文/王韜 山東省建筑設(shè)計(jì)研究院 山東濟(jì)南 250001

在工程建設(shè)領(lǐng)域中自BIM理論被提出以來(lái)就一直被廣泛應(yīng)用。建筑方案設(shè)計(jì)從整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目來(lái)看的時(shí)間短、投資少，但卻決定著整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目3/4以上的內(nèi)容，因?yàn)樵诮ㄖ桨冈O(shè)計(jì)階段會(huì)生成大量建設(shè)項(xiàng)目信息，而設(shè)計(jì)品質(zhì)的高低不僅會(huì)影響到建筑施工能否順利進(jìn)行，而且還影響到建筑完工后的長(zhǎng)久經(jīng)營(yíng)使用，也就是說(shuō)，BIM在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

1、建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

1.1 BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠較好體現(xiàn)出理想的信息化功能特點(diǎn)

BIM是一個(gè)共享的信息資源，一旦將數(shù)據(jù)輸入其中，BIM就會(huì)自動(dòng)分析數(shù)據(jù)為整個(gè)工程提供最真實(shí)可靠的決策。建筑師可以根據(jù)BIM提供的信息對(duì)工程建設(shè)進(jìn)行衡量，適時(shí)插入、提取、更新和修改數(shù)據(jù)，從而提高整個(gè)工程的質(zhì)量。BIM對(duì)信息的管理實(shí)現(xiàn)了整體與部分的高度結(jié)合，它可以將人們提供的零散信息進(jìn)行整合，最終將整合后的數(shù)據(jù)以圖像的形式呈現(xiàn)在人們面前。這種數(shù)字與圖像的轉(zhuǎn)換提高了可識(shí)別性，由此可見(jiàn)，BIM對(duì)信息的管理不僅僅局限于單純的儲(chǔ)存，更重要的是進(jìn)行分析，從而使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率，大量降低風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用還能夠表現(xiàn)出較為理想的三維可視化效果

BIM技術(shù)將建筑工程的數(shù)據(jù)與信息轉(zhuǎn)換為圖形和文檔，在電腦中自動(dòng)生成建筑模型并且呈現(xiàn)出立體效果，建筑師根據(jù)模型便可了解建筑的整體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部細(xì)節(jié)，同時(shí)，建筑師還可以對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，一旦數(shù)據(jù)發(fā)生變化，電腦便會(huì)重新生成建筑模型，這些所有的變化BIM技術(shù)都能夠呈現(xiàn)出直觀的立體反映，這樣建筑師就能夠在可視的情況下與其他部門(mén)進(jìn)行溝通與交流，從而提高建筑決策的科學(xué)性與合理性。此外，利用BIM技術(shù)可以對(duì)建筑模型進(jìn)行效果展示與相關(guān)測(cè)試，從而提高建筑的質(zhì)量與精度，這樣在建筑過(guò)程中也會(huì)節(jié)省大量的人力與物力，并且大大縮短建設(shè)周期，降低施工的難度與風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 符合國(guó)家綠色生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

隨著國(guó)家出臺(tái)一系列環(huán)保政策，各行各業(yè)都嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家政策，規(guī)范行業(yè)準(zhǔn)則，為建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做貢獻(xiàn)，建筑行業(yè)也不外。建筑行業(yè)看起來(lái)好像并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，實(shí)則不然，建筑中產(chǎn)生的揚(yáng)塵和廢棄材料都會(huì)給環(huán)境帶來(lái)危害，綠色建筑已然成為建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)和必由之路。BIM作為一種新型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑空間信息、建筑材料以及設(shè)備等專業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)集成與一體化管理。這種信息管理為建筑中材料的選擇和應(yīng)用提供了幫助，同時(shí)它還會(huì)對(duì)室外綠化環(huán)境進(jìn)行分析，這就使得建筑方能夠更方便、直接和精確的掌握綠化信息，從而可以進(jìn)一步完善建筑的綠色性能。

2、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 方案輔助設(shè)計(jì)

在方案的輔助設(shè)計(jì)方面，BIM技術(shù)能夠較好地提高建筑設(shè)計(jì)的效率，通過(guò)信息化圖紙的管理、通過(guò)整理技術(shù)有效把建筑設(shè)計(jì)圖紙較快地傳至客戶處，方便設(shè)計(jì)師能夠直觀地從模型中較快地獲取有關(guān)建筑的角度視圖，便于其對(duì)圖體化的修改，優(yōu)化設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)的運(yùn)用，還可在系統(tǒng)中還可實(shí)現(xiàn)建筑模型的自動(dòng)生成圖紙、文檔，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的自動(dòng)生成立體化的模型展示。設(shè)計(jì)師根據(jù)自動(dòng)生成的建筑設(shè)計(jì)模型進(jìn)而提出有利的修改意見(jiàn)，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)的更改，有助于提高建筑的設(shè)計(jì)與施工的效率。

2.2 BIM 技術(shù)在場(chǎng)地分析和建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

因在建筑工程實(shí)施中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要確定其合理性，其主要和建筑的施工場(chǎng)地有著直接的聯(lián)系，通常，在建筑工程實(shí)施中，建筑環(huán)境和相關(guān)的水文地質(zhì)狀況對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)有著一定的影響，特別是對(duì)于一些施工較為復(fù)雜的地形中，對(duì)于場(chǎng)地以及空間規(guī)劃采用其非常重要，因此采用 BIM 技術(shù)和地理信息進(jìn)行結(jié)合起來(lái)，對(duì)于建筑工程相應(yīng)的施工場(chǎng)地能夠?qū)崿F(xiàn)模擬，在這種環(huán)境當(dāng)中實(shí)施建筑模型的建造，就能夠?qū)ㄖ┕?chǎng)地實(shí)現(xiàn)全面的分析和了解，同時(shí)采用相關(guān)的模型來(lái)對(duì)于規(guī)劃實(shí)現(xiàn)可視化的分析，以及室內(nèi)視野實(shí)現(xiàn)分析和對(duì)其周邊道路實(shí)現(xiàn)可視化等；同時(shí)，在此基礎(chǔ)上選取科學(xué)合理的建筑地點(diǎn)，使得建筑結(jié)構(gòu)和所有的場(chǎng)地之間實(shí)現(xiàn)一定的適應(yīng)性，以此來(lái)保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理性。

2.3 構(gòu)建部分結(jié)構(gòu)模型

BIM模型中有建造信息、力學(xué)性能、成本、材料、幾何等多種屬性，目前的IFC模型能夠滿足大部分模型構(gòu)件的屬性，以下以墻體為例進(jìn)行定義關(guān)聯(lián)關(guān)系，在IFC 模型中定義構(gòu)件的多層材料。墻體主要由內(nèi)墻面磚、結(jié)構(gòu)層、隔熱層、外墻面磚四部分組成：①要對(duì)材料屬性進(jìn)行定義；②利用材料層集合使用實(shí)體、材料層集合實(shí)體、材料分層實(shí)體等進(jìn)行材料模型的定義；③利用材料關(guān)聯(lián)實(shí)體進(jìn)行墻體材料與墻體的關(guān)聯(lián)。

2.4 構(gòu)建整體結(jié)構(gòu)模型

對(duì)于建筑工程項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)工作而言，相應(yīng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是比較核心的一個(gè)方面，其同樣也直接關(guān)系到后續(xù)建筑物的構(gòu)建應(yīng)用可靠性效果。在這種建筑物整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)建中，恰當(dāng)運(yùn)用BIM技術(shù)能夠表現(xiàn)出較為理想的積極作用價(jià)值，其能夠針對(duì)各個(gè)方面的基本需求進(jìn)行匯總思考，進(jìn)而也就能夠保障相應(yīng)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為科學(xué)合理，避免出現(xiàn)任何一個(gè)方面的偏差問(wèn)題，比如對(duì)于梁結(jié)構(gòu)、柱結(jié)構(gòu)以及樓梯等構(gòu)件的運(yùn)用，都可以借助于這種BIM技術(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，促使其能夠在整個(gè)體系中形成理想的應(yīng)用價(jià)值效果。此外，該方面BIM技術(shù)的應(yīng)用還可以在具體的力學(xué)荷載計(jì)算方面表現(xiàn)出較為理想的作用效果，其能夠較好分析其整體作用力是否合理可靠，進(jìn)而也就能夠維系其平衡性效果，最終確保相應(yīng)建筑設(shè)計(jì)工作能夠得到最佳價(jià)值呈現(xiàn)。當(dāng)然，對(duì)于建筑工程項(xiàng)目的抗震性等基本指標(biāo)，也可以通過(guò)BIM技術(shù)在建筑信息模型中進(jìn)行充分思考和處理，確保其整體應(yīng)用穩(wěn)定性。

2.5 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在對(duì)建筑場(chǎng)地完成設(shè)計(jì)之后，通常需要對(duì)建筑的整體參數(shù)加強(qiáng)分析和處理。一般，因?yàn)樵诮ㄖこ痰恼w中有關(guān)參數(shù)以及數(shù)據(jù)之間相互共通的，所以，對(duì)于建筑工程整體實(shí)際參數(shù)以及數(shù)據(jù)都需要能夠有效的融合在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。BIM技術(shù)作為計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展的主要應(yīng)用基礎(chǔ)，其具有計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)以及管理和對(duì)數(shù)據(jù)分析的功能，主要就是采用對(duì)軟件實(shí)施處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程整體所需要的數(shù)據(jù)以及信息實(shí)現(xiàn)收集，同時(shí)將其能夠按照相應(yīng)的順序進(jìn)行存儲(chǔ)，以此來(lái)將工作效率提升，將建筑設(shè)計(jì)的進(jìn)度提升。

2.6 利用BIM模型檢查管線綜合碰撞現(xiàn)象。

利用三維信息模型可視化的碰撞功能，對(duì)暖通、電氣、排水、結(jié)構(gòu)、建筑等各專業(yè)設(shè)計(jì)中的碰撞問(wèn)題進(jìn)行檢查，對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的遺漏和誤差進(jìn)行優(yōu)化，使管線的布局方案在有限的空間里實(shí)現(xiàn)最合理的優(yōu)化。并且檢查各種空間裝修完成后的高度，對(duì)設(shè)計(jì)品質(zhì)進(jìn)行提高。在建造住宅時(shí)利用BIM模型用來(lái)分析鏈接點(diǎn)部位鋼筋安裝的可行性和預(yù)制構(gòu)件定位的合理性意義重大，通過(guò)使用BIM模型的分析優(yōu)化功能，可以提前避免施工階段可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，加快施工進(jìn)度。

2.7 在預(yù)制構(gòu)件安裝和鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

①在預(yù)制構(gòu)建安裝中的應(yīng)用。在預(yù)制構(gòu)件安裝的過(guò)程中，施工現(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)BIM技術(shù)將信息反饋給技術(shù)管理平臺(tái)系統(tǒng)，并通過(guò)系統(tǒng)的檢索功能將相關(guān)需求信息反饋回現(xiàn)場(chǎng)，促進(jìn)作業(yè)的高效完成。在實(shí)際情況中，現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)構(gòu)建都需要有特定的編碼，工作人員將編碼錄入到BIM技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)中，將構(gòu)件實(shí)現(xiàn)可視化處理，方便施工人員對(duì)其進(jìn)行隨時(shí)檢查，使相關(guān)管理人員能夠快速掌握施工的進(jìn)度，也方便施工質(zhì)量的監(jiān)控。②在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)是大跨度建筑物的主要結(jié)構(gòu)形式，在對(duì)其建模的過(guò)程中，通常需要面臨結(jié)構(gòu)連接、構(gòu)件布置等難點(diǎn)問(wèn)題，因此，在設(shè)計(jì)中通常會(huì)根據(jù)實(shí)際需要來(lái)將連接的構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化處理。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以通過(guò)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件數(shù)量、距離等內(nèi)容的控制，設(shè)計(jì)人員只需要通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)便可對(duì)連接件進(jìn)行設(shè)計(jì)，此外，在鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，技術(shù)人員只需要調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)并可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件位置的控制，由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的施工和管理效率有著重要的促進(jìn)作用。

結(jié)語(yǔ)：

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)得到了一定程度的改進(jìn)和優(yōu)化。將其應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域，使建筑工程相關(guān)人員能夠共享通用的數(shù)字設(shè)計(jì)信息，并通過(guò)相同的可視化數(shù)字模型對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真和分析。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以有效地保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，從而保證施工安全。