式以及建筑设计理念的同时，能更为充分合理的切合业主的实际要求，从而提升整个建筑主体的经济利益以及社会效益，促进建筑行业的长久发展。

3.8 建筑结构设计分析

建筑结构设计不仅要考虑施工项目自身，而且要把施工现场也包括在内。在实际中，由于场地的地质、水文条件等诸多因素的影响，因此，BIM 技术与GIS 相结合，对施工场地进行仿真判断，并根据现场的实际情况，对各种场地的特点、条件进行对比，从而最大限度满足使用者的要求，同时也保证了基本的稳定性和安全性。建筑结构的设计是一个复杂的过程，它不能简单地对所有的建筑项目进行加法、减法、除法等，而必须将每个环节灵活地结合起来，成为一个有机的整体，以满足建筑的各项指标和要求。在这一目标的前提下，BIM 技术是进行结构性能分析的一项关键技术。与传统的结构性能分析相比，采用BIM 技术可以节省大量的时间和精力，通过计算机进行计算，保证了计算的精度和可靠性。

3.9 协同设计运用

建筑项目施工设计时，应当由建筑设计单位进行详细的总体规划、建筑设计、工程结构设计和施工水电暖通设计，这些施工设计环节之间相互联系，原本在施工设计的时候产生问题需要通过变更修改图纸达到目的。不过这个方法会很容易产生遗留问题，进而导致建筑设计缺陷。但是BIM 技术具备三维可视化的优点，能够把不同建筑设计的数据信息进行分析共享，从而有效完成所有专业之间的建筑协同设计，假如其中一项专业设计产生变动或者修改，那么其他建筑设计也会适时更新，明确详细的变动情况。当所有的建筑设计可以在数据信息模型中获得需要的施工设计参数以及数据信息时，不但能够忽略重复录入数据信息的过程，还能够最大程度上防止数据信息出现错误。在建筑设计中应用BIM 技术能够让独立设计成果通过协同设计进行组成结合，并且达成统一，让所有建筑设计环节的沟通更加流畅，降低建筑设计的误差问题产生，提升建筑设计的实际质量以及设计效率[5]。

3.10 管线碰撞检测的运用

以前处于CAD 阶段，在进行建筑设计时会通过建筑专业以及设备专业的领头，把所有专业的设计图纸叠在一起对其进行管线综合，因为二维设计图纸的数据信息没有直观、明确的交流平台，造成管线综合经常与管网发生碰撞问题。在建筑设计中运用BIM 技术能够建立各个专业的设计模型，可以让建筑设计人员在三维环境下直观、有效的找到建筑设计中的碰撞问题，并对其进行自动检测，进而提升管线综合的工作效率以及建筑设计能力。由于BIM 技术能够在工程图纸设计的阶段找到碰撞问题，其不但能够在各个专业协同设计时提供辅助手段，还能够大大提升建筑设计的实际质量，尽量避免工程项目施工过程中产生碰撞问题，降低建筑项目后期施工时出现变更以及改动的概率，提升工程现场的生产效率，减少工程项目施工协调的实际成本，避免建筑项目施工期限延长。

4 BIM 技术的在我国的发展前景

由于建筑业本身的特点，其属于劳动密集型产业，其工业化水平低、建设周期长、技术水平低。据统计，将近40%的施工企业使用纸制办公，近一半的建筑行业员工已经完成了工作，准备了一些资料，但不到18%的公司表示他们一直在利用手机来处理项目数据和协作，将近60%公司没有在新技术上进行投入、研发。另外，建筑工人的高度流动也促使建筑产业结构的优化和升级。当前，建筑业的转型重点是从工业化到信息化的高度融合，BIM 技术作为建设领域的重要技术之一，BIM 技术被称为工业化和信息化的加速。据英国2019年关于BIM 调查的数据，62%的受访者表示，在使用数码技术的情况下，建筑业的发展速度要慢于其他产业。但是，对建筑行业的数字化需求非常大，有将近70%的人说，如果没有使用数字技术的建筑工人将会被淘汰。超过80%的受访者相信，到2030 年，建筑业的经营模式会发生很大的改变[6]。

5 结语

总之，当代社会的飞速发展给建筑设计带来了严峻的挑战，但在面对新的挑战的同时，也给自己提供了一个独一无二的发展机遇。BIM 技术与建筑设计的深度结合，不仅仅是对建筑设计本身的发展，更深层的是当今人类日益注重环保意识的体现，而建筑设计则是建设工程质量与安全的重要环节，只有在设计理念、策划、技术等方面达到极致，才能满足人类的需要。