BIM 技术及其在建筑设计中的应用研究

2021-01-06刘丹

河南建材 2021年7期

刘丹

十堰市建筑设计研究院（442000）

1 BIM 技术的特点

基于BIM 技术建立的三维立体建筑模型，能够让人们更加直观、便捷地观察到整个建筑工程项目的设计全过程，充分地领悟与感受设计人员的独特设计理念，实现建筑企业内部系统中信息数据资源的有效传达与共享。利用BIM 技术构建建筑项目工程的效果图，通过虚拟漫游以及仿真模拟等多种方式，可以对工程项目进行立体化展示，同时能够协调各部门、各工程施工技术人员之间的工作，使建筑企业内部的空间设计与工程设计实现了统一化。另外，通过二维、三维以及四维等立体化的建筑模型，能够最大限度地实现对建筑成本的全程监督与管理，不断优化建筑工程设计方案，为建筑企业带来更大的经济效益。

2 BIM 技术在建筑设计中的应用分析

2.1 完善与优化了BIM 技术的应用规范体系

BIM 技术在建筑设计中的应用应该实现流程化，以信息数据为主要的应用依据，对海量的信息数据资源进行收集、分析与整合，并结合实地勘察的实际数据信息参数与施工建设要求，有效构建一个仅仅带有建筑工程项目初始信息的基础模型，即建筑工程的“蓝本”[1]。其中，基础模型主要包括了建筑工程项目本身模型以及结构模型，主要是基础、筏基、挡土墙、混凝土主梁、剪力墙、楼梯、门窗等组件，依据设计发包图进行BIM 三维立体模型的建造。在开展具体的建筑工程设计工作时，再依据现场的施工环境、施工要求、施工标准以及施工细则等，对基本模型的设计细节进行填充与完善。因此，推动BIM 技术在建筑设计中应用的首要任务应该是为其构建一个可行性较强的、完善的标准化体系，有效提升BIM 技术的专业性与技术性。在此基础上，相关的专业人员应该积极与时俱进，充分地借鉴与引进国外先进的、科学的应用经验，再结合我国建筑工程施工的实际需求，建立符合我国国情的标准化BIM 技术应用规范体系，为全面提升技术的推广效果、创造良好的建筑行业技术应用环境奠定良好的基础。

2.2 在模拟设计中的应用

BIM 模型是根据相关的设计参数虚拟出来的立体、可视化模型。因此，在建筑项目施工前期，可以通过BIM 技术对施工过程、施工内容、施工方法以及施工中的突发紧急情况进行虚拟化的模拟，让设计人员、施工单位、技术人员等能够通过立体化的建筑模型发现建筑设计中存在的问题，从而能够在建筑工程施工之前对施工设计方案进行优化。这样一来，不仅大幅降低了施工成本，还在一定程度上节省了施工时间，避免因施工中发现问题而导致的拆除、返工，有效达成改善建筑施工过程的目的[2]。同时，BIM 技术在建筑工程设计中的应用还体现在对项目招投标方案的现场化模拟，对现场的施工、运输以及各分部环节的工程模拟等方面，能够提前预知可能发生的错误与问题，有效达成对项目招投标方案的优化以及对成本的管理等目标。

2.3 实现可持续性的设计

由于建筑工程项目的建设受外部环境干扰较大，利用BIM 技术对建筑工程项目所处的地质环境进行系统化的分析，能够有效分析出外部环境影响因素中哪些可控、哪些不可控，尽可能地将建筑工程项目与环境之间的矛盾降到最低，为建筑工程项目的开发提供良好的决策依据，有效达成建筑住宅工程的可持续化设计目标[3]。

2.4 在工程施工中的应用

由于建筑工程的施工环境较为复杂、施工工序与流程较多，需要有效规范与严格设计具体的施工流程与细则，保证各环节施工设计与施工操作的合理性、科学性与连贯性。在此过程中，需要将BIM 技术与地理信息系统进行有效结合，对施工现场进行全方位、系统化的分析，将通过现场勘察获取的有效信息输入到相应的程序内，构建一个可视化的三维立体模型。通过模型处理，对施工现场的地质情况、周边环境、地理状况分布以及人口疏密分布情况等影响施工的多元化因素进行综合分析，为后期建筑工程项目的科学规划与设计提供较为可靠的依据。运用BIM 可视化模型，能够将建筑工程以三维立体的形式展现在大众面前，给观众一种犹如见到真实的建筑施工现场的感觉。同时，利用BIM 技术，施工单位、建设单位的专业技术人员、施工人员以及项目设计师等都可以通过可视化的三维立体建筑模型，对项目设计方案中不合理、不科学的地方进行优化、改善与适当调整，最大程度地保证施工顺利、有序地开展。另外，利用BIM 技术，还能够让建筑工程项目的投资者与用户全面地掌控投资项目的具体情况，彻底摆脱了传统施工技术在时间与空间上的局限性[4]。最后，BIM 技术还能够有效实现协同设计。给予相同BIM 技术平台的多个施工团队以多个项目工程类型的协同设计工作模式，通过多元化的协同方式与工作方法，有效完成工程项目的规划与设计工作，将实时监控、阶段性协同以及三维立体校对、审核等工作方式落实到具体的工程设计中，以便能够及时地发现与解决各种工程设计问题，为全面提升建筑工程设计质量奠定坚实的基础。

2.5 在建筑结构设计中的应用

建筑结构对于整个建筑的抗震性、稳固性等发挥着重要的作用，是建筑整体的支架。在实际的工程建设中，建筑结构设计已不再局限于各部分的简单排列，还需要对各施工环节进行有效连接，构建一个相互支撑的建筑整体。因此，要想使建筑结构的抗震性与牢固性与国家相关规定与标准相一致，需要对建筑结构的功能、性能进行综合分析。与传统的建筑结构设计技术相比，BIM 技术能够通过对数据信息的收集与分析，运用计算公式将建筑工程中结构的设计数值算出来，不仅大大节省了人工计算所花费的时间与精力，还能够有效减少计算误差，最大程度地提升建筑结构分析结果的准确性与科学性，有效保证了建筑结构设计的可行性。在此过程中，将BIM 三维立体模型中的数据信息输入到相关的设计软件中，能够快速、有效、精准地完成整个工程项目的分析工作。并且能够依据分析的结果对建筑工程项目设计方案中不合理的地方进行更改与调整，进而有效完善与优化建筑结构设计，提高设计质量与效率。

2.6 在建筑结构协同中的应用

运用BIM 技术对建筑工程项目的建筑本身以及功效性模块进行数字化表达，将建筑工程项目不同建设周期以及施工阶段的相关信息数据、过程与资源进行有效连接，实现对建筑工程项目对象的全过程跟踪与描述。将BIM 技术应用到建筑工程项目的结构协同中，不仅能够借助于中间数据文件有效达成跨区域的不同设计软件模型，为其提供可靠、系统的数据与信息资源，还能够通过设置相关的数据库，有效加强建设、监理、施工、设计等多个单位之间的沟通与联系，实现对数据信息的有效传递与共享。