BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用

2015-01-31刘百韬中国市政工程华北设计研究院有限公司天津300074

中国房地产业 2015年24期

文/刘百韬中国市政工程华北设计研究院有限公司天津 300074

BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用

文/刘百韬中国市政工程华北设计研究院有限公司天津 300074

BIM技术的出现及在计算机辅助建筑设计中的应用满足了建筑行业越来越高的现实需求，为建筑行业的发展注入了新的动力。本文对建筑信息模型（BIM）技术的概念及其在计算机辅助建筑设计应用中的工作原理进行了分析，并对BIM技术在计算机辅助建筑设计中的具体应用内容及应用的重要性进行了分析说明。

BIM计算机建筑设计

前言

目前，建设设计和施工管理领域中开始逐渐采用计算机辅助，但随着社会的进步，人们对于建筑的要求也越来越高。然而，因为设计较为复杂，即便是再认真负责的设计师也难以仅仅依靠自身实践经验对设计方案予以评价，因此，BIM技术受到广泛关注。

一、BIM特点及概念

国内外的技术标准中均强调“生命周期”，从而覆盖全部建筑生命周期，BIM技术是一种设计、建造及管理数字化的方式，可以大幅降低建筑工程存在的风险，提高进程效率，与此同时更是一种工程数据模型，集中所有的建筑工程信息，建立在三维数字基础上，并且利用数字化实现建筑工程项目信息的表达。基于BIM的建筑设计软件技术主要包括以下特点：

1.三维空间建立模型

该模型的元素涵盖全部的三维构件，并且包括所有的建筑物信息。除此之外，还可以方便快捷地进行数据更新及共享，突显上述功能的基础是将所有建筑信息数字化。该模型可以将门窗、墙等实体构造转化为数字化，从而将信息储存于数据库里，信息主要包括几何、物理等信息。

2.设计数据之间关联

在各种数字化构造实体中可以实现关联显示以及智能互动等，比如设计图纸和图表可以联系在一起，从而提高工作效率，如果修改模型数据库中的任意数据，将会立刻显示关联之处。建筑设计会涉及到建筑等诸多专业，但是通过BIM能够对其相关信息予以承载，实现数字化。

3.支持数据表达、信息传输等

BIM设计软件中支持传统的二维图表显示、三维可视化方式显示等，其他的分析计算也都支持，除此之外还支持IFC标准。BIM技术在发展的同时，逐渐演变出BLM技术，这是一种较为新颖的思想，可以管理建筑生命周期并且降低资产的无效行为以及各种风险，因篇幅限制，不再赘述。

二、基于BIM的计算机辅助建筑设计应用

数字化技术遍及人们日常生活的各个角落，就当前的建筑行业来说，传统的晒图机、绘图桌已被渠道、资料档案也通过计算机来储存。可以说，建筑数字技术不仅极大地提高了设计师的工作效率，还改变着设计师的工作方式以及思维方式。

目前，数字技术在建筑设计中的发展极其明显，可以将绘图的效率及质量提高到工程创新形象的效益，其次将传统的辅助制图演变为全过程多方位的辅助，建筑数字技术在设计师生成建筑设计方案过程中起着至关重要的作用。在进行工程项目的可行性分析及研究过程中，通过数字技术超强的数据处理能力提高过程决策的效率及科学性，进行控制规划、旧城改造、历史遗产保护等方面可以采纳GIS技术，研究分析建筑单位概念设计中，可以采纳SketchUp等软件，目前计算机辅助方案设计及工程制图主要采纳AutoCAD、3dsMax等软件和二次开发软件，实现专项分析、造型审视、体量设计，并且进行经济概念、文档编制以及施工制图。

除此之外，建设设计行业也通过计算机技术处理最后的建筑外观及结构，从而显示最后定稿的方案设计，此技术包括动态影像剪辑、静态建模渲染等。在当前的建设设计部门中，存在诸多信息丢失等问题，每个专业特立独行，无法实现信息资源的交换和共享，且设计软件间不兼容，都会对设计部门的设计质量和工作效率造成影响。计算机辅助建筑设计涵盖范围广，所以需要统一的平台，集成各个专业的CAD软件于工作平台，确保标准化。

三、BIM技术在计算机辅助建筑设计中应用的重要性分析

（一）在计算中进行建筑的模拟设计，不断完善设计方案BIM技术运用于建筑设计之前，传统建筑设计的整体效果必须在施工结束后才能得到完整呈现，在这之前只作为理论上的一个工程项目而存在。这样就使得很多意料之外的问题在施工过程中展露无遗，并由于施工的开展难以进行修正，使建筑效果无法达到预期。杜绝这一现象发生的最有效最经济的方法是在施工前进行模拟设计，及时发现问题并将问题从源头上进行消除，不断完善和优化设计方案。BIM技术通过建立模型来模仿现实中的建筑，一些具有重要参考意义及作用的数据也通过其表现形态得到完整展现。从利用BIM技术建立的模型中提取数据信息导入专业的计算分析模拟软件，便可实现面积、结构等多方面设计的分析评估结果，以此检验设计方案的可行性及科学性，使设计方案更加合理可靠，减少问题和降低潜在风险，为提高建筑设计质量奠定坚实基础。

（二）在计算机中自动生成建筑设计的图文文件，从而保证图纸的准确性BIM技术对仿真模型的构建，解决了传统工作环境下所有图纸作为独立分散的个体，需要每个环节归类、拼凑、设计及修改，由平面到立面再到剖面的复杂工作流程，节省了建筑设计时间及设计人员精力，降低了成本。BIM技术在仿真模型的基础上完成设计，设计重点转向模型，只要建立了好的虚拟建筑模型，与建筑设计相关的全部图表等都可以在设计阶段随时自动生成，平面等几何数据信息，材料等非几何数据信息都可以自动生成，这将计算机技术的优势展现得淋漓尽致，有效提高了工作效率，使图纸的准确性得到有效保障，提高了建筑设计的质量。

同时，一方面，信息化的图纸管理系统为不同类型图纸的分类及保存建立了平台，设计人员可以根据关键信息搜索，并调取相应的图纸信息；另一方面，全部图文文件及图纸的修改变更也会在项目文件中得到自动反映并实现实时更新，大大简化了设计人员的工作内容。

（三）在计算机中进行建筑物的性能分析，使各方共同协作建筑工程复杂性的特点让各学科专业的交叉协同合作成为关键环节。要使建筑物各项性能达质达标，需要协同设计工作。第一，BIM技术充分实现了建筑学科、结构学科等多个学科的综合及交叉，实现了多学科在同一模型上的有效协同作业；第二，BIM技术利用网络做支撑，实现了不同地区不同专业人员间的组织协调，为建筑性能的完善提供了技术支持。