建筑方案设计中运用BIM的研究

高轻寒

摘要：以往建筑工程建设容易出现施工质量问题，而致使施工质量问题产生的原因之一便是建筑方案设计不合理。将BIM技术应用于建筑方案设计之中，能够对传统建筑设计予以优化，通过参数化设计及信息互用性技术的应用，构建建筑模型，模拟不同情况，客观分析建筑物是否存在缺陷，优化设计建筑物，提高建筑方案的可行性。基于此，本文将结合案例，着重分析和研究建筑方案设计中BIM技术的应用。

关键词：建筑方案;方案设计;BIM技术

一、BIM技术在建筑方案设计的特点

BIM技术为现代化的建筑信息模型，通过仿真模拟建筑物，集成建筑工程项目相关数据，以便相关工作人员能够客观分析建筑工程项目建设是否存在缺陷或者不足，从而优化调整工程水方案，为规范化、合理化、有效化地展开工程建设与管理创造条件。

总结性分析以往BIM技术在建筑工程建设应用实际情况，了解到建筑设计之中该项技术应用具有以下特点：

（1）可视性。基于传统建筑工程设计，将BIM技术应用于建筑方案设计之中，则是构建三维空间思维，将平面设计转化为立体设计，呈现相对真实的建筑实物，如此设计人员能够更加直观地分析各个部分设计实际情况，判断设计工作是否存在缺陷或者不足，进而有针对性地调整建筑方案，提高建筑方案的应用价值，为后续更加科学化地建设和管理建筑工程奠定基础。

（2）协调性。建筑方案设计所涉及的方面较多，相应的设计工作涵盖的专业知识较多，需要设计人员能够与技术人员、施工人员、项目负责人及相关专家进行深入地沟通交流，解决不同专业的问题，以便提高建筑方案设计的可行性。为了能够做到这一点，BIM技术的应用就显得尤为必要。该项技术具有协调性特点，可以显示建筑物各个方面的信息，并且促进不同专业信息的协调，以便设计人员能够根据工程项目实际情况、施工现场实际情况及设计要求等高度协调不同专业信息，优化设计建筑方案。

（3）模拟性。对于设计人员来讲，BIM技术应用的重要优势之一是模拟性。建筑方案设计过程中需要结合周边环境、交通状况、人们居住需求等方面的实际情况，合理地规划建筑工程，明确建筑工程相关参数，以便提高设计方案的可行性。但事实上，建筑工程方案设计过程中常常出现某方面指标设置不准确的情况，导致建筑方案需要反复推敲，优化调整。而BIM技术的应用，则可以直接呈现立体化的建筑物，在此基础上模拟不同条件下建筑物使用情况，比如模型行人流动情况下分析建筑空间设计是否合理;模拟火灾发生情况下建筑消防系统使用是否有效等等。如此可以清晰明了地知晓建筑工程设计不足之处，依据模拟结果来优化设计，提高建筑方案的应用价值。

（4）优化性。建筑方案设计并不是非常容易，因建筑工程建设需要满足的外部条件和内部条件较多，这就意味着建筑结构、建筑功能等方面的设计可能存在问题，难以满足外部条件和内部条件，需要设计不断发现问题、优化解决问题。将BIM技术应用于建筑方案设计之中，则可以实现建筑物各个方面信息共享，一方面能夠提供各专业信息，促使设计人员有效利用信息来优化设计，尽量避免不同专业对接存在问题的情况;另一方面能够对设计人员所设计的三维立体建筑物予以自检，显示存在的设计问题，以便设计人员能够第一时间作出修改，根据修改结果来调整建筑物模型，如此即可保证建筑方案的可行性，还能够节约建筑修改时间，减轻设计人员的工作量。

二、建筑方案设计中BIM技术的应用

（一）建筑方案设计中BIM技术的应用

1、概念设计阶段

对以往建筑工程项目落实实际情况予以分析，建筑工程施工过程中时常出现这样或那样的问题，而问题产生的原因之一便是建筑方案存在缺陷。这就意味着建筑方案设计科学与否直接关系到后续工程施工能否高质量地展开。需要建设单位能够高度重视=这一情况，要求设计人员能够树立正确的设计理念，了解工程项目实际情况、设计要求及施工现场考察等，优化设计建筑工程，提高建筑方案的可行性。为了能够真正做到这一点，设计人员应将BIM技术应用于建筑方案设计之中。首先在概念设计阶段，需要设计人员能够尽可能全面地收集建筑工程项目相关资料，并对资料予以整理;需要深入到施工现场，做好基本的勘察工作，比如了解周边环境、施工现场土质条件、地下管线构成情况、周边交通条件等等。之后利用BIM 技术来整合以上信息，按照设计要求来处理建筑物相关数据，之后三维构图，获得最优的概念方案。

2、初步设计阶段

初步设计阶段的重点是建筑物功能布局及详细设计。概念方案的提出，仅仅是建筑方案设计的第一步，在此基础上还需要具体设计建筑结构、建筑功能、建筑外部景观等等。为此，需要设计人员运用BIM技术的3D模拟功能，逐一模拟不同条件下建筑物的使用情况，进而具体设计建筑物总体结构和空间组织;从满足居住者居住需求的角度出发来具体设计建筑功能，包括空调系统、消防系统、电梯系统、给排水系统等等。之后模拟分析不同场景下建筑功能用是否合理，及时发现存在的问题，优化调整以上各个系统的布局，提高建筑功能的应用效果。

3、深化设计阶段

建筑工程设计是非常复杂、繁琐的，需要设计人员考虑的内容较多，大到建筑结构设计，小到基础配件应用设计。所以，在完成初步设计之后，需要展开建筑方案的深化设计，具体进行每个部分的细节设计，为后续建筑工程施工顺利地、科学地、合理地展开创造条件。为此，设计人员需要从建筑工程施工的角度来考虑，结合BIM模型来具体绘制施工图。又因为施工图纸绘制是比较复杂的，需要充分考虑施工技术的应用、施工标准要求、施工工艺选用、交叉施工等等，所以施工图纸绘制容易出现差错。为了避免此种情况发生，设计人员可以利用BIM技术来辅助施工绘图，也就是利用Revit软件的详图试图功能，将建筑方案与施工绘图进行双向关联，以便设计人员能够掌握建筑工程各方面数据，按照施工要求及建筑工程基本情况，展开建筑施工图纸各个部分的设计，协调不同专业、不同施工工艺等，为后续有计划、有步骤地进行建筑工程施工奠定基础。

4、模型分析阶段

完成建筑方案设计，并不意味着该方案可以直接应用于建筑工程建设之中。因为建筑方案可能存在与实际情况不相符的问题，而设计缺陷又会导致后续工程施工不合理，诱发施工质量问题。所以，建筑方案审核是一项非常重要的工作。在组织相关专家、工程负责人、技术人员及施工人员等进行综合评估和审核建筑方案之前，设计人员可以利用BIM技术来模拟分析建筑方案，进一步优化建筑方案。BIM技术的应用，能够基于建筑方案来创建虚拟建筑模型，对建筑相关信息予以整理，开展智能化的分析，判断建筑结构设计是否合理、建筑基本参数设置是否合理、建筑使用是否科学，从而提出最优的设计方案，相应的设计人员能够及时发现建筑方案存在的问题，有针对性的修改，获得与工程信息相一致的建筑方案，为后续可以有效应用建筑方案展开工程设计创造条件。

（二）案例分析

1、建筑工程概述

位于某市的美术馆建设项目被视为城市标志性建筑物，要求建筑物具有较强的艺术感、具有较强的功能性及实用性。建筑工程项目的用地面积约8000m2，总建筑面积约2000m³，建筑高度25m，地上6层，地下1层。

2、建筑工程分析

从城市建设的角度来讲，该建筑工程项目为公共文化场馆，伫立在高楼之间，需要与高楼相融合，需要与周边环境相协调，同时具有一定的艺术感、文化感。为此，建筑工程项目设计需要解决的难题是大跨度的建筑空间的呈现、多样化的建筑功能的呈现;艺术感和文化感要求建筑结构不能中规中矩，比如设计旋转楼梯、曲线的建筑外形等等;建筑物占地面积不大，周围环境比较复杂，人员流动频繁，使得建筑施工场地有限，且要注意避免破坏地下管线、避免影响周边正常交通运行等，所以建筑工程施工难度较大。

3、基于BIM技术的建筑设计

基于以上对BIM技术在建筑方案设计中应用分析，该文化馆方案设计的具体流程如下，即：

（1）前期策划

考虑到建筑方案设计难度较大，设计要求较多的情况，需要BIM技术的支持。为了保证建筑方案设计顺利展开，首先是成立BIM设计小组，确定项目负责人，并由项目负责人制定岗位工作责任制，将工作责任落实到每个设计人员的头上，以便他们认真履职。在此基础上组织小组成员共同制定BIM设计目标，即搭建BIM平台，负责建筑物相关信息的传递与处理;基于BIM技术展开建筑物设计，综合性分析设计方案，优化建筑物设计。组织小组成员共同构建BIM应用软件，比如算量软件、建模软件、绿色建筑分析软件、可视软件等等。

（2）技术评审

本次建筑工程设计涉及到的专业较多，包括建筑专业、机电专业、电力专业等等，为了保证建筑方案设计满足各个专业要求，提高整个建筑方案的应用价值，需要明确不同的专业技術评审，以便在后续设计过程中进行针对性技术评审，及时发现专业问题，并予以处理，避免设计方案遗留问题。具体来讲，建筑方案技术评审包括总平面设计相关规范要求、建筑单体设计规范、建筑结构设计相关规范;建筑施工图设计技术评审，包括建筑专业评审、结构专业评审、机电专业评审。比如建筑专业评审，主要是对建筑材料、消防系统、墙体构造等方面设计予以评审;结构专业评审则是对基础选型、地下室结构、结构布置平面图、结构抗震性等方面设计予以评审;机电专业评审则是对机电统一技术、管线综合设计、室外管线设计、平面立管、通风空调房排线设计等方面予以评审。

（3）方案设计

利用BIM技术来整合处理建筑工程相关信息，模拟真实的环境来客观地分析不同条件下建筑设计，优化设计方案。具体包括模拟不同日照条件对建筑物的影响，优化设计，也就是利用BIM模型进行日照分析，收集并整理当地气候相关信息数据，大致设置不同季节日照，分析建筑物朝向，设计最佳朝向的建筑物;模拟不同风向环境对建筑物的影响，优化设计，也就是利用BIM模型进行风环境分析，比如不同风向、不同风力对建筑物的影响，进而设计建筑物的结构、建筑中庭位置等;模拟不同场地声音对建筑物的影响，优化设计，也就是对建筑物所在地周围环境进行全面分析，了解噪音产生来源及噪音传播情况，进而客观分析建筑物可能遭受的噪音影响，以此为依据来优化设计建筑物，降低建筑室内遭受噪音影响程度。

结束语：

城市现代化发展的背景下建筑工程建设不仅要满足人们的使用需求，还要具有美化城市、改善环境等作用，所以建筑工程建设必须要创造较高的经济效益、社会效益及生态效益。为此，建筑工程设计难度较大。此种情况下应注重加强BIM技术的应用，该项技术具有多种功能，能够根据建筑工程项目实际情况、施工现场实际情况及设计要求等，整合建筑工程相关信息，拟建建筑模型，基于日照、风向、周围环境等不同条件来优化设计建筑物，提高建筑方案的可行性，同时减轻设计人员工作量，提高工作质量和工作效率。所以，将BIM技术应用于建筑方案设计之中是非常有意义的。

参考文献：

[1]高德昊. BIM技术在建筑设计中的应用研究——评《建筑工程BIM概论》[J]. 工业建筑， 2020， v.50;No.572（09）：190-190.

[2]张东亮. BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略研究[J]. 城镇建设， 2020， 000（001）：234-234.

[3]席新元. BIM技术在建筑工程设计中的运用优势[J].  2021（2020-20）：147-148.

[4]席新元. BIM技术在建筑工程设计中的运用优势[J]. 设备管理与维修， 2020， No.482（20）：153-154.