殷曉博

(中鐵房地產集團城市運營管理有限公司 北京 100012)

1 引言

隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代化建設項目數(shù)量迅速增加，復雜程度日益提高，建設規(guī)模日益擴大。在建筑業(yè)務設計中，有必要建立有效的技術標準，以確保建筑部門有效地使用建筑信息系統(tǒng)和BIM技術。BIM技術的應用可以為決策者提供準確的依據(jù)，使各個環(huán)節(jié)的建設能夠緊密協(xié)調、精細管理。利用BIM技術建立的信息模型可以方便施工參與方獲取數(shù)據(jù)信息，保持密切溝通和交流。只有正確認識和理解該技術，才能保證應用的合理性，充分發(fā)揮該技術的優(yōu)勢和價值，使建筑工程質量達到相關要求，全面保證建筑工程的使用安全。

2 BIM技術內涵和優(yōu)勢

2.1 內涵

BIM技術在建筑行業(yè)的合理應用，可以進一步提高我國建筑行業(yè)的設計效率，優(yōu)化整體設計。在BIM技術深入應用的背景下，我國建筑業(yè)正逐步走向現(xiàn)代化[1]。BIM技術可以全面整合建筑設計信息，建立標準化模型，對建筑工程的發(fā)展起到指導作用。

2.2 BIM技術優(yōu)勢分析

借助科學規(guī)范的管理方法，BIM技術可以有效地整合項目建設過程中所有分散的信息，形成一個強大的整體，確保信息的完整性和統(tǒng)一性。從整體方面進行全方位監(jiān)測，可以直觀地展示項目施工情況，避免重復施工，提高施工資源的利用效率。因此，不同的施工主體可以保持密切溝通，保持意見的完整性。同時，可以根據(jù)使模型更具目標性的必要性來設置模型類型[2]。通過提高工程質量，有效規(guī)避建設風險，提高建設投資有效地控制。

2.2.1 促使建筑設計從二維轉換為三維

在BIM技術的實際應用中，可以通過數(shù)據(jù)庫將建筑設計從二維轉化為三維。傳統(tǒng)的CAD設計模式在二維平臺上交換各種信息數(shù)據(jù)(見圖1)，在實際設計過程中，錯誤理解的概率和重復信息注釋的概率相對較高[3]?；贐IM技術擁有和傳統(tǒng)3D設計方法一致的可視化設計窗口，并能夠利用數(shù)據(jù)庫進行對信息數(shù)據(jù)的三維可視化操作，從而極大地提高了信息數(shù)據(jù)的交互效果和精確度，為建筑設計的順利發(fā)展打下堅實的基礎。

圖1 CAD在二維平臺設計圖例

2.2.2 實現(xiàn)資源共享

在傳統(tǒng)建筑設計工作模型的實踐運用過程中，由于建筑設計數(shù)據(jù)的傳遞主要是借助于高度離散的二維圖紙進行的，而基于各個領域的信息數(shù)據(jù)間沒有關聯(lián)性和交互作用，因此各種信息數(shù)據(jù)的方差和獨立性都相對較強。但是，在BIM技術的實踐運用過程中，統(tǒng)一數(shù)字標準下的建筑模式可以大大提高建筑模式中各種信息與數(shù)據(jù)的共享[4]，從而達到建筑信息設計與資源共享的目標。它還能夠利用三維模式和互聯(lián)網間的相互作用來解決實際問題，并提高了利用互聯(lián)網資料的可共享性，其工作模式如圖2所示。

圖2 BIM應用于建筑設計階段工作模型

3 BIM在建筑設計中的應用

3.1 可視化設計

通過建立BIM模型，可以充分發(fā)揮可視化軟件的優(yōu)勢和作用，制作與建筑設計相符合的動畫，以直觀的方式為人們展示建筑設計效果，使人們對建筑設計的預期得到有效實現(xiàn)，讓業(yè)主提前感受建筑物。另外，通過BIM技術還可以對建筑物進行多角度、全方位的觀察，最終使業(yè)務的需求得到最大化的滿足，提高業(yè)主的滿意度。

3.2 協(xié)同設計

Revit是BIM建模必須應用的軟件，在整合模型時需要合理利用鏈接文件，并依托網絡化的方式協(xié)同設計[5]。在設計建筑物時，分別由不同人員負責各自的設計任務，然后在同一個模型中整合，在建筑工程規(guī)模不斷擴大的背景下，建筑功能更加多元化，建筑設計工作開始朝著跨學科合作方向發(fā)展。隨著科學技術水平的不斷提升，創(chuàng)新性的BIM技術能夠為設計人員提供良好的平臺，從根本上促進建筑設計效率的提高，保證建筑工程質量達到相關要求，有效提升建筑企業(yè)在市場上的競爭力。

4 BIM技術在建筑設計中的應用方法

4.1 展示建筑三維信息與空間信息

在建筑設計中應用BIM技術后可將二維設計圖紙轉變成三維模型，主要是利用計算機技術進行模型展示，讓設計人員與建設者能夠直觀化地觀察設計方案的最終效果[6]。在此過程中，相關人員可以與設計人員直接交流與溝通，實現(xiàn)正確指導設計人員的設計過程，通過有效的改進形成科學化、合理化、可行性的設計方案。在應用BIM技術時，展示建筑三維信息與空間信息是此技術的主要功能，如果設計人員想要對設計進行更改，可直接輸入某方面的參數(shù)即可。計算機接收到設計人員的修改指令后，能夠進行大數(shù)據(jù)處理，顯著提升了設計效率，進一步控制了成本的投入，實現(xiàn)收益最大化。

4.2 提升施工圖紙的可行性與可操作性

在以往建筑建設過程中需要設計人員、施工專業(yè)人員針對設計方案與圖紙內容進行探討時，需要考慮較多因素，比如施工材料、施工結構、施工設備等，還要將可能會發(fā)生的各種突發(fā)性因素全面化考慮，并要融入施工方案與圖紙設計中。由于在設計時需要考慮過多的內容，而給予的設計期限較為有限，設計人員的設計時間不足，導致圖紙設計的可行性未得到有效改進。如果在實際建設中存在“不可行”的施工過程，會影響工程后期的建設效果，并且還會因為各種錯誤問題的產生，對設計單位的名譽會產生不利影響。在設計工作中引入BIM技術可以有效地調整短期內存在的各種因素。設計師需要根據(jù)實際施工需要，根據(jù)實際地理環(huán)境將項目劃分為不同的模塊。BIM技術可以根據(jù)實際需求創(chuàng)建不同的管理系統(tǒng)，有效調整空間問題，有效連接各個模塊，避免錯誤，利用計算機的大數(shù)據(jù)處理功能，確保設計方案的科學性和可行性。

4.3 清晰展現(xiàn)較為復雜的建筑形體

建筑設計未引入BIM技術之前，對于具有復雜形體的建筑設計工作，會因較為復雜而影響設計效果的科學性與可行性[7]。在引入BIM技術后，無論建筑的形體多么復雜，設計人員只需要通過輸入信息數(shù)據(jù)，利用BIM技術的三維模型展示功能，能夠清晰、直觀地觀察設計效果，見圖3。BIM技術能夠實現(xiàn)這一效果，主要原因是其能夠整合并驗證數(shù)據(jù)信息，可以根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)信息創(chuàng)建出立體化模型，能夠全方位地將建筑設計的最終效果展示在設計人員面前，設計人員只需要通過參數(shù)的修改，即可對存在的不足進行改善。

圖3 BIM清晰展現(xiàn)較為復雜的建筑形體設計

4.4 各專業(yè)實施協(xié)同設計過程

在運用BIM技術實施建筑設計時，各環(huán)節(jié)專業(yè)人員都能夠積極參與到整個建筑設計流程中，充分利用各環(huán)節(jié)專業(yè)人員的專業(yè)能力促進設計效果達到科學性、合理性、可操作性。建筑設計人員在傳統(tǒng)設計時需要全面規(guī)劃建筑建設中的各個方面，包括結構設計、給排水設計、電氣設計、暖通設計等，會因涉及專業(yè)較多且設計人員專業(yè)能力不足，而導致設計效果會存在較多的問題，需要在設計方案完成后，各專業(yè)人員通過審核設計圖紙的過程挖掘出設計中存在的問題。在此過程中會耗費較多的時間，對建筑建設工期產生較大影響。引入BIM技術后，可以讓各專業(yè)人員共同觀察三維模型，某專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)問題后，設計人員只需要通過參數(shù)的調整即可完善設計方案，顯著降低了以往設計方案審核時間，在提高設計效率的同時進一步提升了整體建設的效率。

5 在推廣BIM技術時需要面臨的問題

5.1 BIM技術投入成本過高

顯而易見BIM技術不僅僅是使用軟件，更是一種適用于項目全生命周期項目管理的理念。整個過程消耗大量人力資源，而巨額的政府投資和巨大的建筑生產成本是妨礙BIM技術應用的最主要原因。因此有些中小型建筑和地產企業(yè)也缺乏相應的資金建設BIM模型[8]。同時，如果他們投入大量資金把BIM模型運用到工程項目建成后的全過程，就很難在短期內發(fā)現(xiàn)BIM技術能為公司帶來的巨大優(yōu)勢。而且出于公司在生產活動流程中尋求利潤的本能，很多建筑公司都不希望通過使用BIM技術投入巨大成本。

5.2 BIM技術應用的法律法規(guī)及規(guī)范不完善

BIM技術是建筑業(yè)的新發(fā)展領域。目前，由于有關法規(guī)還不健全，在我國關于BIM技術的具體應用法規(guī)也大多處于探討階段。法律法規(guī)以及應用法規(guī)的不健全也嚴重影響了對BIM技術的宣傳與運用，即使一些建筑公司成功利用了BIM技術并取得了一定的商業(yè)效益，但如果不投入更多的人力、物力和資金，組織研發(fā)并制定BIM技術的相關標準和技術規(guī)范，也將無法積極推進BIM技術的商業(yè)應用。

6 BIM技術推廣策略

6.1 加強宣傳力度

加強建設項目的宣傳，對BIM技術的推廣起到了很好的作用。為了將BIM技術廣泛應用于建設項目，更多的建設項目可以了解和推廣BIM技術的優(yōu)勢和特點。在設計過程中，必須充分適應市民的實際需要，利用BIM技術為改善人們的生活作出貢獻，實現(xiàn)BIM技術的全面推廣[9]。

6.2 推廣BIM技術的相關產業(yè)

優(yōu)化環(huán)境也是BIM技術推廣的一個非常重要的部分，使BIM技術能夠應用于建筑設計，這就要求BIM工程師通過政府機構的協(xié)助參與產業(yè)鏈的建設。因此，BIM技術需要相關技術鏈的發(fā)展，才能推動[11]。

在BIM技術推廣中，積極更新硬件基礎，引進最新設備，建設應用硬件技術的硬件基礎，積極更新設計單元，防止硬件技術應用中的硬件錯誤。BIM技術能夠在準確顯示設計效果信息的基礎上，有效改善現(xiàn)有缺陷，確保建筑施工的最終效果。

6.3 建筑項目可視化設計

在建筑設計中，配合三維模型，有效地強調建筑各種結構元素的性能設計，并進行視覺設計，以防止后期土建工程中出現(xiàn)各種準標準問題。在過去的配置中，二維模型通常由CAD程序建立，即使用不同的幾何圖形直觀地顯示模型的內部子結構。然而，這些平面關系不能保證完全準確地形成三維結構[10]。相比之下，BIM技術可以構建一個三維模型圖(見圖4)，幫助開發(fā)商清晰、全面地了解建設項目的總體特征，然后設計和布局第一個項目。在我國，將BIM技術應用于建設項目的可視化設計，實質上是根據(jù)現(xiàn)有結構模型對實際施工效果進行動態(tài)演示，便于設計，逐步優(yōu)化方案設計[11]，確保工程建設科學合理。

圖4 BIM技術三維模型圖例

6.4 項目其他細節(jié)部位設計

在建筑設計中，除了應用于鋼結構建模外，還需要應用于其他結構細節(jié)，如項目框架結構與設備管道的連接、框架結構和電梯的適用性。建筑細節(jié)決定著建筑的質量[12]。

第一，雖然BIM技術具有許多優(yōu)點和功能，但由于實際應用范圍有限，沒有發(fā)揮真正的價值。因此，施工企業(yè)必須不斷加強BIM技術的推廣。BIM技術最重要的優(yōu)點是可以快速發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問題，優(yōu)化設計，全面掌握整個施工過程，在施工前快速發(fā)現(xiàn)質量問題，全面提高工作效率，確保施工安全。

第二，有必要開展試點工作，在運營過程中不斷積累經驗，為建筑企業(yè)合理應用BIM技術提供堅實的基礎。其次，BIM技術的推廣將受到決策者的影響，因此決策者必須充分了解BIM技術及其優(yōu)勢，以便通過合理使用BIM技術做出正確的決策。

第三，在實際使用流程中，由于預算員是BIM技術開發(fā)的主要責任人，能更好地實現(xiàn)BIM技術的應用價值。

第四，預算部門頻繁應用BIM技術，需求量大。BIM模型技術必須與云技術緊密結合，進一步增強該技術的應用效果。為了更好地應用BIM技術，滿足實際設計需要，施工企業(yè)必須利用電子施工隊，利用計算機技術展示BIM模型，最終在第一時間發(fā)現(xiàn)并解決問題。

7 結束語

建筑信息模型主要集成項目的所有信息，基于這一原則，可以利用BIM技術通過模型顯示建筑中的所有信息，建立一個集成模型。設計單位不僅要注意設計圖紙的準確性，還要充分利用這項技術。通過BIM技術平臺的建設，可以及時傳遞信息，為建設單位提供準確的管理依據(jù)。