陳仕琰

摘 要：BIM技術(shù)是指運(yùn)用三維數(shù)字技術(shù)將建筑工程中的信息進(jìn)行匯總，建立數(shù)字模型，方便管理人員對(duì)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等階段進(jìn)行管理。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的整個(gè)建筑生命周期內(nèi)都是非常重要的，合理運(yùn)用BIM技術(shù)能夠在整個(gè)建筑生命周期之內(nèi)能夠達(dá)到縮短工程的建設(shè)周期，降低投資成本的目的。

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

前言

BIM（建筑信息模型）的出現(xiàn)帶來了新的技術(shù)思維，并漸漸地改變著設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)習(xí)慣。以BIM技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目研究其在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。BIM在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提高了建筑設(shè)計(jì)的信息集成度，進(jìn)而提高了建筑的可持續(xù)能力。

BIM技術(shù)概況

BIM技術(shù)也那就是我們通常所說的建筑信息模型或者建筑數(shù)字模型。建筑信息模型是指利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為支撐對(duì)建筑的全生命周期，即從建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等整個(gè)建筑生命階段對(duì)建筑工程進(jìn)行全方位的管理。隨著我國科技的發(fā)展，目前BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營管理方面已經(jīng)逐漸得到了大量的應(yīng)用。BIM技術(shù)的提出來源于上世紀(jì)七十年代美國喬治亞理工大學(xué)的查克尹士曼博士提出的，查克博士對(duì)于BIM技術(shù)的定義是將建筑工程管理中涉及的幾何特性、功能方面的要求與構(gòu)件的技術(shù)要求等各種信息模型利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)，將各種信息模型綜合到單一的信息模型中，并且為了方便對(duì)于建筑工程的管理，這個(gè)單一的模型中還包括了關(guān)于施工進(jìn)讀和建造過程等方面的信息。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)也斷得到了完善與發(fā)展，因此關(guān)于對(duì)BIM技術(shù)的也有了各種不同的定義。關(guān)于BIM技術(shù)的定義，目前麥克勞-希爾建筑信息公司的定義得到了比較高的認(rèn)同[1]。麥克勞公司認(rèn)為BIM技術(shù)在建筑方面是創(chuàng)建數(shù)字信息模型對(duì)于建筑設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營進(jìn)行管理的一個(gè)過程，即利用先進(jìn)的信息數(shù)字化技術(shù)對(duì)于建筑整個(gè)過程中涉及的工程信息建立一個(gè)數(shù)字化的模型，利用這個(gè)建立的數(shù)字模型可以對(duì)建筑的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度以及后期的物業(yè)管理等方面進(jìn)行管理。簡單來說就是建立信息化的建筑數(shù)字模型，并將數(shù)字模型和信息應(yīng)用到建筑的全生命周期的管理中。這種定義是目前對(duì)BIM技術(shù)較為完善的定義。

BIM在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，建筑工程管理中存在著CAD圖紙繁雜并且錯(cuò)誤率高等問題，這些問題在過去運(yùn)用的CAD階段非常難以就行管理，并且又有設(shè)計(jì)圖紙需要經(jīng)常需要修改的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)階段中由于變更頻繁造成了協(xié)調(diào)溝通過方面的困難，而現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段的建筑工程管理完全可以借助BIM技術(shù)解決，因此，BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的管理中占據(jù)著非常重要的地位，其具體應(yīng)用如下文所示。

2.1場(chǎng)地分析

在建筑設(shè)計(jì)初始階段，場(chǎng)地的一些信息往往是影響設(shè)計(jì)的決策性因素，通常需要通過對(duì)場(chǎng)地的分析來對(duì)環(huán)境現(xiàn)狀、建后交通流量、景觀規(guī)劃等各種因素進(jìn)行評(píng)定與分析，也通過對(duì)場(chǎng)地的分析來確定建筑物的空間位置，建立建筑物與周圍環(huán)境的聯(lián)系的過程?？墒莻鹘y(tǒng)的場(chǎng)地分析有著許多的弊端，例如主觀因素過重，大量數(shù)據(jù)處理遲緩，定量分析不足等，但是BIM的引入給了場(chǎng)地分析新的可能，通過與BIM結(jié)合的地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS），可以對(duì)場(chǎng)地和在場(chǎng)地上擬建的建筑物的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過BIM技術(shù)虛擬成型，可迅速得出數(shù)據(jù)以支持設(shè)計(jì)，可以幫助新建項(xiàng)目做出最理想的建筑布局、場(chǎng)地規(guī)劃等[2]。

2.2建筑性能分析

通過BIM技術(shù)，可以對(duì)設(shè)計(jì)方案的照明、安全、布局合理性、聲學(xué)、色彩、能耗等進(jìn)行評(píng)估，得出的這些數(shù)據(jù)可以為投資方用來對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)定，是否符合可持續(xù)設(shè)計(jì)的理念。在建筑全生命周期里，方案的重要性不言而喻，通過BIM對(duì)方案的評(píng)定，對(duì)于之后建筑全生命周期的使用、對(duì)環(huán)境及資源的影響都進(jìn)行大幅度優(yōu)化。通過BIM技術(shù)在方案設(shè)計(jì)初期階段就可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行建筑性能分析，對(duì)建筑形體進(jìn)行比較，在各個(gè)方案中比對(duì)選擇建筑性能最優(yōu)的方案，在設(shè)計(jì)初期就對(duì)建筑全生命周期能耗進(jìn)行大體的把握。

2.3協(xié)同設(shè)計(jì)

協(xié)同設(shè)計(jì)又細(xì)分為2D協(xié)同設(shè)計(jì)與3D協(xié)同設(shè)計(jì)，這是設(shè)計(jì)軟件本身具備的協(xié)同功能。第一，2D協(xié)同設(shè)計(jì)。2D協(xié)同設(shè)計(jì)是以AutoCAD外部參照功能為基礎(chǔ)的dwg文件之間的文件級(jí)協(xié)同，是一種文件定期更新的階段性協(xié)同設(shè)計(jì)模式。例如：將一個(gè)建筑設(shè)計(jì)的軸網(wǎng)、標(biāo)高、外立面墻與門窗、內(nèi)墻與門窗布局、核心筒、樓梯與坡道、衛(wèi)浴家具構(gòu)件等拆分為多個(gè)dwg文件由幾位設(shè)計(jì)師分別設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中根據(jù)需要通過外部參照的方式將其鏈接組裝為多個(gè)建筑平立面圖，這時(shí)如果軸網(wǎng)文件發(fā)生變更，所有參照該文件的圖紙都可以自動(dòng)更新。第二，3D協(xié)同設(shè)計(jì)。3D協(xié)同設(shè)計(jì)在專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間的模式不同。（1）專業(yè)內(nèi)3D協(xié)同設(shè)計(jì)：是一種數(shù)據(jù)級(jí)的實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)模式。即工作組成員在本地計(jì)算機(jī)上對(duì)同一個(gè)3D工程信息模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)人的設(shè)計(jì)內(nèi)容都可以及時(shí)同步到文件服務(wù)器上的項(xiàng)目中心文件中，甚至成員間還可以互相借用屬于對(duì)方的某些建筑圖元進(jìn)行交叉設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)成員間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。（2）專業(yè)間3D協(xié)同設(shè)計(jì)：當(dāng)每個(gè)專業(yè)都有了3D工程信息模型文件時(shí)，即可通過外部鏈接的方式，在專業(yè)模型（或系統(tǒng)）間進(jìn)行管線綜合設(shè)計(jì)[3]。這個(gè)工作可以在設(shè)計(jì)過程中的每個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行，因此專業(yè)間3D協(xié)同設(shè)計(jì)和2D協(xié)同設(shè)計(jì)同樣是文件級(jí)的階段性協(xié)同設(shè)計(jì)模式。除上述兩種模式外，不同BIM設(shè)計(jì)軟件間的數(shù)據(jù)交互也屬于協(xié)同設(shè)計(jì)的范疇。例如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、3dsmax、SketchUp、Rhino、Catia、Ecotect、IES、PKPM等工具間的數(shù)據(jù)交互，都可以通過專用的導(dǎo)入/導(dǎo)出工具、dwg/dxf/fbx/sat/ifc等中間數(shù)據(jù)格式進(jìn)行交互。

2.4可視化設(shè)計(jì)

可視化設(shè)計(jì)是BIM在建筑設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重要應(yīng)用，其體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①過程中時(shí)時(shí)觀察，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不足之處，及時(shí)修改。②設(shè)計(jì)展示階段為投資方做更全面、更生動(dòng)、更加有互動(dòng)性的展示，相對(duì)于靜態(tài)效果圖更有說服力。在建筑方案設(shè)計(jì)階段，通過BIM技術(shù)，在整個(gè)設(shè)計(jì)階段都在建筑效果可視化下進(jìn)行的設(shè)計(jì)，對(duì)于建筑外形以及空間效果方面都可以進(jìn)行時(shí)時(shí)觀察，對(duì)于方案設(shè)計(jì)中的缺陷都可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)。

2.5工程量分析

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程里，需要人工對(duì)圖紙進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，或者使用專門的造價(jià)計(jì)算軟件對(duì)CAD文件進(jìn)行重新建模后進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，前者會(huì)消耗大量的人力物力，而手工計(jì)算也會(huì)帶來誤差導(dǎo)致最后的結(jié)果不精確。而后者也需要對(duì)圖紙進(jìn)行重新建模，較為麻煩，而其同樣的問題在于，如果圖紙的信息進(jìn)行了改變，不能及時(shí)地對(duì)其做出修改或反映，數(shù)據(jù)則失去了原有的作用。造成這些弊端的主要原因則是二維設(shè)計(jì)的制約性，CAD的圖形不含有任何建筑屬性或信息，對(duì)于信息的反映也比較遲緩[4]。而BIM的介入則可以解決這些問題，最主要的原因就是BIM模型里含有大量的信息，信息的修改直接可以對(duì)模型進(jìn)行修改，與之關(guān)聯(lián)的工程量數(shù)據(jù)也隨之更新。BIM真實(shí)地提供了造價(jià)管理所需要的工程量信息，減少了人工操作的潛在錯(cuò)誤，極為容易實(shí)現(xiàn)工程量信息與方案的一致。

總結(jié)

有了實(shí)施BIM的行業(yè)大環(huán)境和設(shè)計(jì)企業(yè)提升企業(yè)核心競(jìng)爭能力的動(dòng)力，以及軟硬件廠商成熟的產(chǎn)品技術(shù)和BIM服務(wù)商的技術(shù)支持后盾，相信BIM一定能給廣大的設(shè)計(jì)師、廣大設(shè)計(jì)企業(yè)帶來更為光明的前景。

參考文獻(xiàn)

[1]苑東亮，薛美玲.基于BIM環(huán)境下建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)信息高效傳遞研究[J].商丘師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，34（06）：62-65.

[2]李萬渠.BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].江蘇科技信息，2018（13）：42-44.

[3]劉志鵬，王盼樂.BIM設(shè)計(jì)在建筑工程設(shè)計(jì)階段管理中的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2018（16）：101.

[4]陸雯婷.裝配式建筑在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的實(shí)際應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（11）：122+137.

（作者單位：武漢市黃陂區(qū)規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院）