汪 信

（蘭州現(xiàn)代職業(yè)學院，甘肅 蘭州 730300）

0 引言

現(xiàn)階段，科學技術的發(fā)展為我國多個行業(yè)領域提供了重要支持。CAD 技術在建筑工程制圖中的應用主要以人力為主，需要在多方軟件的支持下開展相應工作。而新發(fā)展起來的BIM 技術能夠根據(jù)工程情況建立起信息化模型，幫助設計人員進一步判斷當前設計方案是否可行，并對其進行優(yōu)化設計，以提高工程設計水平和建設效果。因此，有必要對BIM 和CAD 的相關內容進行對比分析，提高對二者的應用水平，促進建筑工程的進一步發(fā)展。

1 CAD 與BIM概述

1.1 關于CAD

CAD 技術指的是以計算機相關設備為基礎，在各類圖形軟件的幫助下，由設計人員根據(jù)工程的實際要求進行圖形的設計。CAD 技術主要是幫助建筑人員完成二維平面圖紙的設計與修改工作，CAD 設計技術能夠顯著減少在傳統(tǒng)人工設計模式中人工設計、繪圖易出現(xiàn)的設計失誤，并且能夠在保障設計質量的前提下，提升設計效率。在20 世紀80 年代，CAD 系統(tǒng)開始成為各大建筑工程中的常見技術之一，在短時間內取得較好的應用效果，完全取代傳統(tǒng)手工繪圖方式。目前，CAD 技術在建筑、機械、航天等多個行業(yè)領域都得到了廣泛而有效的應用。

1.2 關于BIM

BIM 技術是在現(xiàn)代信息技術發(fā)展過程中興起的一種新興技術，以傳統(tǒng)CAD 計算機繪圖技術為基礎，它將建筑工程建設的各種相關數(shù)據(jù)作為基礎，進行建筑模型的創(chuàng)建，從而實現(xiàn)對相關設計方案的全過程模擬。在三維立體模型和三維圖像的幫助下，設計人員可針對設計方案當中存在的問題進行調整修改和優(yōu)化。BIM 技術由于優(yōu)勢明顯，已經成為現(xiàn)代建筑工程中的常用技術之一。BIM 技術通過建立三維立體模型，能夠將整個施工過程中的數(shù)字信息、功能要求等進行有效整合，并實現(xiàn)對建筑工程全生命周期的信息化管理。通過連接不同階段的工程項目信息，BIM 技術能夠對建筑工程的規(guī)劃設計、施工過程、后續(xù)驗收進行綜合處理，除了能夠提高信息數(shù)據(jù)的處理效率之外，還能夠建立起較為完善的數(shù)據(jù)庫，對整個工程進行動態(tài)管理[1]。

2 BIM 與CAD 的對比

2.1 BIM 技術先進性

（1）BIM 技術能夠以甲方的實際需求和情況為基礎進行合理設計，提高設計過程的可視化、直觀化和合理性。在三維設計環(huán)境中，BIM 技術能夠實現(xiàn)對實際建筑情況的仿真模擬，相比起二維設計中的點、線、面構成元素來說，BIM 設計技術中具有墻、窗以及門等圖形，能夠更好地呈現(xiàn)建筑的實際情況。設計人員可以在此過程中對建筑進行深入了解，及時排查設計中存在的問題，并進行優(yōu)化和整改。二維設計中主要是利用不同顏色的線條來表示管道的差異，但BIM 技術能夠通過數(shù)字化渲染的方式來表示管道具體情況，使得設計效果能夠更貼近現(xiàn)實要求。

（2）BIM 技術可以實現(xiàn)建筑企業(yè)所有相關部門的協(xié)同設計和功能優(yōu)化。在BIM 協(xié)同平臺的支持之下，各專業(yè)設計人員可以共同針對相同設計內容進行溝通和交流，在發(fā)現(xiàn)問題時及時進行聯(lián)系和反饋，制定合理措施進行整改。通過這樣的方式能夠大大提高設計的合理性，減少設計存在的問題，從而提高施工效率。

（3）BIM 技術可以對若干種設計方案進行合理的對比和分析。在對比過程中，能夠將每一種方案的優(yōu)勢和劣勢進行充分展現(xiàn)，便于設計人員及時進行調整和優(yōu)化，與此同時，在使用BIM 設計技術開展設計工作的過程中，如果需要更改設計參數(shù)或是設計方案，只需要將參數(shù)進行更改，與其相關聯(lián)的設計就能夠實現(xiàn)自動更改，能夠有效地提高設計工作效率。在此過程中就能夠制定出性價比較高、科學性較強的合理的設計方案，促進建筑工程更高效，更迅速，更高質量地完成[2]。

（4）BIM 技術能夠實現(xiàn)更加復雜的計算和設計。BIM技術以現(xiàn)代信息化技術和三維數(shù)字化技術為基礎，能夠利用信息數(shù)據(jù)的便捷性進行合理設計和優(yōu)化。因此，通過BIM 技術建立起的三維仿真模型具有一定的復雜性，本身包含著實體建筑的信息、空間信息、幾何信息、基礎構建信息等重要數(shù)據(jù)。與此同時，BIM 技術還能夠對以上信息進行整合和優(yōu)化，在各類數(shù)據(jù)的支持下提出相應的方案，為設計提供有效支持。此外，在BIM 技術的應用過程中，還能夠對建筑工程的進度、成本等重要內容進行有效模擬，確認設計方案是否可行。

2.2 CAD 相對BIM 的單一性

（1）CAD 設計技術只能夠在平面上顯示建筑的設計效果，相較于傳統(tǒng)人工繪制設計圖紙的方式，CAD 設計技術雖然能夠有效減少由于人工繪制失誤帶來的設計缺陷，提升設計工作效率，但始終是二維設計模式，無法直觀顯示設計方案是否合理。例如，在CAD 建筑平面圖中，只能用兩條平行的粗實線來表示墻體，而沒有辦法對墻體的具體情況進行展示，包括厚度、質量、所采用的材料和最終效果等。除此之外，由于CAD 設計技術在使用過程中只能夠通過點、線、面的形式來表現(xiàn)建筑結構，在設計圖紙當中存在有很多的線條，很容易就會出現(xiàn)線條混亂的情況，并且無法在同一平面內展現(xiàn)設計的三維圖。但使用BIM 設計技術就能夠通過三維立體模型直接展示出設計的建筑結構，便于設計人員了解設計結構的多種角度，及時發(fā)現(xiàn)設計中的不足之處并進行修改。

（2）CAD 技術難以利用數(shù)字化的方式來保存建筑信息。在應用CAD 技術時，只能夠應用較少的數(shù)字信息，無法實現(xiàn)較多信息的儲存，缺乏設計數(shù)據(jù)庫的建立，對于過往數(shù)據(jù)的讀取、調用非常困難，并且無法實現(xiàn)數(shù)字化設計資料管理工作，無法將以往設計圖紙轉變?yōu)閿?shù)字化模式，無法解決設計資料保存困難、損壞以及遺失等問題。

（3）CAD 技術會造成不同工種之間聯(lián)系的割裂。建筑工程包含的內容眾多，包括結構、水電、暖風、通信、安全等專業(yè)內容。在CAD 的應用過程中雖然能夠明確不同專業(yè)的任務，但并沒有對其具體工作內容和要求進行規(guī)定。例如，在二維設計環(huán)境中，即使相關部分的圖紙、數(shù)據(jù)、資料等都齊全準確，匯總之后也難以實現(xiàn)有效融合，反而會出現(xiàn)各種問題，導致銜接不暢，使得實際施工難以進行。在這樣的情況下，即使對其進行優(yōu)化和調整，也會大大浪費時間、精力和成本，不利于工程的進一步開展。

（4）對CAD 設計進行優(yōu)化需要消耗大量的成本。在CAD 技術的應用過程中，如果需要對具體設計進行優(yōu)化，就需要對每個方案重新計算、分析，不僅會消耗大量的時間、精力和成本，還會在一定程度上延誤工期，不利于工程的順利進行。

（5）CAD 的工程計算效果較差。CAD 技術中的計算無法滿足建筑工程實際計算的需要，由于CAD 所采用的二維設計中，數(shù)據(jù)、圖表等信息相互獨立，如果是跨專業(yè)計算就很難進行融合，不僅浪費時間，還會引起成本的消耗，也無法避免計算出錯的情況。

（6）CAD 設計需要改動的地方較多。在基于二維的設計環(huán)境中，由于圖元之間較為獨立，導致整體設計的效率較低。在CAD 中，設計以點、線、面的形式來表示，而設計對象的相關屬性則以文字標示，由于不同設計師的設計細節(jié)不同，這也導致設計過程無法實現(xiàn)統(tǒng)一，修改設計對象時，需要一一修改相應的圖元，時間耗費較大，且容易在修改過程中出現(xiàn)遺漏或錯誤，無法保證設計質量。

3 BIM 與CAD 在建筑工程制圖中的對比

3.1 可視化特點

在建筑工程中，傳統(tǒng)的CAD 主要以點、線、面組成的二維平面圖的形式出現(xiàn)，再配合相關的建筑符號或標志來展示具體內容。施工的平面圖、剖面圖、立面圖等圖形和數(shù)據(jù)，如果其中任何部分發(fā)生更改，則必須檢查和更正所有圖紙。因此，傳統(tǒng)CAD 在使用過程中必須確保工作人員的連續(xù)性和專業(yè)性，提升信息傳遞的效率和對稱性，避免過程中出現(xiàn)的問題。而BIM 技術的三維視圖中可以直觀地將各類數(shù)據(jù)和圖形，根據(jù)實際需求和變更需要進行調整，以便設計師或其他項目利益相關者能夠掌握所有構件及參數(shù)的情況，提升對建筑的整體感知[3]。

3.2 數(shù)據(jù)處理

在建設工程制圖的過程中，因為各種原因引起的數(shù)據(jù)丟失時有發(fā)生，所以對數(shù)據(jù)的管理難度較大，導致CAD 數(shù)據(jù)采集難度也隨之增加。對于BIM 技術而言，則可以對工程模型進行數(shù)據(jù)化處理，繪圖人員通過在建模過程中對信息的處理，就能夠對建筑物的整體情況做到有效把握。同時，將傳統(tǒng)的二維圖紙轉換為三維實體模型，并通過屬性的參數(shù)化設置，能夠為參與項目的人員提供便捷，使其能夠更好地了解項目情況，把握好整個項目的細節(jié)和重點。相對于CAD 設計技術來說，BIM 的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式都是以文件體現(xiàn)的，所有的設計文件和建筑模型參數(shù)都存儲在一個集成的數(shù)據(jù)文件中，所有數(shù)據(jù)彼此之間相互依賴。

3.3 數(shù)據(jù)使用方式

CAD 的數(shù)據(jù)使用方式需要各專業(yè)單獨完成后統(tǒng)一匯總，再進行核查和處理。但由于在設計繪制的初始階段，各專業(yè)之間的聯(lián)系不緊密，缺乏協(xié)調和溝通，往往導致建筑工程出現(xiàn)設計變更，影響著工期和成本的控制。而BIM 技術可以同時將不同環(huán)節(jié)的各專業(yè)數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)信息的交互和資源的共享，從而保障工程設計的順利進行。

3.4 數(shù)據(jù)的生命周期

通常情況下，傳統(tǒng)的CAD 并不具備多項處理的能力，只能夠支持單一階段的任務，難以在多個任務之間形成重疊和優(yōu)化。BIM 模型從設計階段就考慮到項目建設、運營和維護工作，并從初期就開始信息收集工作，并根據(jù)搜集到的數(shù)據(jù)信息進行設計模擬與共享工作，大大提高了項目數(shù)據(jù)的共享和統(tǒng)一，保障各個施工部門能夠在第一時間了解到工程項目的開展情況，為整個建筑從設計到報廢形成全生命周期的數(shù)據(jù)支撐和保障。

3.5 崗位分配

在建筑工程設計中，為確保整體施工圖能夠順利完成，需要對具體人員進行合理配置。BIM 代表一種新的建筑設計方法，需要擺脫傳統(tǒng)的設計組織，選擇專業(yè)能力最強、經驗較為豐富的設計人員來組建BIM 設計團隊。該團隊需要處理建筑工程設計、施工過程管理、工程施工協(xié)調等活動內容，建筑施工開始時一旦有BIM 介入，施工企業(yè)無須花費更多的時間以及人力成本來進行管理，能夠節(jié)省大量的時間和人力，從而提高整個建筑工程的效率和質量。

3.6 具有協(xié)調化特點

在工程項目設計工作開始之前，設計人員是需要加強與建筑企業(yè)、業(yè)主三方的聯(lián)系的，只有詳細地溝通才能夠保障設計出的內容符合相關要求。在設計中，也需要加強交流才能發(fā)現(xiàn)設計中的不足之處。如果設計工具是CAD 軟件，設計工作人員很難及時開展與施工單位之間的交流，經常是在施工問題出現(xiàn)后才進行交流，才解決更改設計方案，這樣的方式不但增加了現(xiàn)場管理工作的難度，還有可能增加施工成本。而使用BIM軟件開展設計工作，能夠通過三維立體模型預先發(fā)現(xiàn)可能會出現(xiàn)的施工問題，便于設計工作人員與施工單位進行協(xié)調，便于優(yōu)化設計更改方案，以此減少在后續(xù)施工中出現(xiàn)施工事故的可能性。

4 結束語

BIM 作為CAD 技術的迭代，在設計、數(shù)據(jù)、管理階段都有著更為明顯的優(yōu)勢，在當前的建筑行業(yè)中發(fā)揮了重要作用，能夠在保障設計質量的基礎上縮短設計時間。因此，從業(yè)者應該更好地掌握這項技術，應用在工程管理中，提高應用效果，推動我國建筑設計行業(yè)實現(xiàn)智能化、現(xiàn)代化的發(fā)展。