王曉曉 袁曉輝 高丹丹

摘 要：BIM技術主要是通過構建建筑信息模型即將“數據描述技術”與“計算機3D繪圖技術”結合發(fā)展的實用性很強的技術，在設計、管理及相關部門得到廣泛應用。顯著的特點是模擬性高、透視性強、協作能力較好等，設計人員在開展新型項目的建模工作時此項技術可以起到很好的指導作用。近幾年BIM技術得到了很多業(yè)內人士的認可，尤其是在智能城市的建設中占據非常重要的地位。綠色智能建筑屬于新型建筑，與傳統(tǒng)建筑相比有了很大的改進，特別是在結構設計、管理方式等方面有了很大的變化?，F階段，BIM技術逐步應用于綠色智能建筑，一步步取得了較好的應用成果。本文著重羅列了BIM技術的功能特色和優(yōu)勢，并對BIM技術在綠色智能建筑設計中的具體應用進行了詳細闡述，得出BIM技術在智能建筑中具有實用性和先進性，為工程設計人員實現綠色智能的設計理念提供有力保障。

關鍵詞：BIM技術；智能建筑；結構設計

1 前言

隨著國家大力倡導節(jié)能減排政策的推出，建筑行業(yè)為了響應國家號召，積極打造智能城市。處在時代發(fā)展前沿的當下，以往的設計理念根本無法滿足綠色智能建筑的實際需求。綠色智能建筑應該比普通建筑的要求水平更高，為了在建筑設計中切實落實這些標準，可以根據BIM技術，對具體標準的執(zhí)行情況進行仿真分析，確認設計方案的可行性、有效性。BIM技術的應用，增加了多維模式下模型的可視化程度，大大改善了信息交互環(huán)境，更方便了設計人員的工作。相對比普通建筑來說，借助BIM技術可以有效的提高施工質量水平，使得建筑工程項目邁向智能化更進一步。從而很大程度上提升了智能化建筑的整體發(fā)展水平。

2BIM技術概述

2.1 BIM技術介紹

BIM技術是一種輔助工具，目前已廣泛應用于工程設計、工程施工及管理等一系列工作中。通過對所有數據和信息進行深度分析，依據項目的實際情況構建仿真建筑信息模型。BIM技術可以應用在整個建筑進程中，最大的作用是可以進行信息的共享和上下層級的傳送，為有力的確保建筑整個領域和各個分部能夠和諧同步工作，使得各項技術方案得以順利進行。BIM技術有下列幾種優(yōu)勢：

（1）可視化。

普通建筑設計只能呈現二維圖形，詳細的結構模型只能通過想象在頭腦中建立立體模型，這樣就顯得極其抽象。BIM技術打破了以往設計的局限性，在充分搜集數據信息的基礎上依托BIM軟件構建3D動態(tài)可視模型，同時該技術將所有信息進行綜合分析，將構件的所有信息更加形象的在模型中展現出來，這使得我們看到的模型幾乎可以接近最終建造的成品。

（2）信息共享。

BIM技術是把整個項目涉及的信息整合到一個數據庫的系統(tǒng)中，包括整個建設項目的施工技術及運營管理等信息，需要哪部分信息可以從系統(tǒng)中隨時調用。由于BIM技術具有強大的可操作性，工程建設的各個參與方可以在工程項目的任何一個環(huán)節(jié)將數據信息進行共享，這樣可以無時差、無空間約束的進行信息分享。每完工一個階段的工程任務隨之完善BIM數據庫的信息，隨著資料的不斷完善，工程建設信息的真實性和完整性就更加明顯。

（3）可協作。

建筑工程在整個設計階段和各個施工環(huán)節(jié)都涉及很多專業(yè)，工作任務也比較繁重，比如整個建筑設計階段包括智能化系統(tǒng)設計、結構設計、建筑設計、裝飾裝修設計等，BIM技術可以同時支撐這些不同階段的工作需求，包括不同專業(yè)、不同的工種可以借助BIM技術平臺進行良好的溝通，在進行方案的設計時可以更好的追求利益最大化。

2.2 BIM技術的功能和優(yōu)點

BIM技術的進步是通過聚合數據信息建立數字模型，通過提取相關數據信息建立具體的施工模型。同時，利用BIM技術可以起到簡潔、形象化圖紙的整體效果。通過BIM技術構建的模型，可以將以往抽象的設計內容通過構建的模型更加動態(tài)、直觀、形象地展示在工作人員面前，從而使設計人員能迅速找到建筑結構設計中尚存在的不合理內容，使建筑工程企業(yè)節(jié)省時間和成本，真正意義上達到了企業(yè)利潤的最大化。

3 BIM技術在綠色智能建筑設計中的具體應用

3.1實體模型建設及建筑結構性能分析

目前整個建筑市場上廣泛運用的軟件還有Revit、Bentley等，這幾類軟件主要用在構建建筑結構、水電管網、暖通、管道等設計環(huán)節(jié)。通過研究構建的基礎模型，能使整體的工程項目達到最佳水平，可以通過三維立體的可視圖形觀察最終的結果，這樣會讓整個設計過程變得更加透明，更能幫助設計人員第一時間找到設計中出現的疑難雜癥。借助BIM技術對建筑物的抗震等級、自然采光情況等性狀進行仿真，同時將設計方案進行綜合論述。建筑物的自然采光也可以通過重置建筑物的整體布局、門窗尺寸、及房子的朝向等來改善。對上述情況進行分類總結，可以利用有用數據對建筑物的有關信息進行計算，有設計不合理的地方可以實時改進，進一步提升智能建筑的整體發(fā)展水平。

3.2實現墻體的組裝和安裝

采用BIM軟件將建筑模型完成以后，施工單位可以按照模型中對墻體的具體要求進行平立面設計圖的布置，依據模型中的詳細尺寸生產批量墻體。采用裝配式安裝管理的方法對墻體的生產制造、運輸、裝配過程進行管理控制，可有效提高施工效率，同時降低施工所需時間。正因為采用了裝配化安裝，操作者才能首先知道開關、電線管、插座等設備的正確位置，這樣才能事先留下位置圖，避免后續(xù)鉆孔等零星工序，大大提高工程項目的工作效率及產品的質量水平。

3.3某智能建筑結構設計BIM技術應用案例

以某智能建筑結構設計為例，在設計環(huán)節(jié)采用BIM技術構建模型，主要抓住建筑物的周圍環(huán)境、結構設計、空氣流通、自然采光等影響因素進行仿真，科學設置建筑物的整體框架、朝向、門窗比及樓與樓之間的距離等，提高建筑物的智能效果。

3.3.1 BIM模型的構建

項目總體設計主要是利用BIM技術建模，以數字化的方式對所有資料進行整理、提取，并進行更深層次的探索，尋找建筑物總體結構中存在的缺陷，進行優(yōu)化調整。主要針對建筑物內部結構設計、坡度、方向等建立模型，從而確定準確的BIM模型。

3.3.2 BIM技術與裝配式建筑施工的調整

將BIM技術應用在整體工程項目的結構設計時，能夠最大程度的發(fā)揮BIM技術的真正作用，增加建筑結構設計的準確度，從而為提高整體工程項目的結構質量打下牢固的基礎。施工人員在每個施工環(huán)節(jié)應該很好的結合并且高度重視BIM技術，深入研究建筑結構的設計目的，將BIM技術逐步滲透到每個建設階段。截止到目前為止，大部分建筑工程項目傾向于采用裝配式施工方案， BIM技術設計的核心理念符合預制式建筑應用的基本思路。在整個工程項目的結構施工環(huán)節(jié)，隨著施工進度的進展視情況來優(yōu)化BIM技術及裝配式建筑的施工方式，以此來保障施工進度能達到預期計劃的目的。

3.3.3小區(qū)道路分析

結合工程項目涉及的相關信息，具體研究建設項目的用地情況，借助BIM模型對建筑物的整體布置、周邊道路狀況等進行分析，重點在于設置各小區(qū)每條道路的出入口。比如該項目主干道與次干道呈現平行布局，則可以在這兩條道路的對向分別設置進口和出口，目的是為了形成環(huán)狀的交通模式。

3.3.4空間設計

構建BIM模型時，首先進行新建工程工作，下一步利用繪制軸網軸線的功能建立軸網，布置柱、墻、門窗、地板。最后完善各個空間布局的鋼筋及其他尺寸的信息，BIM模型的構建成功后，可以通過3D動態(tài)觀察更形象的看到最終呈現的效果，深層次的掌握各建筑物的空間布局的設計。

3.3.5管道線路的鋪設

要使整個項目順利施工，必須確保管道布線正確布置。在進行到建筑結構的管道設置及布線系統(tǒng)的有關工作時，能夠使用到BIM技術的環(huán)節(jié)逐步增加，實際工作時，在模型構建時要把空調及給排水管道、相應的標準參數等進行準確設置，此模型能夠更加精準的提供整體管道的布置形式。最后可以通過3D動態(tài)觀察得到整體建設工程管道鋪設的三維圖形。如果在管道設計過程中出現碰撞摩擦的情況，可以采用BIM模型檢測后加以改進，這樣大大提高了管道線路的鋪設精度，同時大大降低了建筑材料的浪費率，節(jié)約成本和合理利用資源的情況得到了改善，大幅度提高了施工總效益。

4綠色智能建筑結構設計中BIM技術的優(yōu)化

BIM技術在設計環(huán)節(jié)主要是對建筑信息進行建模，合理配置建筑物的結構設計、相關功能等，利用三維動態(tài)空間模擬各構件之間的關聯。例如，在設計窗的朝向、風洞口、樓梯口的位置時，需要重點探究不同樓層之間因相互影響而不均勻分布的現象，對地板或墻壁應根據實際需要選擇合適的建材，設定相關參數后再設置。這樣更能規(guī)避建筑結構出現變形等問題。

4.1模型碰撞檢驗

在整個建筑結構設計過程中BIM技術最大的作用是，不僅能夠提升搜集有效信息的效率，同時可以進行碰撞檢查以避免后期施工環(huán)節(jié)出現碰撞問題，借助BIM三維建模將建筑物的有關信息通過計算機網絡技術進行仿真虛擬裝配，在實際工作中如果發(fā)現問題也可以第一時間將問題傳遞給施工人員。在建筑結構設計要應用BIM技術的前期，需要多方面核對有關數據信息的準確度和完整度?？梢酝ㄟ^BIM模型結構進行碰撞檢查，在設計圖紙上及時發(fā)現錯誤、漏洞或不當操作等。相對比普通建筑行業(yè)來說，智能建筑行業(yè)對軟件的功能和性能有著更高的要求標準，需要逐漸完善圖紙信息管理機制，增強工程項目質量的安全意識、培養(yǎng)施工人員的綜合素質，以此來應對各種復雜問題的發(fā)生。

4.2鋼結構的應用

BIM技術的應用提高了結構設計人員的工作效率，避免因構件返廠維修，大幅度的降低了建筑的施工成本。在以往普通的建筑工程設計中使用的是CAD軟件來完成工程圖紙以及相關技術信息的輸入，而當下智能建筑的結構設計人員可以依托BIM技術，分析建筑模型中各構件之間的關系，將鋼結構構件、節(jié)點、梁板等三維空間信息輸入系統(tǒng)。

4.3設計協調應用

BIM技術的應用可以實現建筑物結構設計過程中技術信息和建筑模型的緊密結合，為建筑行業(yè)、施工單位供應更加科學合理化的管理方式。在實際工作中，對于鋼筋混凝土框架等大型復雜工程，還可以根據不同類型的建筑工程項目采用不同形式的設計參數，需要計算軟件完成相關構件的尺寸和標高信息等。BIM技術在設計過程中主要有效的應用在結構設計協同工作，可同時計算各施工階段、安裝調試及驗收后的所有工程量，同時也可利用軟件接口完成數據共享。因此，BIM模型建立完成后，需要根據實際情況探索、評估是否達到使用標準，及時優(yōu)化處理。在細化每個環(huán)節(jié)的工程量信息之后，核對BIM模型輸入的有關技術參數和屬性，最后依據模型的有關數據匯總各部分的構件尺寸、總數量和強度值等指標繪制相關視圖，將所有信息通過三維圖形展示出來，最終完成三維建模工作。

5結語

建筑結構設計過程中，有必要結合各方面的信息，使BIM建筑模式能夠更好的響應國家有關政策。隨著通訊技術及計算機網絡技術的不斷發(fā)展，BIM技術在建筑結構設計中的應用越來越普及，因為以往普通的建筑設計模式的信息鏈輸送的速度較慢、層級較多出錯誤的概率較高，所以要求設計師們能更加熟練的操作BIM軟件進行建筑模型的繪制。但是實際工作進程中很多建筑師對此理念的認識程度遠遠不夠，首先不能準確無誤的判斷周邊環(huán)境，再者對建筑結構的實際運行情況也不了解，因此設計出來的方案可行性及可操作性都欠佳。隨著社會不斷進步，科學技術不斷地更新，BIM軟件技術的優(yōu)勢更加凸顯，從而可以在更廣泛的領域應用。在建筑工程行業(yè)依托BIM技術能夠更加有效地提高施工效率，保障工程項目能夠順利實施。與此同時，其他部分的人員還可以采用BIM技術，不斷地開拓自己的專業(yè)水平，逐漸累積實踐經驗。對于建筑結構設計者而言，需要在工作環(huán)節(jié)積極采用該技術，在使用中發(fā)現問題，解決問題，綜合提升BIM技術的應用水平，為推進我國建筑行業(yè)的整體發(fā)展貢獻更大的力量。

參考文獻

[1]莫大霖.建筑結構設計中BIM技術的應用研究[J].建材與裝飾，2018（27）107-108.

[2]萬鵬.建筑結構設計中BIM 技術的應用研究[J].住宅與房地產，2019（3）：173.

[3]郭蕊.建筑結構設計中BIM 技術的應用研究[J].裝飾裝修天地，2018（4）：156.

[5]招云杰.建筑結構設計中BIM 技術的應用分析[J].工程技術研究，2022， 7（3）：91-92.

[6]羅鈞友.BIM技術在支擋結構設計中的應用研究[D].成都： 西南交通大學，2021.

[7]馬淮亮. 基于BIM 技術的裝配式框架結構族庫的設計研究與應用[D]. 揚州： 揚州大學，2019.

[8]王麗洋. 基于BIM 的裝配式住宅協同設計管理方法研究[D]. 石家莊： 河北科技大學，2020.