孫源祥

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，各種新生產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用推動(dòng)建筑業(yè)布局發(fā)生了重大變化。特別是BIM信息技術(shù)在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的應(yīng)用，極大地提升了建筑規(guī)劃質(zhì)量。現(xiàn)階段，當(dāng)BIM信息技術(shù)用于建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，仍然存在某些問題，嚴(yán)重影響建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)項(xiàng)目的質(zhì)量。因此，在具體應(yīng)用過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)劃人員必須正確認(rèn)識(shí)使用BIM信息技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，積極促進(jìn)BIM信息技術(shù)在建筑規(guī)劃與項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工程;設(shè)計(jì)管理;應(yīng)用探討

中圖分類號(hào)：TU7;TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）04-046-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.023

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，現(xiàn)代工程建設(shè)正朝著科學(xué)化的方向發(fā)展。施工圖設(shè)計(jì)是工程建設(shè)中的關(guān)鍵階段，設(shè)計(jì)計(jì)劃的管理效率會(huì)直接影響建設(shè)項(xiàng)目的施工效率，甚至危及建筑質(zhì)量。因此，在制定施工設(shè)計(jì)方案過程中，運(yùn)用BIM等技術(shù)可以為設(shè)計(jì)管理提出新的發(fā)展思路，進(jìn)而確保整體工程的質(zhì)量。

1 BIM在建筑工程設(shè)計(jì)管理中的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 協(xié)調(diào)工程項(xiàng)目

BIM技術(shù)可以根據(jù)智能技術(shù)分析數(shù)據(jù)和信息，根據(jù)不同技術(shù)和專業(yè)交叉問題的集合全方位協(xié)助工程建設(shè)。在整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目過程中，BIM的協(xié)調(diào)服務(wù)項(xiàng)目可以滲透到每個(gè)階段，并加強(qiáng)與建設(shè)項(xiàng)目部門的溝通，避免出現(xiàn)建筑工程無法解釋或模棱兩可的情況，確保工程建設(shè)順利進(jìn)行[1]。

1.2 BIM模擬性特點(diǎn)

BIM技術(shù)在仿真方面優(yōu)勢(shì)明顯，它不僅可以模擬建筑物的外部形狀，而且可以模擬建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并在各種實(shí)體模型上執(zhí)行模擬級(jí)別的實(shí)際操作。根據(jù)BIM技術(shù)，可以在計(jì)算機(jī)上建造更加完整的建筑物。此外，根據(jù)BIM工程施工仿真模擬，對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行調(diào)整，可以獲得更合適的方案設(shè)計(jì)。

值得一提的是，BIM技術(shù)可以模擬特定建筑物的特征。例如，在發(fā)生地震時(shí)模擬消防員的救援路線以及樓內(nèi)人員的實(shí)際逃生路線等，使用傳統(tǒng)的二維工程圖則很難做到這一點(diǎn)。

2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的重要作用

2.1 建筑模型三維可視化

BIM技術(shù)可以基于2D工程圖構(gòu)建3D建筑模型。此功能將傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為三維設(shè)計(jì)方案，方便設(shè)計(jì)人員掌握設(shè)計(jì)模型的要點(diǎn)，并直接觀察三維建筑模型的錯(cuò)誤造型設(shè)計(jì)，提高了建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的安全效果[2]。

2.2 建筑工程信息集成化

應(yīng)用BIM技術(shù)的關(guān)鍵是信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫的查詢，并且基于三維體系結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建查詢數(shù)據(jù)庫。它不僅包括建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃信息，而且涵蓋從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到工程設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容。實(shí)際工程建設(shè)的信息材料要比涵蓋整體工程建設(shè)過程的各種信息資源多，每個(gè)階段都可以使用交互式軟件，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以傳輸實(shí)體模型數(shù)據(jù)，確保建設(shè)項(xiàng)目的基本實(shí)體模型信息內(nèi)容在建設(shè)過程中保持一致。

2.3 優(yōu)化建筑方案

BIM軟件和配套設(shè)施的各種優(yōu)化工具可以改進(jìn)復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目，并取得良好的改進(jìn)效果。BIM集成5D技術(shù)完成對(duì)建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃方案的改進(jìn)，將項(xiàng)目設(shè)計(jì)與長期投資分析緊密結(jié)合，并根據(jù)計(jì)算得出設(shè)計(jì)方案變更對(duì)收益率的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)。之后，可以在施工項(xiàng)目中隨時(shí)隨地修改施工方案，并獲得相應(yīng)反饋。

3 BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)管理中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 方案輔助設(shè)計(jì)管理

BIM技術(shù)是信息技術(shù)的物理模型，因?yàn)槲锢砟Ｐ妥畛跏窃谛畔?nèi)容的支持下創(chuàng)建的。因此，它可以合理快速地反映信息內(nèi)容的變化，這也是許多室內(nèi)設(shè)計(jì)師在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中常用的一種新方法，是典型的參數(shù)化建模。為復(fù)雜工程建筑制定設(shè)計(jì)計(jì)劃時(shí)，使用參數(shù)化設(shè)計(jì)更改三維建模軟件計(jì)劃，可以合理地控制工程建筑物的形狀。參數(shù)化設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵是參數(shù)更改后對(duì)工程建筑物的形態(tài)作出必要參數(shù)更改。設(shè)計(jì)人員在完成設(shè)計(jì)方案和實(shí)際性能指標(biāo)，以及與建筑規(guī)劃相關(guān)的比較分析的任務(wù)后，篩選出更有效的計(jì)劃。另外，必須更改工程建筑物的主要參數(shù)，進(jìn)一步提高建筑物的設(shè)計(jì)和管理質(zhì)量。

3.2 設(shè)計(jì)協(xié)同優(yōu)化

協(xié)同設(shè)計(jì)方案是工程和建筑設(shè)計(jì)管理中必須解決的關(guān)鍵問題。二維施工圖在協(xié)同管理方面存在很多困難，特別是當(dāng)某些建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜時(shí)，難度可能會(huì)更高。由于工程建筑的設(shè)計(jì)計(jì)劃是一個(gè)跨越多個(gè)技術(shù)專業(yè)并且需要許多人協(xié)作的項(xiàng)目，因此，技術(shù)專業(yè)的特征是不同的，設(shè)計(jì)概念也有很大的差異。在設(shè)計(jì)計(jì)劃中，會(huì)存在設(shè)計(jì)漏洞或設(shè)計(jì)矛盾，并且很可能出現(xiàn)返工現(xiàn)象。如果將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程建筑設(shè)計(jì)以執(zhí)行前瞻性設(shè)計(jì)計(jì)劃，則可以合理地集成分析數(shù)據(jù)，檢查不同設(shè)計(jì)方案之間的差異。此外，以更直觀的形式應(yīng)用多樣化的信息內(nèi)容，向設(shè)計(jì)人員展示。在這種情況下，設(shè)計(jì)師可以仔細(xì)觀察工程圖的實(shí)際三維效果，充分發(fā)揮其專業(yè)領(lǐng)域的使用價(jià)值，使設(shè)計(jì)方案得到改進(jìn)[3]。

3.3 BIM技術(shù)模型在碰撞檢查中的應(yīng)用

對(duì)于建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃特別是管線設(shè)計(jì)計(jì)劃，設(shè)計(jì)人員通常會(huì)盡可能多地處理預(yù)制部件問題，傳統(tǒng)的2D工程圖很難顯示工程建筑物的建造情況，因此無法充分反映建筑系統(tǒng)彼此之間的碰撞狀況，或預(yù)制構(gòu)件與工程建筑系統(tǒng)之間的沖突。由于2D工程圖的準(zhǔn)確性不足，在工程施工中容易忽略一些碰撞問題，這給工程施工帶來很大的不便。BIM技術(shù)根據(jù)多層三維建筑模型用于工程建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃中，并在模擬練習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行碰撞測試，管線沖擊問題也會(huì)更加清晰。在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)計(jì)劃環(huán)境中，可以幫助設(shè)計(jì)計(jì)劃人員改進(jìn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，盡力避免可能發(fā)生的管線沖突。

3.4 制定科學(xué)信息化的管理策略

在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，許多企業(yè)無法達(dá)成共識(shí)。一家企業(yè)能夠取得成功，但BIM管理方法無法復(fù)制到另一企業(yè)的應(yīng)用程序中，由此鼓勵(lì)不同企業(yè)增加使用計(jì)算機(jī)管理時(shí)難度。因此，開發(fā)BIM技術(shù)管理方法，令其對(duì)外界更為開放，降低中后期維護(hù)保養(yǎng)必需的花費(fèi)，確保BIM實(shí)體模型包含的信息可以延續(xù)下來，設(shè)計(jì)方案的信息延續(xù)給施工，施工集成化的信息延續(xù)給運(yùn)維。

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

4.1 在可行性研究階段的應(yīng)用

建筑規(guī)劃的第一個(gè)階段是工程項(xiàng)目的可行性階段，這是確保工程建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)，必須對(duì)工程建筑的自然環(huán)境進(jìn)行分析和科學(xué)研究。BIM技術(shù)可以圍繞建筑模型生產(chǎn)數(shù)據(jù)制定可視化設(shè)計(jì)計(jì)劃，投資者可以使用該物理模型，明確和了解項(xiàng)目中可能發(fā)生的投資消耗問題，及時(shí)進(jìn)行更正，有助于控制成本并提高施工質(zhì)量。BIM技術(shù)還可以改善早期項(xiàng)目，避免因管理決策的變更而導(dǎo)致的成本上升問題，并將架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)的早期管理決策集中在整個(gè)項(xiàng)目過程中。

4.2 在建筑模型上的應(yīng)用

建筑模型可以完善建筑規(guī)劃和施工團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)理念，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，建筑模型制作具有很高的使用價(jià)值，包括建筑設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)的各種課程和核心概念。建筑模型的構(gòu)建必須首先建立建筑的某些物理標(biāo)準(zhǔn)，并添加核心概念，逐步建立建筑物的實(shí)際情況和實(shí)際特征，對(duì)建筑物內(nèi)部和外部進(jìn)行多維分析，確保建筑物的合理性。

4.3 在建設(shè)施工階段的應(yīng)用

建筑工程的建設(shè)施工是計(jì)劃設(shè)計(jì)的實(shí)施，傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)使用2D工程圖，導(dǎo)致工程施工可行性分析不完善、工程施工工期不確定、工程施工效率低下等問題，嚴(yán)重影響建筑工程質(zhì)量，運(yùn)用BIM技術(shù)可以有效避免這一問題[4]。

BIM技術(shù)還可以及時(shí)解決施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，或工程和施工技術(shù)之間的矛盾，它將各個(gè)技術(shù)學(xué)科之間的信息內(nèi)容聯(lián)系起來，計(jì)算出項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃中的關(guān)鍵問題，立即進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)改進(jìn)，合理降低項(xiàng)目投資成本，有助于縮短工期，合理協(xié)調(diào)各種工程和建造技術(shù)之間的差異，提高建設(shè)質(zhì)量。

4.4 在運(yùn)行維護(hù)階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以存儲(chǔ)項(xiàng)目建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息內(nèi)容，如果需要更改，則將同時(shí)升級(jí)BIM實(shí)體模型的主要參數(shù)，改進(jìn)整體實(shí)體模型。BIM技術(shù)可以對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，獲取工程建筑的特征、容量、應(yīng)用狀態(tài)等基本信息，并根據(jù)場地條件顯示更合適的施工方案。

5 結(jié)語

總的來說，盡管BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)過程中仍處于起步階段，但是作為一種新型管理技術(shù)，其在特定用途下的使用價(jià)值，例如設(shè)計(jì)計(jì)劃，檢查，工程圖，練習(xí)，演算;工程施工過程中活動(dòng)場所的布局，圖紙審查記錄，工程施工模擬和工程施工審查，安全技術(shù)公開，預(yù)制件生產(chǎn)加工，安裝模擬，進(jìn)度控制，安全質(zhì)量和安全檢查，工程量清單和配置管理;在運(yùn)維管理階段中使用三維可見性，并整合全息投影信息內(nèi)容;完善的管理運(yùn)維服務(wù)，學(xué)習(xí)培訓(xùn)和遠(yuǎn)程診斷，工藝流程仿真等，已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖洪濤.BIM信息技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子測試，2016（14）：148-149.

[2] 張立華.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的模型構(gòu)建研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2016（1）：113-117.

[3] 李晨楠，張金月.基于BIM的綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)審系統(tǒng)初探[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2016（1）：55-59.

[4] 何侃，桂寧，裘智峰，等.基于BIM的光伏建筑集成化設(shè)計(jì)與分析平臺(tái)[J].建筑節(jié)能，2016（1）：26-32.