王玉林，曾艷麗，韓沆哲

(1.西安工業(yè)大學 建筑工程學院,陜西 西安 710021；2.河南五建建設集團有限公司,河南 鄭州 450000)

BIM技術在現(xiàn)代建筑工程設計階段的應用

王玉林1，曾艷麗1，韓沆哲2

(1.西安工業(yè)大學 建筑工程學院,陜西 西安 710021；2.河南五建建設集團有限公司,河南 鄭州 450000)

BIM技術在建筑工程中逐漸普及，尤其是建筑工程設計階段。本文先介紹了BIM技術在國內的應用現(xiàn)狀，其次采用對比法以Revit軟件為例，從可視化和協(xié)同兩個方面介紹了BIM技術的應用相比于傳統(tǒng)技術的優(yōu)勢，并簡要介紹了BIM其他相關軟件在設計階段的碰撞檢驗對施工過程的影響，最后簡述了BIM應用的發(fā)展遠景。

BIM技術；發(fā)展現(xiàn)狀；Revit；可視化；協(xié)同性

在1980年以前，多用手工繪制結構、建筑圖紙，不僅效率低下,而且有較高的失誤率。80 年代以后，緊跟計算機的推廣應用,建筑相關軟件也層見迭出,AutoCAD便是一大改革。AutoCAD制圖不僅逐漸取代了手工畫圖,而且大幅度的提高了畫圖效率及正確率。但是CAD軟件多以線、面來刻畫建筑構件的輪廓，復雜繁多的畫圖步驟逐漸不能適應人們對奇特、大型建筑構想的需求，繁瑣和失誤率高的圖紙信息修改過程也落后于建筑業(yè)發(fā)展腳步。于是，隨著建筑業(yè)信息技術的發(fā)展和應用，BIM技術應運而生。

1 BIM技術

BIM(Building Information Modeling)，又稱建筑信息模型，一種為整個建筑生命周期提供數字信息共享資源的仿真模擬技術，含有建筑物構件的各種屬性和參數值[1]，可視化、協(xié)調性、可出圖性是其具有的顯著特點。

BIM理念最早產生于19 世紀 70 年代[2]，BIM技術約20世紀初引進中國，并開始應用?！笆濉币?guī)劃中明確提出要推進BIM技術的應用?！笆濉币?guī)劃中更是兩次提及推進建筑信息模型(BIM)信息技術的應用。

隨著“互聯(lián)網+”的推進，與建筑行業(yè)結合的新計算機軟件開發(fā)如雨后春筍般涌現(xiàn)，與傳統(tǒng)的CAD中二維空間里的點、線、面等幾何語言相比較，Revit軟件很好地轉向了三維空間模型，讓客戶對建筑結構在三維模型下一目了然，并能直接在軟件上按照自己的構想修改或者添加構件[3]。

就軟件之間的信息傳輸而言，與先進水平相比仍有差距。各軟件公司致力于自己熟悉的領域，這就導致嚴重“偏科”，各公司開發(fā)的軟件之間的建筑信息傳遞大大受阻，對整個建筑生命周期的目標控制造成了阻礙。

隨著行業(yè)發(fā)展的國際化，一些眼光獨到的行業(yè)領頭羊引進BIM技術，加快建筑行業(yè)的轉型步伐，促進建筑信息改革。在行業(yè)轉型需求下，BIM技術在建筑工程中的應用得到了行業(yè)有識之士的認可。同時在新技術應用發(fā)展進程中又急需大量的人才，形成了行業(yè)需求帶動人才培養(yǎng)，人才培養(yǎng)促進行業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)，這對加快建筑經濟發(fā)展提供了保障。

2 BIM技術在設計階段的優(yōu)勢

BIM技術具有可視化和模擬性，在設計階段最大限度呈現(xiàn)構筑物完成后的三維模型，不僅可以向客戶形象地展示設計者的想法和意圖，而且有助于設計者直接觀察到設計的缺陷，并及時修改，從而極大降低了因設計失誤導致的工程變更的風險[4]。BIM技術建立的模型提供了構筑物的構造信息、幾何信息、物理信息和規(guī)則信息，通過設定構件屬性值約束模型，壓縮修圖時間。技術的可出圖性相比以前的CAD很大程度上提高了出圖效率，并且由于BIM是基于整個建筑參數化的信息模型，包含了圖紙的所有信息，所以從BIM模型可以直接得到平立剖面圖、詳圖、說明文字和詳細列表等結果，減少了用CAD畫圖繁瑣的出圖步驟。

在建筑行業(yè)發(fā)展和國家政策支持下,BIM技術的應用范圍不斷擴大,本文以我國建筑行業(yè)應用最普遍的設計軟件Revit為例，簡單介紹BIM技術在設計階段的應用優(yōu)勢。

3 Revit設計軟件應用

3.1 可視化

Revit設計軟件通過定義建筑構件屬性創(chuàng)建建筑信息模型，實現(xiàn)三維的可視化參數化設計，并以構建關聯(lián)性、組和載入鏈接的方式來繪制模型[5]。

三維模型展示如圖1所示。Revit設計軟件把設計師的想法呈現(xiàn)為三維信息模型，讓設計者向業(yè)主直觀的展示自己的設計構想和成果，還可查看自己不滿意的地方并直接在圖上修改。在三維信息模型展示中，也可以用軟件的漫游功能從整體和局部體驗建筑成品的視覺效果，觀看建筑物的內部三維構造以及房間布置；軟件的光照模擬功能可以讓業(yè)主提前知曉一年四季或者一天之內房間的采光效果，一天的日照軌跡和房屋采光效果如圖2所示。此外，Revit軟件還可以直接獲得建筑模型的平剖立面圖和數據說明，這讓建筑細部構建信息更加詳細和清楚。

圖1 三維模型展示 圖2 一天中的日照模擬

Revit的可視化特點減少了傳統(tǒng)建筑系統(tǒng)中設計方與業(yè)主、設計師構思與建筑成果之間的沖突，在設計階段就可展現(xiàn)建筑構想和意圖，減少了溝通障礙，也提高了業(yè)主滿意度。

3.2 Revit共享功能

Revit軟件的共享作用大致從兩個方面體現(xiàn)：建筑、結構、安裝等工作之間的協(xié)作；相同屬性構件的關聯(lián)。

生成工作集如圖3所示。軟件通過新建中心文件，生成工作集,實現(xiàn)建筑、結構、安裝等專業(yè)的協(xié)作。同步到中心文件如圖4所示。以統(tǒng)一的信息模型為基礎，將各專業(yè)工程師設計的內容同步到統(tǒng)一信息庫中心文件，讓參與建筑設計各環(huán)節(jié)的各專業(yè)人員在同一個中心文件、同一標準下工作，使建筑設計各專業(yè)之間信息交流更加準確及時，避免了設計沖突，提高了設計效率，使建筑信息在傳遞過程中更加準確和一致[5]。同步到中心文件的功能與傳統(tǒng)CAD作圖相比較，減少了圖紙在不同軟件之間互相導入傳遞時圖形構件或者數據的丟失，也減少了各設計師之間的摩擦和矛盾。

同一屬性構件之間的關聯(lián)性即可以通過修改一個構件的屬性便可統(tǒng)一修改同類型相同信息構件，這不僅減少了修改的工作量，也避免了構件錯改和漏改現(xiàn)象的發(fā)生。

圖3 生成工作集 圖4 同步到中心文件

4 BIM相關軟件的碰撞檢驗

用BIM相關軟件如Naviswork在設計階段對管道進行設計沖突分析。通過對標記沖突部位進行分析，設計師可以有針對性提出改正措施[7]，進行模型修改再檢測，如此往復進行，直到設計問題全部解決。這樣的反復檢驗和調整能夠提前預防以下問題：由于設計師缺乏對施工過程的了解而考慮不全面導致的工程變更和返工返修的問題；施工中孔洞開挖位置不當引起的施工事故。

5 結 語

BIM技術是建筑工程與信息技術結合的成果，它的廣泛應用是行業(yè)發(fā)展的趨勢?，F(xiàn)階段BIM技術的應用大部分限于設計階段和大型建筑，由于應用成本較高，許多小型建筑公司都沒有應用BIM技術，不同軟件之間的信息輸送不暢也阻礙了BIM技術的推廣應用。但是，在世界信息技術迅速發(fā)展和行業(yè)有識之士的支持倡導下，BIM技術在建筑行業(yè)的應用呈現(xiàn)出積極向上的快速發(fā)展趨勢，BIM技術在建筑行業(yè)很快就會被普遍應用。

[1] 汪茵,高平,宋蓉.BIM在工程前期造價管理中的應用研究[J].建筑經濟,2014,(8):64-67.

[2] 李紅學,郭紅領, 高巖,等.基于BIM的橋梁工程設計與施工優(yōu)化研究[J].工程管理學報,2012(6):48-52.

[3] 趙凱.BIM 在國內的應用現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].工程技術研究,2017(02):74-75.

[4] 李冰瑤.BIM在項目建設中運用的特點[J].綠色環(huán)保建材,2016(1):20-21.

[5] 黃亞斌.BIM技術在設計中的應用實現(xiàn)[J].土木建筑工程信息技術,2010, 02(4):71-78.

[6] 修龍, 趙昕.BIM——建筑設計與施工的又一次革命性挑戰(zhàn)[J].施工技術,2013,42(11):1-4.

[7] 李昂.BIM技術在工程建設項目中模型創(chuàng)建和碰撞檢測的應用研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學，2015:20-40.

Application of BIM in Architectural Engineering Design Stage

WANG Yulin1, ZENG Yanli1, HAN Hangzhe2

(1.Xi′an Technological University,Xi′an 710021,China;2.Henan wujian Construction Engineering Co. Ltd., Zhengzhou 450000,China)

BIM technology is now being used more and more in the construction process, especially the construction design. Firstly, the application of BIM technology in China is introduced in this paper. Secondly, method of compare is used in this paper, and the advantages are mainly introduced, which includes two aspects. One is visualization. and the other is collaboration. BIM used in the building are compared with the traditional technology. Influence of the collision is introduced in the test of construction played by BIM software in the design phase. At last, its development prospect is briefly described.

BIM; development status; revit; visualization; cooperativity

2017-03-30

王玉林(1965-)，男，陜西咸陽人，博士，教授，主要從事機電一體化方面的研究.

10.3969/i.issn.1674-5403.2017.02.012

TU242

A

1674-5403(2017)02-0042-03