浅析BIM在建筑方案设计阶段的应用要点

摘 要：传统的建筑方案设计阶段的工作模式是以天正CAD为核心的多专业相结合的2D工作模式，随着工程项目的空间规模、外在形态和功能要求愈来愈趋于复杂化、巨大化，这种传统的工作模式已经不能很好的适应目前建筑方案设计的整体要求。文章就方案设计过程中的概念设计阶段、初步设计阶段、深化设计阶段、模型分析等几个方面分别论述相对于传统2D设计模式的BIM技术3D设计模式的区别，探讨BIM在建筑方案设计阶段业的主要应用要点，为建筑师在方案设计阶段更广泛熟练应用BIM技术提供重要参考价值。

关键词：BIM；建筑设计；应用；要点

建筑方案设计工作最初的意图就是在项目施工前，合理规划施工中的人力、物力、财力以及时间，谋求提升项目质量。而传统的以天正CAD为核心的多专业相结合的2D设计模式已不能满足愈加趋于复杂的工程项目要求。这样的背景下，建筑信息模型（BIM）作为一种全新的前沿技术，愈加广泛地被国内外业界与学术界关注。与传统的2D设计模式不同，BIM对建筑工程项目的平面设计参数三维模型化，并对各参与方的有关信息进行有效地综合整合，构建出各专业协同设计的平台，使设计成果的价值与可行性得到巨大的提升。

1 BIM概念定义

目前相对较完整的定义是美国国家BIM标准（NBIMS）的定义：“BIM是设施物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全寿命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自职责的协同工作”[1]。

2 BIM在建筑方案设计阶段的应用要点

就建筑方案设计而言，一般要经过概念设计、初步设计、设计深化、模型分析等几个阶段，本节就如上几个流程分别论述BIM应用要点。

2.1 概念设计阶段。在前期的概念设计阶段，场地的各种信息往往是影响设计的决策性因素。场地的分析主要包括地形与周边环境这两个方面，并在此基础上考虑如何利用以及改造环境以合理地处理建筑与场地的关系。可是传统的场地分析有着许多的弊端，例如主观因素过重，大量数据处理迟缓，定量分析不足等，但是BIM的引入给了场地分析新的可能，通过与BIM结合的地理信息系统（GIS），可以对场地和在场地上拟建的建筑物的数据进行处理，通过BIM技术虚拟成型，可迅速得出数据以支持设计，可以帮助新建项目做出最理想的建筑布局、场地规划等[2]。这一阶段，建筑师可利用BIM建模软件创建与原始规划条件相符的基地及周边环境模型。借助该模型，建筑师可直观地进行对场地信息的分析、整理、推敲，并结合任务书中对建筑的各方面要求进行深入分析，以确定建筑布局、体量、方位、结构以及与场地的关系等基本要素。随后利用BIM相关软创建其体量模型，并进行多方案比较分析，并结合相关建筑指标以及BIM对日照、风环境等模拟分析，推敲建筑形体的内在联系以及建筑与场地的关系，得出最优概念方案。

2.2 初步设计阶段。概念设计达成共识之后，将会进入初步设计阶段，这一过程的主要任务是按要求进行平面流线、功能布局及结构的详细设计。相对于传统的天正CAD运用点、线等几何元素作为组织平面布局所使用的基本元素，BIM相关软件Revit中使用的则是智能的建筑构件。同时，建筑师可借助BIM的3D模拟功能漫游于建筑空间内部，直观的立体感受便于建筑师推敲调整项目的空间组织、流线布置，评价其空间与外环境的关系。另一方面，Revit软件中，可以通过对墙体等构件的属性设置进行详细的材料选择，并可在不同的视图中调节详细成都以调整建筑材料的显示模式，这是传统CAD绘图所不能达到的[3]。同时，以3D的形式直观地呈现出来，便于建筑师推敲调整。从而，确保建筑师意图得到比较全面的表达。

2.3 深化设计阶段。初步设计完成基本的流线、功能及形态设计后，就将进入方案深化阶段，及详图设计，也就是所谓的施工图绘制。Revit软件中的详图视图功能可以实现详图与模型视图的图元双向关联，从而确保图纸修改过程中的精确性与高质量。Revit软件提供的详图设计工具和详图编辑工具（如图4）是二维的设计工具，其操作的基础是从三维模型中提取的基本二维图纸。由于模型中提取的基本二维图纸在很多方面不能满足现行的施工图标准，因此需要运用详图设计工具和详图编辑工具对其进行进一步完善、深化，最终获得符合施工图出图标准的二维图纸[3]。另一方面，深化设计阶段需要建筑师与给排水、结构、设备、暖通等专业工程师协同配合。就目前而言，协同设计多是指基于CAD文件之间的外部参照，使各专业之间的数据得到可视化共享，并通过现场、语音、文字等沟通方式交流成果，讨论设计修改细节，是一种双向的线性模式，具有一定的延滞性，不能保证项目图纸的变更实时地在各专业之间共享。通过BIM的介入，设计师终于有了一个高效而便捷的平台进行协同设计，通过BIM，可以让分布在不同地方的不同专业的人员通过网络的连接来完成设计工作[4]，所有用户都可以实时从中心模型共享这些修改，极大的提高了各专业的协调性。（如图1）。

2.4 模型分析。CAD绘制的图纸永远无法进行智能化的分析和模拟。而运用BIM技术创建的虚拟建筑模型中包含着丰富的非图形数据信息，提取模型中的数据，导入分析模拟软件中，即可进行结构分析、热工性能分析、管道冲突检验、防火安全检验，以及能量分析、规范检验、工程量分析等[5]。从而在方案设计阶段就可以在各个方案中对比选择建筑性能最优方案，对建筑全生命周期能耗、工程量、施工方式进行全方位把控，减少了人工操作潜在的错误，极为容易实现工程量信息与方案的一致。

3 结语

BIM技术的应用大力推动了建筑信息技术发展，它的存在正改变着传统的2D建筑方案设计流程，同时提升建筑设计领域的集约化程度、信息关联程度，从而大幅度提高设计质量。BIM技术的应用不但会缩短项目工期，这将大幅提升工程建设项目的效益。从目前的发展速度来看，虽然BIM技术取代传统技术还需要一定时间，但不会太长。不难预测，在不远的未来，BIM技术将在工程建设领域掀起新的一轮技术革命，推进建筑设计行业的可持续发展。

参考文献

[1] 何清华，钱丽丽，段运峰，李永奎.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报，2012，01：12-16.

[2] 王润生，王文略.浅析BIM在建筑设计中的应用[J].青岛理工大学学报，2014，01：43-48.

[3] 翟建宇.BIM在建筑方案设计过程中的应用研究[D].天津大学，2014.

[4] 格雷文里·F·斯塔斯基.马戈特·麦克唐纳.协作之舞：只需三步[J].建筑创作，2012（10）：117-128.

[5] 赵昂.BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探[D].重庆大学，2006.

作者简介：叶青（1990.01- ），男，广州大学建筑与城市规划学院，研究方向：建筑设计及其理论。