BIM技术在建筑设计及施工过程中的应用

易 勇

湖南省建筑设计院有限公司，湖南长沙 410000

建筑工程项目的建设周期较长，参建单位众多且工程涉及的信息量十分巨大，因此对其工程的设计和施工管理工作难度较大。BIM技术作为一种新型技术，能够通过建立信息模型实现项目各个参与方的共同交流，及时将数据整合并向大众展示，帮助工作人员直观地了解需要用到的信息。所以，大力发展BIM技术，对于建筑工程项目的顺利完成是非常有利的。

1 BIM技术特征

1.1 可视化特点

可视化通俗来讲就是指“看得见”，在建筑行业中通过借助可视化这一技术手段，所起到的作用是非常巨大的。在工程项目具体建设工作过程中，通过借助BIM技术可视化这一特点，能够利用软件把传统工程项目的构建信息进行三维可视化模型构建，将建设项目各个阶段以可视化状态进行，方便管理人员动态、直观地了解项目建设情况。

1.2 协调性特点

协调性特点是BIM技术的重要特点，通过借助这一特性能够让业主方、施工方、设计方互相配合、协调一致，共同为项目顺利完成贡献力量。工程项目在开展施工建设工作过程中，如果遇到了问题就需要将参与项目的各方汇集起来进行商讨，找出问题原因并提出设计变更，确保工程能够继续。在以往工程项目设计初期，由于各个分项设计师之间没有进行有效沟通和交流，在后期施工建设时可能出现一些互相影响的问题，利用BIM技术协调性这一特点可有效地处理这类问题，通过利用BIM软件进行设计图纸的设计，在软件中将图纸各构件信息输入，软件自动进行碰撞检查，通过出具协调报告来让各个专业设计师发现问题，确保做到事前控制，避免后期发生更大麻烦，能够极大地节约施工工期以及项目成本，提高了效益。此外，BIM这一技术除了解决碰撞问题外，还能够协调诸如电梯井的布置、防火设备的分布格局等问题。

1.3 模拟性特点

BIM技术还有模拟性特点，这一技术能够模拟建筑物外观形态以及实操事物，例如，借助BIM技术能够针对设计事物开展节能模拟工作、日照分析模拟工作、热传导模拟工作和安全通道疏散模拟工作等；通过借助BIM4D技术能够在施工阶段对施工组织计划、施工进度进行实际的模拟，确保出具的施工组织方案更加完善。

2 BIM技术在建筑工程设计过程中的应用

2.1 建筑结构的三维展示

通过前文介绍可知，BIM技术具有可视化的特点，所以，其在建筑工程的图纸可行性分析中扮演着十分重要的角色，BIM技术可以将图纸中的文字及数据信息以图形的形式展现出来，设计人员可以通过BIM技术的视图功能对图纸进行三维模拟，面对相对直观的三维图形，设计人员可以更加明确地了解建筑工程的施工细节和结构内部的具体情况，有利于对建筑的各个部分进行检查，从而便于设计人员对于工程的可行性进行准确判断。同时，BIM技术还可以实现对建筑结构数据的分析，使建筑工程主体结构与其他建筑部分实现合理的匹配管理，进而提升建筑工程的合理性。

2.2 自动分析功能

在进行建筑设计时，BIM技术还具有自动分析的功能，BIM技术可将非图形的数据信息以三维图形的形式展现出来，并通过对模型中相关数据的处理，实现对建筑工程信息的科学分析，例如结构分析、性能分析、能量分析等。通过结合计算机分析建筑工程的设计数据，可以有效提升设计的准确度，从而保证工程设计方案的科学性。同时，伴随我国能源问题的逐渐突显，现代化的绿色节能建筑逐渐成为建筑行业的主要发展方向，利用BIM技术可以有效实现对建筑能耗的分析，并针对工程能耗特点实现对建筑的节能减排设计。

2.3 在实现协同设计中的应用

伴随现代建筑建设规模以及功能性的日益完善，建筑结构的复杂程度也越来越高，在建筑设计环节也需要完成各个专业的协同设计。在传统的设计方式中，应用CAD进行设计，使协同设计不具备相应的操作技术平台。通过BIM技术，使建筑设计工作迈向了三维时代，不同专业的设计人员可以在同一个模型上进行设计，有利于多个专业的相互交流，减少工程建设中的图纸变更情况。同时，设计人员还可以对建筑信息模型进行创建、修改和注释，便于工程信息的传输，实现了设计工作的信息化发展。

3 BIM技术在建筑施工中的应用分析

3.1 三维碰撞检查

BIM技术可以实现各专业的协同设计，从而使各个专业的设计方案更加合理。与此同时，在建筑施工环节，BIM技术还可以实现三维碰撞检查，技术人员可以利用鲁班虚拟碰撞软件或Navisworks等软件进行碰撞检查，通过这些软件，施工技术人员在施工前可以对土建工程以及电气和给排水管线等进行综合碰撞检查，对于检查过程中出现的软碰撞和应碰撞进行消除，这样可以有效减少因设计失误造成的施工问题，从而有效保证工程建设的进度。同时，建筑工程的施工人员在对管线设计方案进行碰撞优化后，还可以进行施工模拟，并制定出合理的施工技术交底方案。BIM技术的三维碰撞检查工程可以进一步促进各专业的间的协同施工，全面提升了工程的施工质量与效率。

3.2 工程量计算

在BIM技术的应用中，各个构建的信息均属于可运算信息，通过计算机可以对建立模型中的各个构建进行自动识别，然后通过模型内嵌的几何信息和各种物力的结合，对具体的构件数量进行计算。由于BIM技术可将图纸转化为三维模型，所以，该技术也可以自动生成建筑物的实际尺寸，同时对于工程建设中出现的变更，也可以直接反映到建筑材料的明细表中，实现对变更工程的构建信息进行明确计算。

3.3 虚拟建造

在建筑工程的施工过程中，技术人员可以通过BIM技术的虚拟构建技术中的各种交互式功能对建筑的施工、外观以及环境工程实现交互分析，并建立相应的虚拟模型。技术人员通过对虚拟模型的分析，可以全面了解建筑物的力学性质以及空间关系等信息，使用户可以通过不同的比例和角度对模型进行观察，并及时发现施工环节存在的不合理之处。由此可见，在建筑施工环节应用BIM技术可以有效保证施工方案的科学性，并提升工程建设质量，通过虚拟模型实现对建筑工程施工过程的整体管理与优化。

3.4 对建筑工程施工过程的管控

3.4.1 施工质量管理

在建筑工程施工质量管理环节运用BIM技术，可以使管理者通过移动终端对工程质量进行有效管控。利用移动终端可以对模型信息进行浏览，将施工信息清晰直观地展现出来。同时，相关的技术标准、施工方案及规范可以通过分布式云平台技术进行查询，在工程建设中的各工种都可以通过移动终端及时接收更新后的数据模型，使工程信息的通达度得以提升，从而有效提升工程建设的质量。除此之外，工程监理人员与安全管理人员在现场检查中如果发现问题，也可以应用移动终端进行现场取证，可以及时有效的对现场的实际情况进行取证与记录，移动终端直接关联数据模型，这极大地提高了对于施工现场管理工作的效率。

3.4.2 施工进度管理

在施工进度管理环节应用BIM技术，以工程施工图纸以及相关规范为基础，建立工程3D模型，并将模型中的CAD图纸与作业面建立关联。3D模型可以对施工作业面进行较为精确的定义，可以使工程的施工人员对每天的工程量及作业面进行准确的控制，方便施工人员合理地对作业任务进行调整，有利于工程进度的按时完成。3.4.3 施工成本管理

BIM管理理念的引入能够以动态管理的方式实现对工程施工成本的预测、控制、核算等的管理。动态成本BIM模型的使用，不需要再按照传统手工计算工程量的变化再作出相应的修改，只需要在工程变更发生时在相关项目的信息模型上输入变量，相关工程量变化就会随之反映出来，根据工程量的变化，在模型中查找出变化后的构件，确定变更价格。如果有多个方案能够满足功能使用要求，BIM模型可以对这些方案成本进行对比分析，然后按照分析报告所生成的结果选择兼具合理性与经济性的方案，以更好地支持工程项目工程量的提取、成本预算调整及成本分析，使工程施工成本的管理效率得到提高。

4 结语

综上所述，BIM技术应用于建筑工程的设计与施工过程中，可以有效提升工程建设的科学性和规范性，减少设计工作中存在的缺陷，并使施工管理工作更加全面与准确。另外，BIM技术的应用也实现了对施工过程的监督作用，增强了信息化技术的使用，减少了客观因素的干扰，提高工程质量与施工安全，促进建筑工程行业的进一步发展。