董 麗 司 斌

（鄭州工商學院，河南 鄭州 451400）

0 引言

隨著科技技術(shù)的不斷進步，計算機技術(shù)的發(fā)展也給人們的生活帶來了巨大的變化，在建設項目中的規(guī)劃、設計、施工至運營維護等階段均有大量使用計算機輔助設計。但是，傳統(tǒng)的基于平面AutoCAD 設計技術(shù)只涉及建筑全生命周期某個階段的、某個專業(yè)的領(lǐng)域應用，以人為主進行信息的共享與交換，同時需要多方軟件的輔助與協(xié)同，不能滿足我國建筑業(yè)的發(fā)展趨勢——低能耗、低污染、可持續(xù)發(fā)展。 在這樣的背景下，BIM 技術(shù)逐漸被引入我國，不僅實現(xiàn)了設計師在虛擬空間內(nèi)對設計過程進行檢查，更實現(xiàn)了由各專業(yè)單打獨斗的設計模式轉(zhuǎn)化為各專業(yè)協(xié)同設計模式，給設計項目的協(xié)同設計指出一條新的路徑。同時，隨著BIM 技術(shù)工具軟件不斷的完善，模型信息會越來越全面，能夠更好的服務于建筑項目的規(guī)劃、設計、施工至運營維護等各個周期，更加便捷、高效的共享相關(guān)信息數(shù)據(jù)，提升工程建設行業(yè)各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率，加快實現(xiàn)我國向綠色建筑以及可持續(xù)建筑發(fā)展的目標。

1 BIM 技術(shù)的概述

BIM （Building Information Modeling）就是我們所說的建筑信息模型，是在建筑（或工程項目）從策劃、設計、施工、運營直到拆除的全生命周期內(nèi)生產(chǎn)和管理工程數(shù)據(jù)的過程。它是單一的、數(shù)字化的信息模型，主要以三維數(shù)字技術(shù)為基礎，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)和計算機技術(shù)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，所有專業(yè)的設計信息都會被添加到這一個模型里，給各個專業(yè)設計人員提供了協(xié)同設計的平臺。

BIM 不僅是一個軟件，它更是一個全產(chǎn)業(yè)鏈的概念。在建筑設計階段，BIM的應用主要是“3D 參數(shù)化設計”，是提升項目設計質(zhì)量和效率的一個重要技術(shù)保障。3D 參數(shù)化設計是使用各種工程參數(shù)進行建筑模型的創(chuàng)建、驅(qū)動，并利用三維模型分析與模擬建筑性能的一種全新的設計方法，不同于傳統(tǒng)的三維效果圖與動畫僅是可視化的設計方法。它突破了傳統(tǒng)CAD 的設計方法，是全新的、專業(yè)化的三維設計工具、能夠?qū)崟r進行三維可視、可以做到一處修改處處更新等等。因此，BIM 技術(shù)也被人們稱為設計產(chǎn)業(yè)的第二次革命。

2 BIM 技術(shù)在建筑設計階段應用的價值

2.1 BIM 通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息

通過建筑構(gòu)件的材料、重量、價格、進度和施工等等幾何形狀信息集成建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)，BIM 能夠為設計師、建筑師、開發(fā)商等各環(huán)節(jié)人員提供可視的三維立體實物圖形，讓整個建設過程的溝通、討論與決策更加順利。同時，BIM 可以模擬出真實的建造場景與過程，提前制定相關(guān)的解決措施，降低一些不必要的損失。

2.2 利用3D 實現(xiàn)對復雜2D 構(gòu)件的簡化

BIM 利用可視化的三維設計，對于各種構(gòu)件采用標準化的插入，在設計階段只需將二維圖形導出來，進行簡單的補充處理，不僅可以完成構(gòu)件的平、立和剖面圖的設計，還可健全相關(guān)信息的預留和預設，避免錯漏問題的出現(xiàn)，提高設計圖紙的質(zhì)量[1]。

2.3 提供可視化的三維模型

通過BIM 技術(shù)可以將二維構(gòu)件轉(zhuǎn)化為三維的可視化模型，借助軟件的渲染以及動漫畫等功能，可以形象、直觀地呈現(xiàn)出設計師的創(chuàng)意以及其他相關(guān)信息。對于非專業(yè)人士來說，他們也能夠方便、清晰、全面的理解整個建筑物的設計意圖，為其制定合理高效的決策提供良好的協(xié)調(diào)工作[2]。

2.4 BIM 具有良好的協(xié)調(diào)性

現(xiàn)在的建筑項目變的越來越復雜，不再像以前的建筑結(jié)構(gòu)那么簡單、任務單一、功能性要求不高，各專業(yè)項目信息出現(xiàn)碰撞、沖突等不兼容現(xiàn)象的概率也隨之增大。BIM 信息模型可以為各專業(yè)的溝通交流提供一個有力的平臺，讓各工作成員間和專業(yè)間都在同一個工作環(huán)境中進行設計，從而實現(xiàn)設計深化和修改的聯(lián)動更新，緩解因溝通不及時所帶來一系列問題，有助于設計質(zhì)量和效率的提高。 2.5 BIM 能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程不同部門進行有效的協(xié)同工作

工程項目各參與部門之間信息共享和數(shù)據(jù)、檔案的交流都可借助于BIM 高效地進行。通過這種信息化的溝通和協(xié)調(diào)工作，可以實現(xiàn)工程的洽談和商定，實現(xiàn)工程質(zhì)量、安全、成本、進度等的動態(tài)化管理與實時性監(jiān)控。

3 BIM 技術(shù)在建筑設計中的應用分析

3.1 實施BIM 的不同設計階段

在建筑設計階段，所有設計師將BIM 應用到設計全過程，將是實施的最終結(jié)果。鑒于目前全程應用條件尚有不足之處，在未來過渡期內(nèi)，局部項目、局部專業(yè)、局部過程的應用將成為一種常態(tài)。因此，可以依據(jù)項目設計需求、設計周期、BIM 團隊的建設情等情況的不同，選擇在以下各設計階段中實施BIM[3]。

（1）概念設計階段：在該階段實施BIM，不僅能夠完美展現(xiàn)設計者的創(chuàng)意，還能對各種面積、體形系數(shù)、可視度、日照軌跡等進行分析。

（2）方案設計階段：對于造型復雜的設計項目，在方案設計階段使用BIM，對方案、設計的對比、優(yōu)化以及可行性分析都將發(fā)揮重要的作用。同時對建筑設計的建筑性能分析、日照分析、疏散分析等方面起到優(yōu)化設計的作用。

（3）施工圖設計階段：BIM 能夠有效解決二維設計方法無法清晰表達復雜造型設計等的情況。考慮到當前人才緊缺、施工圖設計時間緊、任務重，不妨在采用BIM 成果的前提下借用CAD 進行深化設計，以提高設計質(zhì)量、效率[4]。

（4）專業(yè)管線綜合：公共項目如機場與地鐵、醫(yī)療、體育等的專業(yè)管線綜合設計往往十分復雜，說在該階段實施BIM，是解決這個難題的重要途徑。

（5）可視化設計：BIM 技術(shù)可以將項目的效果圖、動畫、實時漫游、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)等部分更加完美的展示出來。

3.2 項目類型和介入點

3.2.1 住宅或者常規(guī)的商業(yè)建筑項目

項目類型：此類項目造型相對較規(guī)則，可以參考利用以往成熟的項目設計圖紙等資源；由于用常規(guī)三維BIM 設計工具即可完設計，可以選擇此類較簡單的項目用來組建或者鍛煉BIM 團隊。介入點：此類項目可以從建筑專業(yè)的擴初或施工圖階段即開始介入，先從BIM 的基本設計功能、施工圖設計流程等的學習、掌握開始，再“步步為營”，逐漸向其他的復雜項目、多專業(yè)、多階段乃至設計全程進行拓展。

3.2.2 體育場、劇院、文藝中心等造型復雜的建筑項目

項目類型：此類項目的造型往往較為復雜，可以參考利用的設計圖紙等資源幾乎沒有，利用傳統(tǒng)CAD 繪制的平、立、剖面圖等無法充分的表達其設計意圖，雖然借助現(xiàn)有的3ds max 等軟件能夠一次性的表達出設計創(chuàng)意，但當方案出現(xiàn)變更時，會引起一系列的后續(xù)問題，如設計的變更量增大、已有的模型或設計內(nèi)容需要重新進行設計，導致工作效率的急劇下降。除此之外，此類項目的專業(yè)管線綜合設計十分復雜，實施BIM 可以充分發(fā)揮出來BIM 的設計價值。

介入點：此類項目較為復雜，為了提高設計的效率，建議在概念設計或方案設計階段即開始BIM 的介入，在完成異型設計或設計優(yōu)化時，可以使用高級的三維BIM 設計工具或基于Revit Architecture 等BIM 設計工具進行程序編寫、工具插件定制、管線綜合設計等。

3.3.3 工廠、醫(yī)療等建筑項目

項目類型：此類項目造型雖然一般較規(guī)則，但專業(yè)機電設備和管線系統(tǒng)卻十分復雜。

介入點：此類項目可以在施工圖設計階段介入BIM，對于總承包項目來說，可以更好的體現(xiàn)BIM 的設計價值。

以上僅是針對生活中常見的項目類型進行一些簡要說明，每個項目的設計師或者業(yè)主關(guān)注的內(nèi)容不同，也會導致項目中實施BIM 的內(nèi)容不同、介入點不一。 3.3 BIM 實施模式

目前，BIM 在設計企業(yè)的實施模式主要有以下3 種：

（1）BIM 外包服務：在特定階段將一些BIM 的設計業(yè)務交給有能力的BIM服務商讓其獨立完成設計，后期本企業(yè)在其成果上進行深化設計。

（2）BIM 項目合作設計：在此模式中，項目設計主要是由設計師完成的，BIM服務商更多的是在設計師需要時提供一些技術(shù)培訓、設計難題技術(shù)支持或者參與局部的協(xié)助設計等。

（3）自建BIM 團隊：設計企業(yè)成立專門的BIM 設計團隊，服務于企業(yè)內(nèi)所有需要BIM 的項目。

4 BIM 中的協(xié)同設計與協(xié)同作業(yè)

4.1 協(xié)同設計X8t 中國BIM 門戶 - ChinaBIM.com

4.1.1 2D協(xié)同設計

該設計是以CAD 外部參照功能為基礎的“.dwg”文件之間的文件級協(xié)同，是一種文件定期更新的階段性協(xié)同設計模式。

4.1.2 3D協(xié)同設計

（1）專業(yè)內(nèi)3D協(xié)同設計：是一種數(shù)據(jù)級的實時協(xié)同設計模式。也就是說，工作組每個人在工程信息模型上的設計內(nèi)容都可以及時同步到服務器上的項目中心文件中，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)共享的目標。

（2）專業(yè)間3D協(xié)同設計：是一種文件級的階段性協(xié)同設計模式。各專業(yè)完成各自工程信息模型文件設計時，可通過外部鏈接的方式，在專業(yè)模型（或系統(tǒng)）間進行管線綜合設計。

4.2 協(xié)同作業(yè)

協(xié)同作業(yè)是指設計之外的各種設計文件與設計相關(guān)的管理部門或項目相關(guān)各方，進行文件交互與溝通交流等的協(xié)同管理系統(tǒng)。它是提升各環(huán)節(jié)工作效率的重要手段。

5 BIM 技術(shù)推廣的注意事項

5.1 建立模型深度標準

各專業(yè)之間模型共享時只有基于同一建模深度創(chuàng)建模型，才能打通數(shù)據(jù)共享障礙，避免信息不對稱等情況的頻繁出現(xiàn)。注意根據(jù)項目階段的不同、目的不同等來確定采用的深度等級，最終建模精度依據(jù)不同等級中所包含的模型精度來確定[5]。

5.2 統(tǒng)一BIM 建模標準

在建筑設計過程中，預先定義和統(tǒng)一模型標準及名稱，確保模型集成后能統(tǒng)一歸位、規(guī)范管理，以最大限度減少因模型整合產(chǎn)生的問題。

6 結(jié)束語

隨著我國城市建設的快速發(fā)展，越來越多的人已經(jīng)注意到BIM技術(shù)對于計算機輔助建筑設計的發(fā)展起到重要的推動作用。BIM技術(shù)的應用可以突破傳統(tǒng)CAD設計的局限，提高整個建筑設計過程的質(zhì)量、效率等，推動建筑行業(yè)快速、穩(wěn)定、可持續(xù)性的發(fā)展。但是，目前BIM技術(shù)可應用的領(lǐng)域尚沒有得到完全開發(fā)，希望BIM技術(shù)在未來的推廣、使用上取得巨大的進步。