摘要：當(dāng)前BIM技術(shù)日益成熟，在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛。本文首先分析了BIM技術(shù)的基本概念及其在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。然后通過建筑設(shè)計(jì)過程中各階段設(shè)計(jì)內(nèi)容詳細(xì)闡述了BIM技術(shù)的應(yīng)用情況。最后結(jié)合某建筑工程案例，描述了BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。本文的研究對(duì)于進(jìn)一步推廣BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義。

Abstract： The current BIM technology is becoming more and more mature， and its application in architectural design is becoming more and more extensive. This article firstly analyzes the basic concepts of BIM technology and its application advantages in architectural design. Then the application of BIM technology is elaborated in detail through the design content in each stage of the architectural design process. Finally， the application of BIM technology in architectural design is described in conjunction with an architectural engineering case. The research in this paper has important practical significance for further promoting the application of BIM technology in architectural design.

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑設(shè)計(jì);應(yīng)用

Key words： BIM technology;architectural design;appliaction

中圖分類號(hào)：TU201.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）22-0247-03

0? 引言

隨著人們生活水平的提高和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工程項(xiàng)目數(shù)量激增。建筑設(shè)計(jì)是開展項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)和前提，設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)后續(xù)施工有非常重要的影響[1]。當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，能顯著縮短建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期并提升設(shè)計(jì)質(zhì)量[2]。對(duì)于建筑項(xiàng)目而言，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用還能夠極大地提升建筑的舒適性[3]。本文主要闡述BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況，對(duì)于進(jìn)一步推廣BIM技術(shù)應(yīng)用具有一定的實(shí)踐意義。

1? BIM技術(shù)的基本概念及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 BIM技術(shù)基本概念

BIM技術(shù)即建筑信息模型，是基于三維建筑模型的信息集成和管理技術(shù)，該技術(shù)通過數(shù)字信息仿真，模擬建筑物的真實(shí)信息，實(shí)際上，BIM技術(shù)就是使用三維平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)中提前建立一座虛擬建筑。設(shè)計(jì)方可以使用BIM技術(shù)進(jìn)行正向協(xié)同設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)建筑進(jìn)行優(yōu)化，在確保建筑質(zhì)量和安全的前提下，提升項(xiàng)目質(zhì)量。該數(shù)字模型可以被項(xiàng)目各參與方使用，BIM技術(shù)提供了EPC項(xiàng)目實(shí)施的可能性。

1.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

通過使用BIM技術(shù)，可以顯著提高工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，使用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程三維化、可視化，設(shè)計(jì)成果更直觀;第二，基于BIM技術(shù)一處修改，處處修改的特性，大大提升設(shè)計(jì)速度;第三，多方協(xié)同互動(dòng)審查，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量;第四，使用性能分析軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提升項(xiàng)目舒適度;第五，設(shè)備專業(yè)通過BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合，提前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間碰撞，進(jìn)行協(xié)調(diào)和修改，優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少圖紙返工;第六，統(tǒng)計(jì)工程量，計(jì)算項(xiàng)目成本，節(jié)約造價(jià);第七，基于BIM模型制作效果圖，效果動(dòng)畫，與施工方、甲方溝通更高效。

2? BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)各階段中的應(yīng)用

2.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)階段

在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境綜合分析，包括建筑工程地理位置、地形地貌情況、占地面積等，使用模擬分析軟件對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行采光分析、風(fēng)環(huán)境模擬，為建筑方案提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.2 方案設(shè)計(jì)階段

建筑設(shè)計(jì)師使用BIM技術(shù)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)階段三維可視化，設(shè)計(jì)成果更直觀。使用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其優(yōu)勢(shì)對(duì)于異形建筑來說更加明顯，BIM技術(shù)突破了二維設(shè)計(jì)的局限性，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的表達(dá)變得更加容易。

利用BIM可視化的優(yōu)勢(shì)，合理布置平面布局，規(guī)劃功能空間。設(shè)計(jì)完成后還可使用BIM技術(shù)對(duì)方案進(jìn)行凈高分析和安全分析，智能分析安全高度，優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。（如圖1所示）

通過BIM性能分析軟件對(duì)不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行采光、日照、風(fēng)環(huán)境等模擬分析，根據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整設(shè)計(jì)方案的朝向、布局形式、建筑形體等，使建筑能耗最小化，自然采光和通風(fēng)潛力最大化。（如圖2所示）

通過BIM模型與建筑效果表達(dá)軟件的對(duì)接，可以制作建筑項(xiàng)目后期效果、場(chǎng)地模擬，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化場(chǎng)景表達(dá)。后期可以輸出項(xiàng)目效果圖及效果動(dòng)畫，大大節(jié)省了制圖時(shí)間。BIM技術(shù)的出現(xiàn)顛覆了以往建筑效果圖的制作流程，使建筑效果圖的制作簡(jiǎn)潔化，效果更真實(shí)，設(shè)計(jì)方與甲方、施工方的對(duì)接更加簡(jiǎn)單、明了。（如圖3所示）

2.3 初步設(shè)計(jì)階段

BIM模型首先是一個(gè)模型，因而在模型中任意一處的改動(dòng)都是對(duì)模型的修改，也就是說，建筑的平面、剖面及三維是聯(lián)動(dòng)的，有“一處修改，處處修改”的特性，因而大大減少了項(xiàng)目錯(cuò)漏，增加了設(shè)計(jì)效率。除此之外，項(xiàng)目中剖面、詳圖的繪制工作更加容易，通過對(duì)BIM模型的切割會(huì)自動(dòng)生成，BIM技術(shù)的應(yīng)用減少了建筑設(shè)計(jì)階段很多不必要的重復(fù)性工作。

BIM技術(shù)使信息的實(shí)時(shí)交流成為可能，所有專業(yè)共用一個(gè)中心文件，各專業(yè)的修改都會(huì)通過軟件及時(shí)反饋在協(xié)同平臺(tái)中，其他專業(yè)通過協(xié)同平臺(tái)獲取信息變更，實(shí)現(xiàn)信息交流的最大化，信息交流通過平臺(tái)的自動(dòng)化處理而更加便捷。

有了協(xié)同平臺(tái)的BIM設(shè)計(jì)工作模式，設(shè)計(jì)人員可以改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，減少傳統(tǒng)二維繪圖模式下因?yàn)楦鲗I(yè)分開繪圖難以校對(duì)而帶來的弊端。在二維工作模式下，很多碰撞都是難以發(fā)現(xiàn)的，從而將大量問題拋擲給施工方，設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)。施工方因?yàn)樵谑┕r(shí)各專業(yè)分開進(jìn)場(chǎng)，只考慮本專業(yè)排布容納空間，不考慮總體排布，因而在無形中減少了層高，減少了使用空間。設(shè)備專業(yè)使用BIM技術(shù)正向設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)前根據(jù)建筑空間大小及管線復(fù)雜程度進(jìn)行預(yù)排布，考慮管線的多少進(jìn)行并層或分層排布設(shè)計(jì)，并在協(xié)同過程中進(jìn)行碰撞檢測(cè)，提前解決碰撞問題，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化凈空，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少大量施工方后期施工問題。（如圖4所示）

2.4 施工圖設(shè)計(jì)階段

BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣全專業(yè)出圖，三維模型自動(dòng)生成平面，經(jīng)處理后可直接打印二維圖紙。BIM技術(shù)突破了傳統(tǒng)二維繪圖模式的局限，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)增設(shè)軸測(cè)圖使得圖紙表達(dá)更加清晰與生動(dòng)。

BIM模型其承載的信息包括所有的物理信息與化學(xué)信息，即由長度、寬度等代表的物理信息和防火等級(jí)、防火材料等代表的化學(xué)信息，而這些信息都可以通過明細(xì)表功能統(tǒng)計(jì)整理。項(xiàng)目各階段使用BIM工程量清單統(tǒng)計(jì)，精確測(cè)算項(xiàng)目成本，輔助施工方下料。

3? BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

某住宅小區(qū)項(xiàng)目，沿街兩層商業(yè)，小區(qū)內(nèi)設(shè)十棟住宅，總建筑面積達(dá)到了178445.43m2。其中新建住宅樓地上建筑面積97795.30m2，商業(yè)30751.50m2，地下建筑面積49898.63m2。由于建筑工程項(xiàng)目面積大，功能復(fù)雜，為提升建筑工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，使用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

首先使用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)住宅小區(qū)方案，建立BIM模型，如圖5所示為該住宅小區(qū)的三維立體模型。而后對(duì)整個(gè)住宅小區(qū)進(jìn)行模擬分析，并進(jìn)行方案優(yōu)化，使之符合日照標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。該過程全程可視。

建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水全專業(yè)全程使用BIM正向設(shè)計(jì)，使用中心文件協(xié)同工作，五個(gè)專業(yè)在一個(gè)文件中可視，在此工作模式下便很容易發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間的碰撞問題，再使用碰撞檢測(cè)功能對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行精確檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容大多是無效碰撞，通過人工排查后，過濾出大量有效碰撞。本文所述住宅小區(qū)項(xiàng)目在基于BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就發(fā)現(xiàn)多處專業(yè)之間的碰撞問題。比如通風(fēng)系統(tǒng)與建筑結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)了36處碰撞，給排水系統(tǒng)與建筑結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)了56處碰撞，另外其他各裝置之間出現(xiàn)了將近100處碰撞等。設(shè)計(jì)人員通過提前解決碰撞問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少了遺留到后期的大量返工工作，雖然需要大量時(shí)間進(jìn)行后期排查，但大大提升了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，解決了實(shí)際有效問題。設(shè)計(jì)優(yōu)化完善后，各專業(yè)人員繪制相關(guān)施工圖紙，指導(dǎo)施工。

BIM在本項(xiàng)目中的應(yīng)用提升了該住宅小區(qū)項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益，提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高了設(shè)計(jì)效率。

4? 結(jié)束語

本文在分析BIM技術(shù)實(shí)踐優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，以某住宅小區(qū)項(xiàng)目實(shí)踐為例，詳細(xì)闡述了BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用效果?；谏鲜龇治隹梢钥闯觯ㄟ^BIM正向設(shè)計(jì)，可以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的各種缺陷問題，減少大量重復(fù)性工作，提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)一場(chǎng)新的革新運(yùn)動(dòng)，其優(yōu)勢(shì)日益凸顯。在BIM技術(shù)普及之前，BIM技術(shù)的成熟化還需要業(yè)界各位同仁的努力，從軟件開發(fā)、技術(shù)支持，到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營，BIM技術(shù)的發(fā)展無一不需要各領(lǐng)域同仁們的完善和支持，相信在未來的某一天，建筑行業(yè)會(huì)實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的全生命周期管理，最大化地利用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)施工不再脫節(jié)，項(xiàng)目進(jìn)展不再繁復(fù)，最大化提升建筑工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]施盛華.住宅建筑設(shè)計(jì)常見問題[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2018（4）：470.

[2]雷真，羅中民，張力，等.BIM技術(shù)在房屋建筑學(xué)課程教學(xué)和課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].創(chuàng)新教育研究，2019，7（01）：40-47.

[3]楊華.淺談BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)及施工中的應(yīng)用[J]. 城鎮(zhèn)建設(shè)，2020（1）：231，233.

作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)博曼（1996-），女，甘肅禮縣人，本科，助理工程師，主要從事建筑設(shè)計(jì)工作。