基于BIM计算机辅助建筑设计优化研究

王 丹

（陕西交通职业技术学院，陕西 西安 710000）

1 引言

BIM技术是以建筑工程相关信息数据为基础建立的一种模拟仿真模型。BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用为建筑行业的创新发展提供了重要的辅助作用，是建筑设计的又一次革命。它不但弥补了传统建筑设计过程中的不足，而且将整体建筑设计的精准程度提升到了一个新高度。目前，BIM技术普遍应用于计算机辅助建筑设计中，其三维模拟作用为建筑设计的各方面参数提供了更科学的参考，促使建筑设计更科学、稳定，极大地提升了设计效率以及建筑施工的整体质量。BIM技术的优势在于自动生成数据文档、设计图纸，并对建筑数据相关信息进行智能分析与处理、自动变更和调整数据，大大降低了人力成本。

2 BIM概述及其对建筑设计的影响

建筑信息化模型（BIM）作为信息模型，会根据工程项目的不同阶段将整个工程的信息、资源等集中在该模型中，为施工方提供参考。BIM在三维数字技术的基础上对模型进行构建，充分展示建筑物的多种信息，确保设计方与施工方所接收到的信息一致，协同各专业参与方工作，降低了工程建造成本，为保质保量完成工程打下基础，实现设计施工的一体化。

BIM技术借助数字化信息将建筑表达出来，通过电子模型保存全部的真实建筑信息，结合目标的CAD功能，在建筑材料转化中实现数字化，根据需要生成BIM应用体系。BIM技术突破了简单的二维几何应用格局限制，在空间上完成平面图形构成的基本格局的立体化，通过对点线之间的连接与组合，将建筑物整体转换为更有立体感的建筑物整体。BIM技术在实际设计过程中能形象地描述、存储各种建筑工程信息，方便建筑各参与方后续使用。如图 1所示，借助应用系统中的其他相关程序即可实现建筑物对象化，应用系统在此基础上对建筑对象编码，通过编码方式完成对建筑设计全面、数字化的描述和其对象的合法定义，最后完整地表达出数字化的建筑信息属性。通过整个流程实现了建筑设计的优化，使建筑设计更科学合理，为工程设计的实施阶段奠定高效益、高质量的基础。BIM技术可广泛应用于绿色建筑、住宅建筑、高层建筑等建筑工程，主要应用于建筑设计，指导建筑施工、制定科学的建筑方案和施工战略以及管理建筑施工过程等方面，BIM技术将计算机辅助建筑设计推向新的舞台。

图1 虚拟建筑模型信息共享

3 BIM技术辅助建筑设计优化的策略

BIM在计算机辅助建筑设计中的应用，解决了传统计算机辅助建筑设计出现的问题，在BIM技术支撑下，数字技术也逐渐成熟，带动了现代化建筑的精细化发展。

（1）优化虚拟模型的构造。BIM技术在建筑工程设计中的应用，减轻了建筑师的工作压力，借助BIM软件构造建筑虚拟模型，便可通过该模型查看各种建筑信息。在模型使用中，可通过多角度分析建筑工程的整体效果，确保建筑工程的空间感，使建筑设计更人性化，完成对建筑设计思路的理论验证和科学分析，且设计的变化可通过屏幕实时显示。

（2）优化图纸生成过程。在传统工作过程中，图纸是独立存在的，需要对各个图纸进行组装才能呈现建筑的整体效果图，加大了项目实际开展过程中图纸修改的难度，造成人力等资源的浪费。BIM技术的应用则从根本上解决了图纸层面上的难题，通过结合虚拟模型的相关设计实现图纸的自动生成。

（3）优化数据分析过程。传统状态下，CAD中的图像处于静止状态，数据分析的难度非常大，很难完成数据的整体模拟。而BIM技术可以建立起整体虚拟建筑模型，在模拟软件中输入大量数据信息，根据建筑物的基础构造进行建筑相关性能的分析，更高质量完成建筑物空间效果的模拟。在BIM辅助数据分析的实践中将降低成本、节省资源、提高计算结果的准确度。

4 BIM技术辅助建筑设计优化的运用

BIM技术的优势和特点在计算机辅助建筑设计中比较突出，奠定其被广泛应用的基础，且在完善或更新设计理念的整个过程中更注重建筑设计综合功能的实现。因此，在BIM计算机辅助建筑设计过程中，只要做好科学规范，就能更好地实现其功能。本文主要介绍BIM技术在分析建筑场地、规划建筑设计、论证建筑方案、建筑的三维可视化设计中的应用。

（1）为了更好地分析建筑场地的情况，作出准确判断，在BIM技术的实际应用中应注重与其他系统的融合，如GIS地理信息系统能起到很好的协调作用，建筑场地的规模化发展需要实现建筑物空间数据的基础建模。要做好施工前期工作，合理规划建筑项目，充分运用建筑场地，根据地理条件评估场地优势，结合周围建筑布局的基本条件综合分析建筑场地，科学规划建筑项目的场地。

（2）增强建筑方案规划的科学性。BIM技术在计算机辅助建筑设计的应用中，可有效节省工作时间，提高设计人员的工作效率，主要体现在借助三维空间分析复杂空间这一创新上，如BIM技术在建筑形体设计中的应用，功能不同的建筑物需要不同的流线组织、不同的结构设计和功能布局。为了详细了解各方案的优缺点，可配合使用 AC16与Ecotect。首先，建立不同意向方案的形体概念模型。其次，对不同方案中的日照辐射、风等影响因素建立比较基础。最后，分析不同方案的优缺点，辅助建筑师作出正确判断，高质量完成建筑形体的设计。

（3）在建筑设计空间有效性的评估过程中应用BIM技术实现对建筑方案的科学论证。在BIM工作平台的综合性应用中，使用者可根据使用过程中发现的问题提出反馈信息，全面展示建筑项目的相关问题，大大降低决策的时间成本。此外，建筑设计人员在虚拟建筑模型的设计中，可通过在分析软件中导入相关的性能去分析建筑性能，综合提升服务质量。

（4）完成建筑工程三维可视化设计的应用。三维可视化设计在建筑设计中的应用是BIM技术最大的特征和优势。设计过程可视化优化了建筑设计的流程，使设计人员通过三维模型更全面地统筹建筑设计过程中各方面的参数，降低设计难度，兼顾设计的美观性与高效率。利用建筑信息的直观显示，业主可参与设计过程，建筑用户则可通过建筑师对实际情况的分析，结合三维模型中建筑内容的直观展现，随时了解自己实际的投资和收获情况，打破传统设计过程中业主与建筑师之间的技术性障碍，使建筑设计更快更好地落地实施。建筑设计人员与三维可视化设计工具的有效结合，逼真地模拟现实情况，促使更好地完成设计工作。

在BIM计算机辅助建筑设计优化过程中，一定要做好现场场地的分析，合理设计建筑方案，借助三维可视化建筑模型体现建筑方案的科学性，注重建筑设计和施工的规范化，并积极参与建筑的实际运营中，全面提高建筑行业综合效益。

5 结语

综上，BIM计算机辅助建筑设计虽能节约建筑设计时间，提高建筑设计质量，在整个建筑行业的应用中创造社会效益，但在实际应用中，仍然存在很多不足。在未来的研究中，应重视BIM技术与其他软件的有机结合，以及与建筑设计师优质高效的互动，进一步提升BIM计算机辅助建筑设计的能力，推动现代化建筑设计的全面发展。