BIM技术在建筑设计中的实践应用研究——以江北国际文化创意街区为例

端木君杰 南京城镇建筑设计咨询有限公司

1 前言

BIM技术是依托于现代数字信息技术，模拟在建筑设计中的实际操作过程，从而实现对建筑、施工、验收等工作的促进作用。相关设计人员在应用BIM技术平台时，可以充分发挥出各专业价值优势，并及时发现在建筑设计中的疏漏错项，找出其偏差因素，采取实际措施解决问题，保障建筑设计达到最佳效果。

2 BIM技术概述

2.1 BIM技术内涵及特点

BIM技术是基于工程信息和现代信息技术，利用计算机为工程项目建立相关参数信息，其本质就是建筑信息的三维数据模型，进而为建筑设计、施工等提供技术支持。

在建筑设计中应用BIM技术除了具有模拟性、信息集成性等特点，还具有以下突出优势：一是能使建筑设计以可视化的情形呈现，通过3D建模能直观反映建筑设计全过程，提升对建筑结构安全、可行性的正确表述，且在可视化条件下，有利于人员之间的想法交流，进一步促进建筑设计的严谨性、科学性。二是实现建筑设计各功能的彼此协调，注重建筑设计功能的整体表达。

2.2 BIM技术在建筑设计中的应用价值

建筑工程正在向着大型化、商业化、高层化及大跨度化方向发展，建设不再局限于地面，而也在向高空、地下甚至湖泊深海延伸。由此来看，人们对建筑工程的应用需求在扩大，不仅注重建筑整体功能表述，对其建筑结构及空间规划等也提出更高要求。在建筑设计上，设计人员需要获取、处理、协调的建筑信息数据量也愈来愈繁杂。但是，基于这些信息资源的不可或缺性，只有将这些信息数据充分利用，才能保证建筑设计的可行性，进一步确保建筑工程的施工管理，最终建设出符合预期设计思想的工程项目。BIM技术的出现，是将科学技术和建筑技术充分衍生出的产物，它的应用实现了建筑设计的核心转向，从二维转向三维，推动了建筑设计行业的信息革命浪潮。

2.3 BIM技术在工作中的具体目的

（1）优化设计图纸，实现设计方案及设计变更的多方案比较优化；

（2）减少碰撞，在BIM管线综合设计阶段就规避各种碰撞问题，在后期施工过程中，无须再根据现场情况进行变更，保证工期合理可控；

（3）优化净高，通过管线优化设计，综合美化地下车库等位置的管线排布，最大化程度提高空间净高；

（4）指导施工，利用BIM管线优化后的图纸，确保设备管线在合理可控的前提下进行安装，增加把控力度，并有效缩短工期；

（5）提升品质，利用BIM优化管线布局，并针对重要节点空间进行精细化设计，提升项目的整体品质。

3 BIM技术在建筑设计中的实践应用分析

实践项目为江北国际文化创意街区。建筑体量包含两个商业裙房并由商业连桥串联，形成整体，以起到拉动人流的作用。地块设置2栋塔楼，包括1栋办公楼（建筑高度100m）和1栋公寓，（建筑高度78.95m）整体商业裙房设计充分考虑了与泵站市政设施、南农河的整合设计。

办公楼和酒店式公寓采用预制叠合楼板、装配式内墙板、单元式玻璃幕墙、装配式吊顶、地面干式铺装等装配式部品部件，满足土地出让条件单体预制装配率：40%；商业部分根据项目性质及特点，采用现浇混凝土结构，见图1。

图1 BIM全参数化模型

3.1 在建筑结构设计中的应用

BIM技术在建筑结构设计中的应用实践主要体现在三个方面，即建筑场地选址和结构布局、建筑结构分析、建筑协同。建筑场地选址是建筑项目最为关键的内容，它不仅需要科学、合理，还需要具备一定的前瞻性，符合实际使用的可行性。另外，水文气象、工程地质等与建筑结构设计息息相关的因素也是需要提前考虑的因素。而BIM技术能动态、具象地展示建筑场地选址和结构布局的全过程，并联合GIS技术实现对建筑项目具体情况全面模拟，得到合理的预测结果。同时，该技术能深入了解建筑结构的选型、具体布局等方面，使建筑的整体结构体系和整体结构布局能与建筑当地的水文、地质等情况契合，确保建筑结构设计的可行性，保证建筑整体施工进度。

3.2 建筑结构分析上的应用

在建筑结构分析中，不只是计算荷载和配筋计算，而是需要对整体性能分析并优化，确保建筑在不同荷载时都能保持安全性、稳定性。应用BIM技术能对建筑结构设计方案和具体结构布置展开全方位模拟，实现技术评价和经济评价的双重收获。在建立了数字一体化模型后，联合Revit API二次平台对结构展开综合分析，用大数据分析建筑与具体环境的对应，指出设计缺陷并消除缺陷，确保建筑设计质量，见图2。

图2 结构检查典型问题

3.3 建筑各专业的协调应用

引入BIM技术有利于设计人员之间的设计数据信息汇总、沟通、共享，如土建设计、水暖电设计、结构设计及装饰装修等专业设计的施工内容、施工数据能在一个大平台上形成共享，数据的快速传输、处理能方便不同专业的设计人员充分共享、全面交流和共同应用，实现了建筑工程项目在设计上的相互协调。

3.4 在绿色建筑设计上的应用

绿色建筑是将环境保护理念融入建筑设计中，在建筑设计、开发、施工及应用全过程，都要以绿色环保为主要元素。贯彻建筑绿色设计理念，需要在建筑施工每个环节体现，尤其是核心的建筑设计环节。

在规划阶段，为了达到绿色环保的效果，需要提前对建筑施工地点、范围、水文地质条件等情况综合考虑。单纯地依靠经验猜想、手工绘图等方式很难真正对实际效果进行预测和判断。而应用BIM技术可以模拟出建筑成型后的状况，再加上GIS专业数据的参考，可以准确、清晰地反映出建筑能源消耗与周边环境的关系，然后便于后期规划和改进。

在具体设计阶段，绿色建筑设计不单纯地只是考虑能源消耗，而是将自然环境因素融入设计中，通过自然资源的代替设计减少能源消耗。如建筑的采光情况、隔音效果、内部布局等设计，应用BIM技术对建筑模型的实际接受光照强度、时间进行测试，结合实际数据对方案展开调整和优化，利用自然地理条件改善室内的温度和光线；对建筑噪声强度进行仿真分析，对噪声进行评级，进而构建隔声措施；对建筑墙体、屋面、门窗等围护结构的热工性能进行判断，使建筑材料的材质、结构构造都达到相关环保标准，具有一定的节能功效。

在施工阶段，应用BIM技术的可视性，使施工和设计呈现一致性。不仅有利于设计人员对现场施工进行检查和监督，了解施工进度与施工难点；更能使施工人员直观理解设计人员的设计要求。

在项目管理上，应用BIM技术能对建筑施工的各个环节展开数字化、信息化的全模拟，实现了线上监管施工的方式，使管理者更能掌控整个建筑项目的施工进度，提高了施工管理水平，降低了管理成本，践行了环保理念。

4 结束语

BIM技术在建筑设计上得到了广泛应用，也用实际效果展现了其突出的优势，以便捷性、信息化、可视化等特点在建筑设计上闪烁着巨大的生命力。BIM技术在实际应用中也会出现很多问题，设计人员要不断深入研究，刻苦钻研，使BIM技术更加成熟和完善。同时也要结合建筑具体情况，综合考虑多方因素，使建筑设计更具可行性、科学性。相信随着技术的发展革新，BIM技术会在不断应用中有所创新，实现更深层次的飞跃。