曹樹新

(杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計(jì)院股份有限公司, 浙江 杭州 310000)

基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與施工管理研究

曹樹新

(杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計(jì)院股份有限公司, 浙江 杭州 310000)

隨著科技的發(fā)展，越來越多的新型技術(shù)開始應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，建筑行業(yè)作為大型行業(yè)的代表，也在不斷嘗試著引入新技術(shù)、新方法，以提高整個(gè)建筑設(shè)計(jì)效果和效率。將BIM（Building Information Modeling）技術(shù)應(yīng)用到建筑施工當(dāng)中，不僅能夠有效節(jié)約設(shè)計(jì)成本和建設(shè)成本，同時(shí)可以有效縮短整個(gè)建筑工程工期，而其擁有的極大特性不但能夠進(jìn)一步優(yōu)化項(xiàng)目方案，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建成可視化展示、協(xié)調(diào)，使整個(gè)建筑業(yè)的設(shè)計(jì)、施工等取得極大進(jìn)步。本文從BIM技術(shù)的特點(diǎn)出發(fā)，就BIM技術(shù)的五大特點(diǎn)優(yōu)勢進(jìn)行了對(duì)比分析，同時(shí)還具體闡述了BIM在建筑設(shè)計(jì)與施工管理中的應(yīng)用，以期通過簡要分析，使相關(guān)建筑行業(yè)領(lǐng)域工作人員認(rèn)識(shí)到信息管理的重要性，認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)的重點(diǎn)和特點(diǎn)，提高建筑設(shè)計(jì)與施工管理效率，真正促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

BIM；建筑信息模型；計(jì)算機(jī)輔助；設(shè)計(jì)與施工管理

建筑信息模型 BIM(Building Information Modeling)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息[1]。其涵蓋了關(guān)于幾何學(xué)、空間關(guān)系、地理信息系統(tǒng)等各個(gè)方面的內(nèi)容，不但可以有效展示出整個(gè)建筑從設(shè)計(jì)、施工、完成、運(yùn)營等的全部生命周期，同時(shí)還能將整個(gè)建筑的各個(gè)部分、系統(tǒng)有效呈現(xiàn)出來。相對(duì)于傳統(tǒng)電腦輔助設(shè)計(jì)出來的矢量圖紙，由BIM設(shè)計(jì)出來的建筑信息模型則更能多圖、立體展示，使整個(gè)建筑物的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精確化。BIM技術(shù)具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性等五大特點(diǎn)[2]。

1 BIM技術(shù)存在的特點(diǎn)

1.1 可視化

可視化是整個(gè)BIM技術(shù)應(yīng)用的最大亮點(diǎn)。對(duì)于建筑施工產(chǎn)業(yè)來說，實(shí)現(xiàn)可視化不僅能夠使施工設(shè)計(jì)人員看到“立體圖紙”，將以往的二維線條立體的展示在人們面前，免除了傳統(tǒng)“想象圖紙”造成的誤差。另外，因?yàn)锽IM的可視化特點(diǎn)，整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營過程中的溝通、討論、決策、運(yùn)營等都能在可視狀態(tài)下進(jìn)行。

1.2 協(xié)調(diào)性

目前，我國很多建筑行業(yè)的協(xié)調(diào)管理能力都較差，各單位部門之間的協(xié)調(diào)配合工作都存在問題，施工過程中常常發(fā)生扯皮、溝通不暢等問題，影響施工效率，且不能有效采取措施進(jìn)行補(bǔ)救。而BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)作用則可以有效除了這些問題，所有工程建造過程中，可以通過BIM建筑信息模型進(jìn)行協(xié)調(diào)，各部門通過協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行工作的溝通和解決，不但能有效提高溝通工作效率，同時(shí)還能解決各部門的碰撞問題，實(shí)現(xiàn)工程的高效運(yùn)行、管理。

1.3 模擬性

模擬性也是BIM技術(shù)的一大優(yōu)勢，BIM技術(shù)所具備的模擬性不但可以模擬出設(shè)計(jì)出的建筑模型，同時(shí)還能將建筑模型應(yīng)用到虛擬世界，模擬真實(shí)世界中不容易操作的事物和程序[3]。比如在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬緊急疏散通道、模擬日照模式、模擬逃生過程等，這些模型功能都能在低成本下進(jìn)行，不但能節(jié)約其實(shí)現(xiàn)成本，同時(shí)還能通過模擬來優(yōu)化確定更合理的施工方案。

1.4 優(yōu)化性

整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)、施工過程中實(shí)際上是一個(gè)不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等優(yōu)化的過程，而采用BIM技術(shù)進(jìn)行的建筑工程施工管理，能更加簡便、快捷的進(jìn)行優(yōu)化。通常情況下，優(yōu)化的內(nèi)容包括信息內(nèi)容優(yōu)化、程序復(fù)雜優(yōu)化和建筑時(shí)間優(yōu)化。在BIM技術(shù)系統(tǒng)中各項(xiàng)幾何信息、物理信息等都實(shí)際存在，可以通過系統(tǒng)直接進(jìn)行優(yōu)化操作。對(duì)于過于復(fù)雜的程序和信息，在BIM技術(shù)的幫助下，也不需要人員進(jìn)行干預(yù)和優(yōu)化，BIM技術(shù)都可以輕松實(shí)現(xiàn)。

1.5 可出圖性

相比起以往的2D圖紙，BIM系統(tǒng)下的圖紙不但可以展示出建筑外部，同時(shí)還可以具體展示各項(xiàng)內(nèi)部構(gòu)件及相互位置關(guān)系等等。通過可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，可以幫助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出更加完善、科學(xué)、合理的施工圖紙。

2 BIM在建筑設(shè)計(jì)與施工管理中的應(yīng)用

2.1 優(yōu)化交互設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的CAD制圖模式，設(shè)計(jì)出的是平面2D圖紙，對(duì)于一些特殊部件的構(gòu)造和設(shè)計(jì)，不能立體展現(xiàn)出來，而采用BIM技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化建筑模型設(shè)計(jì)，可以在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)需要添加各項(xiàng)數(shù)據(jù)和內(nèi)容，豐富建筑結(jié)構(gòu)本身。并且，設(shè)計(jì)者可以直接通過計(jì)算機(jī)模式進(jìn)行各部件交互活動(dòng)，進(jìn)行建筑的虛擬構(gòu)建，使制圖更加生動(dòng)、形象、直觀，這些方法都使得后期管理、施工方面更加簡便。

2.2 實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)與構(gòu)建模型的高度集成

利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，可以形成3D與2D結(jié)合的圖紙，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)不同的建筑需求，定義建筑構(gòu)件在不同視圖下呈現(xiàn)不同表現(xiàn)。并且，這些不同的表現(xiàn)是可以被人為調(diào)整的。例如，在設(shè)計(jì)建筑開關(guān)門的方向時(shí)，可以通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，使三維模型也發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整，從而保持設(shè)計(jì)與施工的一致性。在整個(gè)BIM設(shè)計(jì)出的建筑模型中，工程數(shù)據(jù)與構(gòu)件模型是高度集成的，而傳統(tǒng)的2D圖紙只是BIM模型的“副產(chǎn)品”[4]。

2.3 使模型修改高度智能化與自動(dòng)化

參數(shù)模型是BIM技術(shù)的一大核心科技，通過參數(shù)模型，可以將設(shè)計(jì)模型與行為模型有效集成整體，而整個(gè)項(xiàng)目文件又是一個(gè)集成的數(shù)據(jù)庫，因此，所有的內(nèi)容都可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。與傳統(tǒng)的2D制圖相比，BIM產(chǎn)生的信息則更加全面、協(xié)調(diào)性好、一致性高，能幫助設(shè)計(jì)師得到高質(zhì)量、協(xié)調(diào)一致、可靠的模型成果，從而幫助管理、溝通，大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，減少了圖紙的出錯(cuò)率，大大節(jié)約了前期設(shè)計(jì)成本。

2.4 支持整個(gè)工程管理過程

BIM技術(shù)的確立是為了在建筑生命有效周期內(nèi)，提供面向不同應(yīng)用及階段，高度集成化的工程數(shù)據(jù)模型[5]。目的是在整個(gè)建筑工程過程中，從工程的計(jì)劃、設(shè)計(jì)、施工到管理、運(yùn)營，BIM系統(tǒng)都可以從始至終的進(jìn)行貫穿的操控管理。在這個(gè)管理過程中，系統(tǒng)可以根據(jù)各個(gè)條件創(chuàng)建不同的BIM模型，這些模型被設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建后，可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)布給其他部門，達(dá)到告知的目的，各個(gè)部門則可以根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的指令按計(jì)劃進(jìn)行施工建設(shè)，使整個(gè)建筑建設(shè)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都得到貫徹、統(tǒng)一，從而提高了各方面工作效率。

3 結(jié)語

社會(huì)發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，使得越來越多的高新技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)也廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)與施工管理中。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)與施工管理中，不但能有效提高建筑設(shè)計(jì)效果，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程和建筑流程，同時(shí)還能進(jìn)一步提高施工管理效率，使建筑施工的各個(gè)環(huán)節(jié)得到有效控制和管理，真正提高工程建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)效率，促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。作為建筑行業(yè)從業(yè)人員，要充分認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，掌握BIM技術(shù)的基本操作方法和思路，在工作中，積極進(jìn)行嘗試和創(chuàng)新，將新型技術(shù)與日常工作相結(jié)合，從而不斷優(yōu)化工作流程、工作方法，不斷提升自身能力價(jià)值，從而促進(jìn)我國建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展。

[1]張樺.建筑設(shè)計(jì)行業(yè)前沿技術(shù)之一：基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)與施工[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2014，（1）：72-73.

[2]李志剛.BIM在我國建筑設(shè)計(jì)施工管理一體化中的應(yīng)用與展望[J].城市建筑，2013，（22）：31-32.

[3]張建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2012，（16）：17-18.

[4]曾旭東，譚潔.基于參數(shù)化智能技術(shù)的建筑信息模型[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，（6）：77-77.

TU7

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1007-6344（2017）10-0115-01