BIM技术在住宅建筑设计中的应用

李宁 德州华远集团有限公司

目前，社会各界已经开始慢慢地将国民经济的重心转移到整个国家建筑业的整体技术、开发和应用上，同时，人们和自己对如何提高自身的技术能力，改善整体建设和生活工作环境的质量将逐渐变得越来越严格。在这个时代大发展的背景下，建筑主体和各施工企业单位也需要不断提高，以增强施工企业和自身的整体技术竞争力和施工实力，先进的建筑施工技术手段和一些国内外新的先进技术，以及现代建筑设计的设计理念，合理、有效、科学的设计，对自身的建筑设施和环境进行了全面的设计和改造，适应社会发展、体育文化发展和自身人的全面发展的要求，借助现代高科技BIM的现代设计和施工技术手段，开展现代建筑设计工作，完善和全面优化原有复杂的传统住宅建筑设施结构，合理科学的立面设计，搭配线条和色彩，使住宅建筑的建筑结构特征和整体设计及使用功能更加直观符合人性化的理念。

一、住宅建筑设计中的BIM技术

在传统的住宅建筑设计模式中，BIM虚拟技术的主要功能是利用三维计算机平台及相关软件，实现传统住宅建筑结构系统的整体虚拟化，应用BIM虚拟现实技术原理，可以实现对现有住宅建筑三维结构体系的虚拟预解和构建，优化住宅建筑设计，同时实现住宅结构和功能的改善。BIM仿真技术在未来的住宅建筑开发中得到了广泛的应用。它的第一个直接主要目的是设计和开发一种能够更好地满足人们需求和功能的现代居住结构，改善居住建筑中的人类居住环境。BIM设计技术注重住宅建筑的建模，避免了住宅建筑的施工风险，保证了住宅建筑的结构质量。BIM设计技术还可以为协调或优化各种住宅建筑设计形式提供科学的方法，逐步纠正住宅建筑设计实践中的诸多不足，提高整个住宅建筑环境的完整性和安全性。

BIM设计技术在现代住宅建筑设计中的应用是非常必要的。BIM施工技术还可以进一步帮助住宅设计师在实践中更好地理解建筑设计的总体方案，展示住宅建筑设计的整体视觉虚拟仿真效果，提前设计和构建现代住宅建筑模型。为了更有效地提高工程资源数据的分析、利用和处理效率，防止工程数据出错，在BIM建筑设计技术环境下实现住宅建筑设计模型的实时可视化也非常重要。近年来，随着我国城市建设事业的快速健康发展，住宅建筑的数量逐渐增多。采用先进的BIM等技术可以改善整个住宅建筑设计。新的BIM技术可以成为未来住宅建筑设计的主要保障，使整个住宅建筑结构布局更加和谐、安全、稳定。

二、BIM技术在住宅建筑设计中的应用

（一）进行初步模拟

在现代住宅建筑设计研究中，BIM仿真技术只参与设计的初始和仿真阶段。设计师需要利用现代BIM仿真技术重构住宅虚拟空间模型，设计出更符合建筑标准体系的住宅建筑方案。BIM仿真技术是指在房屋的初始工程仿真试验阶段，为了保证虚拟建筑模型实现后的施工设计和质量，设计人员将前期采集的真实工程数据直接应用到虚拟仿真模型系统中，并根据实际房屋施工进度的具体实际施工情况，合理调整虚拟仿真模型的参数，确保虚拟建筑模型所采用的技术是科学合理的。模型在虚拟模型领域，通过对早期模型的研究，发现实际存在的潜在问题，提供合适合理的设计方案，最终实现未来住宅建筑设计方法的标准化。BIM是根据现有的住宅建筑蓝图数据建立三维虚拟建筑模型。设计人员可以将图纸数据实时输入并保存到建筑BIM三维模型文件中，然后设计人员可以根据住宅场地三维测绘结果，及时从住宅BIM二维模型文件中自动绘制住宅立面模型和建筑平面图，未来将根据住宅建筑的设计特点不断调整分析，并计划适时逐步优化调整设计和施工方案。BIM项目减少了普通住宅建设项目前期施工设计的准备工作量，有效降低了住宅建筑的设计成本。

（二）增强动态控制

动态环境控制与设计过程也是现代住宅建筑设计工作中最关键的部分，是保证建设项目顺利完成最关键的技术环节。BIM模型技术可应用于现场设计仿真系统。在利用现场模拟环境模型系统模拟建筑设计的整体结构规划和施工分析过程的同时，对建筑设计现场真实外部环境的环境信息进行收集、分析和综合分类。特别是基于数据库系统技术的管理信息系统的建设，可以方便计算机对现场各种系统数据文件和业务信息系统进行综合控制和管理，保证系统数据的及时变化同步更新，从而满足现代动态环境控制与管理系统的设计与开发要求。在房屋建筑工程进度设计中，要明确技术人员的职责，不断修改和完善进度计划的内容，通过现场分析和观察，找出施工工艺和规划中存在的问题，以适应实际施工要求。动态模型的建立还可以实现施工进度的有效调整，避免因工程延误造成的损失。

（三）空间规划

作为设计空间规划和设计的现代住宅开发设计项目，必须严格全面考虑不同技术类型的工作对系统的整体影响，住宅建筑设计的整体空间设计规划和相关内容必须尽可能利用先进的BIM技术进行系统集成。例如，建筑的BIM模型可以同时综合显示住宅建筑单元的建筑位置、总建筑面积、建筑面积、楼层结构和设计内容等许多重要因素。相关项目设计人员可与项目相关单位的设计人员进行系统深入的讨论。项目规划方案的科学性和技术合理性是保证规划空间效果的关键因素，二者之间有着直接的关系。BIM空间技术本身也可以具有数据可视化处理的技术特点，可以同时可视化总体空间规划方案中所有项目设计元素的内容数据。设计师可以灵活调整、补充、更新和完善整个项目空间规划的重要内容，准确计算和分析各个阶段项目空间规划参数必须满足的各种规划相关数据标准的要求。

（四）节能利用

节能高效设计是指现代城市建设工程节能设计中的几个基本技术概念。BIM仿真技术也可以用来实现绿色住宅和节能住宅的概念，更好地反映改善住宅环境保护和健康的效果。例如，在设计和应用建筑BIM仿真模型软件来实现建筑和居住空间结构的仿真设计系统时，可以考虑建筑太阳能和风能系统等各种自然生态能源的综合利用，从而使住宅的室内外环境更加清新宜人，改善通风。提高利用率可大大降低冰箱、空调、制冷等主要设备的备用功耗。基本参数达到了节能、环保、减排建筑的节能目的。由于采用最新的BIM网络技术构建的三维虚拟住宅建筑模型包含了整个虚拟住宅建筑系统的所有基本建筑信息，设计者和建设者只需将这些虚拟住宅模型的内容导入到软件中，就可以分析和判断整个模拟建筑模型的建筑设计完成情况。目前采用的是GBS软件。GBS通过计算机生成的三维虚拟环境模型，结合数据导入系统，实现用户对建筑环境内外的能源和环境条件的实时定位和分析，然后实时模拟分析当地气候的能耗自然条件，确定建筑内各功能子系统的综合能耗技术参数。通过结合这些模拟参数，设计师和制造商可以快速实施实用的设计和施工方案，从而帮助更好地减少现有建筑的能耗和排放，尽快消除环境污染。

三、BIM技术在住宅建筑设计中的应用策略

（一）增强BIM技术在住宅建筑设计中的应用和体现

（1）节点设计。首先，对住宅建筑体系的节点进行设计和分析。这项关键工作还包括住宅钢结构系统重要节点的优化设计，如梁节点、柱节点等，在进行整体施工和设计优化时，这项重要工作的专业重要性应与其技术重要性基本一致。因此，必须同时受到各相关部门设计研究部门专家的高度重视。在选择优化设计等工作方法时，必须利用现代BIM网络技术，准确地体现高效节能的设计特点，需要专业优化和调整设计节点位置，从而达到一定比例的工程安全。此外，设计还需要在现场尽可能采用更先进、更完善的现代施工机械和工艺方法，以减少现场的焊接等工作。在现场勘测设计和勘测工作的设计中，还必须考虑如何从工程布局的一些具体设置问题出发，结合工程实际的一些实际建筑条件，进行更深入、具体的综合分析。（2）墙体材料的选取。墙体材料供应商的最终资质选择也需要并且必须通过在基础工程施工中有效使用已建成的BIM集成施工技术系统平台来进一步改进。考虑选择装饰墙面材料时，一般来说，不建议选择比自重更重的材料，或者用传统的材料如粘土砖砌筑的装饰材料，这些墙体材料可能会直接导致一些施工，并在随后的施工、维护和装修过程中带来一定程度的不便。一般来说，建议选择一些轻质材料，如轻质加气混凝土和空心混凝土砌块板，这些材料看起来坚固、轻质、高强度。目前，在我国几乎整个外墙保温和住宅外墙设计、施工、生产的工艺体系中，常用的保温材料主要是蒸汽轻质加气混凝土板，这也是市场上常见的通用ALC板材料。这种柔性墙体材料由于其材料本身的原因，相对较厚、坚固、轻质，且材料本身具有良好的自温、抗水腐蚀性能特点和独特的自吸、抗渗保温功能，因此，这正是为什么它能真正拥有并具有柔性墙体材料的良好隔热和防水效果的最重要原因。

（二）做好协同工作

为确保各类BIM应用设计和应用活动顺利开展，作为建筑设计企业，首先必须建立一批合适的专业设计技术团队，明确各类BIM应用软件的相关设计技术目标和技术任务。同时，为了让企业有更大的投入，提高BIM软件设计和应用的协同能力，还需要进一步优化和完善相关软件系统的应用设计实施流程，从而真正保证相关设计技术工作目标的顺利完成。在组建设计和建模团队时，我们应该确保其功能相对完整。不仅要有一名专职技术人员负责设计和建模，还要有一名技术助理，具有较强的软件操作、使用和管理能力。通过建模团队技术人员之间的有效相互学习与合作，更好地满足实际建设项目的设计要求。

（三）切实增强BIM技术人员的培训力度

在建筑规划、勘察设计等工作活动的教学实践中，我们需要更加注重如何从更基础的角度，将现代BIM新设计技术应用到城市规划、地方勘察设计单位和相关专业单位的相关人员中，对BIM的新技术和应用技术进行了一系列全面、系统和应用的教育和培训。通过如何加强这些应用培训全面系统的知识内容和培训知识的讲解，努力使一些基层建筑设计工作者，真正做到全面、深刻、有效的掌握，最终有一个比较深刻、清晰、科学有效的理解。同时，可以说，它解决了一些严重的问题，如BIM在中国建筑业的应用以及技术人才的相对短缺。特别是要确保建筑设计人员能够真正确保我们使用这种技术手段进行一些具体的相关设备使用和技术操作，以及相关的技术数据采集和信息解读分析，凭借更专业、更强大的专业实践经验能力和技术分析能力，我们将能够真正在我国建筑行业中做出一些实际应用价值和实现BIM相关技术工作的效果和功能，真正做到更全面、更深入，有效促进人才培养和平台的高效发挥。

四、结语

总的来说，BIM技术更有利于在住宅建筑设计中实现建筑稳定性，满足人们的生活需求。在住宅设计过程中，作为设计师，我们需要掌握BIM技术应用的要点和技术特点，动态开展设计工作，充分发挥BIM技术在住宅建筑设计中的应用价值。