BIM技术在现代建筑工程设计阶段的应用

王玉林，曾艳丽，韩沆哲

(1.西安工业大学 建筑工程学院,陕西 西安 710021；2.河南五建建设集团有限公司,河南 郑州 450000)

BIM技术在现代建筑工程设计阶段的应用

王玉林1，曾艳丽1，韩沆哲2

(1.西安工业大学 建筑工程学院,陕西 西安 710021；2.河南五建建设集团有限公司,河南 郑州 450000)

BIM技术在建筑工程中逐渐普及，尤其是建筑工程设计阶段。本文先介绍了BIM技术在国内的应用现状，其次采用对比法以Revit软件为例，从可视化和协同两个方面介绍了BIM技术的应用相比于传统技术的优势，并简要介绍了BIM其他相关软件在设计阶段的碰撞检验对施工过程的影响，最后简述了BIM应用的发展远景。

BIM技术；发展现状；Revit；可视化；协同性

在1980年以前，多用手工绘制结构、建筑图纸，不仅效率低下,而且有较高的失误率。80 年代以后，紧跟计算机的推广应用,建筑相关软件也层见迭出,AutoCAD便是一大改革。AutoCAD制图不仅逐渐取代了手工画图,而且大幅度的提高了画图效率及正确率。但是CAD软件多以线、面来刻画建筑构件的轮廓，复杂繁多的画图步骤逐渐不能适应人们对奇特、大型建筑构想的需求，繁琐和失误率高的图纸信息修改过程也落后于建筑业发展脚步。于是，随着建筑业信息技术的发展和应用，BIM技术应运而生。

1 BIM技术

BIM(Building Information Modeling)，又称建筑信息模型，一种为整个建筑生命周期提供数字信息共享资源的仿真模拟技术，含有建筑物构件的各种属性和参数值[1]，可视化、协调性、可出图性是其具有的显著特点。

BIM理念最早产生于19 世纪 70 年代[2]，BIM技术约20世纪初引进中国，并开始应用。“十二五”规划中明确提出要推进BIM技术的应用。“十三五”规划中更是两次提及推进建筑信息模型(BIM)信息技术的应用。

随着“互联网+”的推进，与建筑行业结合的新计算机软件开发如雨后春笋般涌现，与传统的CAD中二维空间里的点、线、面等几何语言相比较，Revit软件很好地转向了三维空间模型，让客户对建筑结构在三维模型下一目了然，并能直接在软件上按照自己的构想修改或者添加构件[3]。

就软件之间的信息传输而言，与先进水平相比仍有差距。各软件公司致力于自己熟悉的领域，这就导致严重“偏科”，各公司开发的软件之间的建筑信息传递大大受阻，对整个建筑生命周期的目标控制造成了阻碍。

随着行业发展的国际化，一些眼光独到的行业领头羊引进BIM技术，加快建筑行业的转型步伐，促进建筑信息改革。在行业转型需求下，BIM技术在建筑工程中的应用得到了行业有识之士的认可。同时在新技术应用发展进程中又急需大量的人才，形成了行业需求带动人才培养，人才培养促进行业发展的良性循环，这对加快建筑经济发展提供了保障。

2 BIM技术在设计阶段的优势

BIM技术具有可视化和模拟性，在设计阶段最大限度呈现构筑物完成后的三维模型，不仅可以向客户形象地展示设计者的想法和意图，而且有助于设计者直接观察到设计的缺陷，并及时修改，从而极大降低了因设计失误导致的工程变更的风险[4]。BIM技术建立的模型提供了构筑物的构造信息、几何信息、物理信息和规则信息，通过设定构件属性值约束模型，压缩修图时间。技术的可出图性相比以前的CAD很大程度上提高了出图效率，并且由于BIM是基于整个建筑参数化的信息模型，包含了图纸的所有信息，所以从BIM模型可以直接得到平立剖面图、详图、说明文字和详细列表等结果，减少了用CAD画图繁琐的出图步骤。

在建筑行业发展和国家政策支持下,BIM技术的应用范围不断扩大,本文以我国建筑行业应用最普遍的设计软件Revit为例，简单介绍BIM技术在设计阶段的应用优势。

3 Revit设计软件应用

3.1 可视化

Revit设计软件通过定义建筑构件属性创建建筑信息模型，实现三维的可视化参数化设计，并以构建关联性、组和载入链接的方式来绘制模型[5]。

三维模型展示如图1所示。Revit设计软件把设计师的想法呈现为三维信息模型，让设计者向业主直观的展示自己的设计构想和成果，还可查看自己不满意的地方并直接在图上修改。在三维信息模型展示中，也可以用软件的漫游功能从整体和局部体验建筑成品的视觉效果，观看建筑物的内部三维构造以及房间布置；软件的光照模拟功能可以让业主提前知晓一年四季或者一天之内房间的采光效果，一天的日照轨迹和房屋采光效果如图2所示。此外，Revit软件还可以直接获得建筑模型的平剖立面图和数据说明，这让建筑细部构建信息更加详细和清楚。

图1 三维模型展示 图2 一天中的日照模拟

Revit的可视化特点减少了传统建筑系统中设计方与业主、设计师构思与建筑成果之间的冲突，在设计阶段就可展现建筑构想和意图，减少了沟通障碍，也提高了业主满意度。

3.2 Revit共享功能

Revit软件的共享作用大致从两个方面体现：建筑、结构、安装等工作之间的协作；相同属性构件的关联。

生成工作集如图3所示。软件通过新建中心文件，生成工作集,实现建筑、结构、安装等专业的协作。同步到中心文件如图4所示。以统一的信息模型为基础，将各专业工程师设计的内容同步到统一信息库中心文件，让参与建筑设计各环节的各专业人员在同一个中心文件、同一标准下工作，使建筑设计各专业之间信息交流更加准确及时，避免了设计冲突，提高了设计效率，使建筑信息在传递过程中更加准确和一致[5]。同步到中心文件的功能与传统CAD作图相比较，减少了图纸在不同软件之间互相导入传递时图形构件或者数据的丢失，也减少了各设计师之间的摩擦和矛盾。

同一属性构件之间的关联性即可以通过修改一个构件的属性便可统一修改同类型相同信息构件，这不仅减少了修改的工作量，也避免了构件错改和漏改现象的发生。

图3 生成工作集 图4 同步到中心文件

4 BIM相关软件的碰撞检验

用BIM相关软件如Naviswork在设计阶段对管道进行设计冲突分析。通过对标记冲突部位进行分析，设计师可以有针对性提出改正措施[7]，进行模型修改再检测，如此往复进行，直到设计问题全部解决。这样的反复检验和调整能够提前预防以下问题：由于设计师缺乏对施工过程的了解而考虑不全面导致的工程变更和返工返修的问题；施工中孔洞开挖位置不当引起的施工事故。

5 结 语

BIM技术是建筑工程与信息技术结合的成果，它的广泛应用是行业发展的趋势。现阶段BIM技术的应用大部分限于设计阶段和大型建筑，由于应用成本较高，许多小型建筑公司都没有应用BIM技术，不同软件之间的信息输送不畅也阻碍了BIM技术的推广应用。但是，在世界信息技术迅速发展和行业有识之士的支持倡导下，BIM技术在建筑行业的应用呈现出积极向上的快速发展趋势，BIM技术在建筑行业很快就会被普遍应用。

[1] 汪茵,高平,宋蓉.BIM在工程前期造价管理中的应用研究[J].建筑经济,2014,(8):64-67.

[2] 李红学,郭红领, 高岩,等.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报,2012(6):48-52.

[3] 赵凯.BIM 在国内的应用现状及发展对策[J].工程技术研究,2017(02):74-75.

[4] 李冰瑶.BIM在项目建设中运用的特点[J].绿色环保建材,2016(1):20-21.

[5] 黄亚斌.BIM技术在设计中的应用实现[J].土木建筑工程信息技术,2010, 02(4):71-78.

[6] 修龙, 赵昕.BIM——建筑设计与施工的又一次革命性挑战[J].施工技术,2013,42(11):1-4.

[7] 李昂.BIM技术在工程建设项目中模型创建和碰撞检测的应用研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2015:20-40.

Application of BIM in Architectural Engineering Design Stage

WANG Yulin1, ZENG Yanli1, HAN Hangzhe2

(1.Xi′an Technological University,Xi′an 710021,China;2.Henan wujian Construction Engineering Co. Ltd., Zhengzhou 450000,China)

BIM technology is now being used more and more in the construction process, especially the construction design. Firstly, the application of BIM technology in China is introduced in this paper. Secondly, method of compare is used in this paper, and the advantages are mainly introduced, which includes two aspects. One is visualization. and the other is collaboration. BIM used in the building are compared with the traditional technology. Influence of the collision is introduced in the test of construction played by BIM software in the design phase. At last, its development prospect is briefly described.

BIM; development status; revit; visualization; cooperativity

2017-03-30

王玉林(1965-)，男，陕西咸阳人，博士，教授，主要从事机电一体化方面的研究.

10.3969/i.issn.1674-5403.2017.02.012

TU242

A

1674-5403(2017)02-0042-03