探讨BIM技术在计算机辅助建筑设计中的运用

陈思达

（黄淮学院，河南 驻马店 463000）

探讨BIM技术在计算机辅助建筑设计中的运用

陈思达

（黄淮学院，河南 驻马店 463000）

随着计算机辅助设计技术的发展和变化。以计算机辅助设计与建筑设计的结合为研究对象，对建筑设计中应用 BIM 技术的优势进行了分析，期望能对BIM技术的实际应用起到一定的引导作用。

建筑信息模型（BIM） 计算机辅助设计 建筑设计

建筑设计作为建筑业的龙头专业，在信息时代也发生了深刻的变化。计算机成了建筑师主要的设计工具，工作效率比手工绘图时代显著提高，同时也改变了建筑师的工作方式。将建筑师从繁杂的手工绘图工作中解放出来，大大提高了绘图精度和工作效率。当前，在建筑设计方面，运用BIM技术的“虚拟建筑”设计将取代2D CAAD，成为未来计算机辅助建筑设计的主流。

1、建筑信息模型（BIM）

建筑信息模型（BIM）一种载体、是一个平台，是一种应用于设计、建造施工、运营管理的整个建筑全生命周期(BLM)的数字化方法，是通过数字化技术，在计算机中建立一座三维的虚拟建筑模型，这个模型提供了一个包含整个建筑全生命周期(BLM)所需信息的数据库。这些信息能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问，使建筑师、工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目。BIM = B+I+M，其中B代表Building——建筑，定义了信息模型的服务范围，建筑物或者说工程项目。I代表Information——信息，信息的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价、采购信息等。 M代表Modeling——建模，以三维BIM模型为产物的建模过程。模型是信息的载体，信息是模型的内容，因为模型也是经过各种各样的信息来建成的，模型记录着并能快速输出综合的所需信息，就好像灵魂和肉体一样。BIM技术的主要特点如图1所示。

图1 BIM的主要特点

2、BIM技术在建筑设计中的优势

运用BIM技术在虚拟建筑中，建筑师可以集中精力用在设计上。解决了在2D CAD设计工作中，建筑师大量的时间都浪费在图纸的绘制和文本图表的制作上，没有足够的时间用于设计。利用BIM只要虚拟建筑模型建立起来，无论是在任何一个设计阶段，都可以自由的生成所有相关的建筑图纸、文档、图表。而直观生动的三维模型也使得建筑师可以自由地与他人交流、沟通。虚拟建筑设计方法的强大优势，不仅仅在于充分利用计算机的高速性和智能性，大大提高建筑设计的质量，还保证了图纸的准确性，减少了错误，从而大大提高了工作效率。图2为2D CAD设计和虚拟建筑设计的工作量比较所得的结果。在使用2D CAD软件进行的建筑设计中，大量时间用在建筑图纸的绘制上，真正用于建筑设计上的时间有限。而使用 BIM 应用软件进行虚拟建筑设计，建筑师可以将大量时间花费在设计上，图纸文档的自动生成将建筑师从繁琐的绘图工作中解放出来。在总的时间上，对于一个相同的建筑设计，虚拟建筑设计的工作时间远远少于 2D CAD 的工作时间。具体来说，应用BIM系统进行建筑设计的优势主要体现在以下几个方面。

图2 2D CAD设计和虚拟建筑设计的工作量比较

2.1 在虚拟建筑中做设计

在现代建筑设计中，设计的思维核心是人们对空间的要求。设计的关键在于分析再造空间的效果以及人们参与其中的方式。多年来建筑师一直以平面图纸的方法来表达设计，建筑师只能通过草图发挥职业想象力去构筑心目中的空间。这种思考模式已经妨碍了设计质量的提高。运用BIM软件，在虚拟建筑中做设计，建筑师可以创造“所见所想即所得”的虚拟建筑模型。随时看到设计的效果。在设计的任何阶段，都可以绕着建筑旋转，观察各个角度的设计效果，观察作品完成以后的场景、空间效果；或者深入建筑内部，身临其境的感受建筑内部的空间效果，从而得到设计将带来的感受、还有所要寻找和理解的细部空间。还可以把建筑放在场地环境中，评价建筑与环境是否融洽，考察建筑与周围环境之间的相互影响。在设计过程中，建筑师可以不断推敲重要的空间元素，确认设计思路是否正确、材料是否合适、颜色是否和谐以及所创造的空间是否与环境相融。基于BIM 技术的虚拟建筑设计极大地解放了建筑师的想象力和创造力，将建筑师从图纸中解放出来。

2.2 图纸文档自动生成

运用BIM技术在虚拟建筑中，解决了2D 环境下，每一张图纸都先从平面开始绘制，然后画立面、剖面，再按照项目进展更改所有的图纸的问题。设计过程的核心是模型而不是图纸，所有的图纸都直接从模型中生成。根据需要从一个单一的存储了所有信息的数据库中提取所需的资料，每一个视图都是同一个数据库中的数据从不同角度的表现。所有的报表都是对相关信息的归类和统计。利用虚拟建筑模型，建筑师可以根据自己的需要在任何时候生成任意视图。

2.3 自动变更管理

用BIM技术建模，所有图纸直接从模型中生成，所有的数据都来源于一个综合的数据库，在任意视图中的修改都会直接反应在数据库中，从而在其他视图中得到自动更新，实现图纸实时更新。把建筑师从繁杂的建筑图纸和反反复复的修改中解放出来。使得建筑师可以集中精力进行设计。

3、BIM 软件应用

BIM软件创建的虚拟建筑模型，在设计过程中，各阶段所包含的信息量是不相同的。在开始的建筑平面设计初步阶段，建筑构件只是描述其基本功能以及基本的几何形状，用于限定空间、围合、洞口等。随着设计的深入，设计师可以根据设计的需要就可以加入更多的信息。如在刚开始的设计阶段，一个门对象，他的作者仅仅是用来定义到达一个空间中的进入点，而与其相关的其它信息暂时不需要考虑，在设计的深入阶段，建筑师对门对象可根据需要考虑门的尺寸、颜色、材质、隔声性能等，在施工图和交付施工阶段，就需要考虑门对象的价格、制造商等信息，对于结构构件，在建筑设计的初步设计阶段，把结构构件作为一般的对象进行建模。随着设计的深入，结构构件就越来越精确，关联性越来越强。建筑设计师将创建好的虚拟建筑模型传递给结构工程师，就可以在专业的平台上进行结构分析，例如XSteel、ETABS。接着就可以创建构件制作文件，并在施工阶段转给构件制作商。

在设计过程中，根据建设用地特点和规划建筑面积，结合本用地的特色和本项目的功能要求，本着功能合理，流线便捷，建筑造型既具有建筑的特色，又有自身的鲜明个性的设计原则。在立面设计中通过BIM软件创建的虚拟建筑模型，采用点、线、面相结合的手法使其小而精，通过各种材质综合、灵活的运用，即时看到立面材质、色彩、造型变化的效果。用玻璃材料的灵幻通透；构架的空灵与实墙材质的稳重沉静彼此衬托，强调建筑的文化性，设计中以简洁、秩序和韵律来表达其形式美，辅以竖向线条划分，以增强其竖向的挺拔，根据其空间特色，采用和周围的环境有机地融合，统一中求变化。造就一个卓而不凡的建筑形象。使整个建筑造型富有变化，和谐统一，既有别于周围自然色，又能与规划中周围建筑色彩相协调，形成较强的视觉焦点。

G322

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1007–6344（2015）01–0323–01