BIM技术在建筑工程设计中的应用

林忠德

中国联合工程有限公司

1 BIM技术以及特征

1.1 BIM技术概述

BIM 技术是建筑工程设计过程中常用的一个技术，其主要对建筑结构进行模型的构造。通俗来讲，该技术能够将整个建筑工程设计过程进行3D化的呈现，设计人员通过观察模型就能够对整个设计过程进行大致的规划。在对模型构建的过程中需要结合建筑过程中涉及的各个数据，并将其作为依据来模拟建筑施工现场的真实信息，从而将整个施工情况以一种更为直观的形式呈现出来，从而更好地完善施工过程，提高施工的质量和效率[1]。通过将BIM技术应用于其中能够建立三维模型，直接展示建筑施工设计过程中的一些细节问题，使得管理人员能够更加精确的了解建筑施工设计过程中的重点，并进行针对性管理。在建筑工程施工的过程中，通过将各类数据进行对比，最终采用量化的方式进行表现，其中的重点在于应当及时记录施工过程中有关质量的信息，数据可以分为审批回复、基础数据、控制要求数据等，一般基础数据主要涉及一些施工过程中的基本信息，例如负责人施工单位以及工程名称等，其中BIM 技术应用形式如图1所示。基础信息能够帮助工作人员把控施工质量的责任主体，并且在后续施工的过程中协调出现的困难，在质量控制的过程中产品的属性以及要求是核心数据，数据主要通过对质量控制指标进行测量、录入，最终获得最真实的情况数据，并且设置相应的规范标准。审批恢复数据与前两种数据有着紧密的关系，尤其是在控制要求以及产品属性这一方面，该类数据一般包含责任人对于施工质量的意见。

图1 BIM技术应用形式

1.2 BIM技术特征

1.2.1 信息化集成

信息集成功能是BIM 技术最大的特征，主要是该技术能够将建筑工程设计的各个数据和信息进行整理起来并分析。这些数据主要是一些结构尺寸数据、材料数据以及其他相关数据。该功能的实现主要可以从以下两个角度体现：首先，能够整理核算设计过程中的数据。其次，对设计过程中的各个数据进行整理分析。传统的设计过程，设计人员必须亲自对各个数据进行分析计算。而BIM 技术能够有效改善这一问题，为设计人员减少大量的工作时间，且所得出的数据相对精确，建模过程也更为精准。此外，BIM 技术能够进行三维模型构建的同时保留了传统的设计功能。这样一来，设计者若发现模型中存在某些缺陷就能够及时、有效地进行修改，从而完善设计效果，更好地服务于后续施工过程[2]。

1.2.2 相互协调合作性

就当前来看，BIM技术在我国的发展仍然不是很成熟，还属于初步发展阶段。在实际使用的过程中，需要设计者根据实际的施工情况来进行设计。其次，还应当结合用户的意见和要求，综合各种设计数据进行参考，让这些方面相结合促进其协调运作。在实际的设计过程中，也需要通过建立3D模型来对实际的设计情况进行分析。可以说，3D模型是整个技术的核心。该技术主要是通过对建筑过程进行立体感、视觉感的呈现来帮助工作人员解决问题，提高设计阶段各环节、各部门的相互协调性，防止出现协调合作问题而对设计进度造成影响，不断提高工作效率。

1.2.3 可传递性

BIM技术在实际应用的过程中主要是通过建模的方式来整合各个信息数据，让各个数据能够实现顺畅传递，最终能使得整个系统实现自动化管理运营。相对于传统技术来说，BIM 技术系统自身能够确保数据的准确性，不需要人工进行操作，防止出现失误问题，影响设计。在对图纸的处理过程中也可以直接看出数据，并且要比手动测量得更为精准，以此来缓解工作人员的工作压力。

2 建筑工程设计中BIM技术的应用措施

2.1 在结构性能分析中的应用

在建筑工程设计的过程中，BIM 技术能够对建筑结构性能进行分析。在结构设计的过程中需要对相应的元件进行改进，利用BIM技术可以进行建筑结构的分析，从而优化整体设计，使得设计更加具有稳定性。此外，BIM 软件中的对应功能能够对建筑的结构性能进行分析，使得在基于实际数据上的分析更为精准、快速。例如，在针对地下室结构设计中，利用BIM 技术能够对管线铺设进行规划，防止出现管道打架问题，以此来节约建筑材料[3]。如果在分析的过程中发现的问题应当及时进行修改，优化结构设计。

2.2 在空间设计中的应用

在建筑的结构设计中不仅需要从平面上进行设计还应当进行立体的设计。然而，就传统设计技术而言只能停留于平面层面，难以把握建筑具体的三维结构。对此，在设计过程中容易出现误差。BIM技术能够将建筑的整体布局以及虚拟模型用更为立体的形式呈现。这样一种模式下，设计人员能够清晰地观察到建筑的空间结构，便于对建筑方案进行优化改进。BIM 技术可以将设计过程中关于高度宽度、形状参数、空间距离等各个数据呈现出来，这也是传统技术无法完成的[4]。这也使得建筑的空间设计能够更加符合工程以及用户的需求。

2.3 在建筑节能设计中的应用

在建筑的结构设计中还应当注重整体的节能，在节能设计的过程中需要结合建筑的结构特点，合理利用自然资源。当前针对建筑节能主要包括通风设计、采光设计等。利用BIM 技术能够让这些设计通过可视化的方式呈现出来，设计师在进行具体的设计时需要将建筑与环境结合起来。在通风设计的过程中需要关注到建筑结构、周围环境、建筑朝向等。通过BIM技术来进行模拟设计，从而让建筑更加适应环境，提高环境利用率。在BIM设计的过程中，设计者只需要在其中输入环境数据，结合当地的气候、日照情况进行数值的设置就能够获得最佳的设计比例[5]。将其应用到节能设计中，能够提高整体的质量和水平，实现人与自然的和谐。

2.4 在施工管理中的应用

在进行建筑施工之前，要求施工单位应当将BIM 技术应用于其中，并且建立标准的三维模型，只有这样才能够确保建筑工程的整体结构以及施工要求。除此之外，工作人员也应当结合三维模型对建筑施工图纸进行分析，只有这样才能够及时发现设计图纸中存在不合理的地方，从而为后续的建筑工程顺利开展提供数据参考。在建筑施工的过程中，由于涉及的施工部位较多，因此这需要将BIM技术应用于其中，通过建立模型分析不同部件在建筑施工过程中的作用并且按照图纸对不合理之处进行优化调整，从而提高建筑施工管理的效果。

在建筑施工的过程中，在推进项目工程时会受到一些外界因素的影响，从而使得建筑的施工质量以及安全不能够保证，严重阻碍了我国建筑工程的可持续发展，因此通过将BIM 技术应用于建筑施工管理之中，能够了解各项因素对于建筑施工管理的影响，并且采取一系列的措施控制外在因素对于施工过程中有可能存在的不良影响，从而提高建筑施工管理效果。与此同时，在BIM技术应用的背景之下，也能够引导工作人员按照规定的流程开展施工，使得各个环节能够相互衔接，这不仅仅能够确保施工的有效开展，同时也能够缩短施工周期，保证建筑工程能够在规定的时间内完成管理工作，减少资金消耗量。在建筑施工结束之后，通过BIM 技术应用于其中也能够有效地坚持建筑工程的具体实施效果，能够解决建筑施工过程中存在的一些遗留性问题，同时也能够确保建筑整体施工的质量，在一定程度上延长建筑可使用的寿命。利用BIM 技术的存储功能，及时保存使用过程中产生的数据信息，一旦发现质量问题应当根据该问题采用合适的数据进行整改，确保问题处理工作的及时准确性，最终保障建筑工程的安全。

3 结束语

综上所述，我国建筑行业发展态势比较迅猛，且现代化技术的发展为这一行业又增添了非常大的动力。由此出现的BIM技术是一种新型的技术，该技术的出现改变了传统建筑工程设计模式的弊端，极大提高了设计的质量和效率。其次，BIM技术具有独特的可视化功能，能够呈现出建筑工程设计的3D 结构模型。设计者可以通过模型进行具体的数据分析及处理，从而更明确地掌握建筑情况，对建筑物教学科学、合理的设计。此外，还能够对建筑周围的环境进行把握，优化建筑的节能设计，从而提高建筑的设计水平。