BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略

2023-01-23陆春生

城市建设理论研究（电子版） 2022年35期

陆春生

华域建筑设计有限公司辽宁沈阳 110000

建设设计是建筑项目开展中必不可少的重要环节，建筑设计的优劣直接关系着建筑项目的质量的高低，BIM技术的运用给建筑设计注入了新的活力和生命。BIM技术中先进的信息建模功能，能够将建筑项目中各个结构的功能特征、细节特点进行了生动的展现，为建筑项目的施工作业提供标准化、专业化的指导，有效降低建筑项目的施工能耗，合理缩减施工进程，更快更省的完成建筑项目建设，进一步提高建筑项目的质量和品质。

1 BIM技术内涵与特征

1.1 BIM技术内涵

BIM技术是舶来概念，全名也叫Building Information Modeling，翻译过来即是建筑信息建模。它是可以综合使用在建筑学、工程学这几个学科门类的一种新工具，它以时新的三维图形为主体，以物件导向为媒介，将与建筑相关的各类信息辅助于电脑的设计，完成建筑信息的集成处理，从建筑的设计、施工、运营进行全生命周期处理，把建筑项目中各个环节的信息都集成在一个多维模型的信息数据库中，从而使得建设项目的设计团队、施工单位、运营部门等人员可以通过BIM的信息数据实现协同合作，进一步提高建筑项目各个环节的工作效率，让建筑项目的各项资源得到合理的配置使用，有效降低建筑项目的施工成本，推动建筑项目的健康可持续发展。

1.2 BIM技术特征

在建筑设计中BIM技术发挥着重要的作用，其技术特征主要体现在三个方面：第一，模型性。BIM技术的实质是建筑信息模型，在建筑设计上的运用的基础是信息，在建筑设计中所涉及的信息都是通过数字化的形式而存在的，并借助数字形式来将建筑物的相关信息参数存储在数据库中，并对信息进行实时更新与信息共享，为项目建设提供了数据支持。建筑信息模型，是由多种类型建筑结构所联合构成的，建筑结构材料、构成方式和大小等信息都在建筑设计中融合。在建筑设计中这种参数化设计理念与传统的CAD设计具有本质上的区别。第二，关联性。在建筑设计中各项数据信息参数都存在一定的关联性，且所有建筑设计的信息与数据参数都会存储在数据库中，这些数据之间有密切的联系，只有确保这些信息之间的协调，才能为建筑设计和建筑项目实施提供有利的条件[1]。第三，协调性。在建筑行业中关键的问题是协调性，建筑设计方案的落实需要各个部门之间相互协调与相互配合，在BIM信息技术中可以通过建筑信息模型来对各个专业部门之间的问题及具体职责进行解决与明确，确保建筑项目设计得更加合理，提升建筑设计质量与设计水平。第四，优化性。BIM技术打破了建筑信息在时空层面的限制，实现对复杂数据的优化处理，降低建筑设计人员的计算强度，提高建筑设计的科学性。

2 BIM技术在建筑设计中的应用优势分析

BIM技术是建筑信息模型的缩写，是一个运用于建筑工程领域中的新型辅助工具，由于其本身的优点和功能，近年来在建筑业中取得了良好的使用效益。BIM技术在建筑工程设计中的应用优点，一般表现在如下几个主要方面：(1)可视化处理技术的优势。建筑工程设计方案处理是BIM技术的一项明显优点，特别是在建筑架构设计中的运用。传统的建筑结构设计都是由人工实现的，通过建筑方案设计者和结构设计师的通力与合作，建筑的结构设计能够很直观地在二维图纸上完成，不过这个方法也存在着一定的弊端，由于传统建筑图纸上结构都是以二维平面方式的，而现代建筑结构则是立体的，从而在表达和认识方面都存在着一定的障碍。如通过采用可视化处理，就可以很直观地把二维平面的建筑构造设计方案图纸转化为三维空间的建筑立体模型，这也可以让建筑工程的建筑构造施工方案更加直观，使施工人员比较全面地了解实际施工的建筑构造要点。这样，可以提高建筑结构部分的施工质量[2]。(2)模拟化处理技术的优势。利用把有关建筑工程设计的信息与数据分析输入到BIM技术系统中，从得到的建筑工程设计方案三维模型中，可以运用模拟方式仿真和重构最优的设计方案，进而可以找到建筑工程设计方案中不恰当的地方，能够更加直观地表现实施方案中的问题，当加入了相应信息之后，就能够进行对建筑工程设计方案的全面优化，从而提升了方案的科学性，保证建筑工程施工得更顺畅进行。(3)施工方案优化技术的优势。如果在建筑工程设计中使用了BIM技术之后，就能够比较准确发现了建筑设计方案中的主要问题。就这样，通过技术人员的深入研究和探索，除了可以全面优化建筑施工总体设计方案外，还可以把建筑工程设计方案中实际出现的各种情形都加入到BIM系统程序当中，从而利用BIM系统的具体程序对建筑工程设计方案实现了全面优化，进而使建筑工程施工设计方案变得更加合理。

3 BIM技术在建筑工程设计中的具体应用分析

BIM技术在建筑工程设计中具有良好的应用效益，可以全面提高建筑工程设计品质。BIM技术在建筑工程设计中的运用一般涉及这样一些方面。

3.1 建筑结构设计中的应用

BIM技术在建筑结构设计中有着不错的使用效益，和传统建筑结构设计比较，利用BIM技术的可视化三维立体建模技术能够更好地满足现代建筑结构的设计要求。首先，因为建筑结构设计比较复杂，常规的二维图纸所能表现的结构设计重点范围也相当小，而通过运用BIM技术，使结构设计要点通过三维空间立体模型表现出来，能够提高建筑结构设计的立体性与直观性，使施工者更好地了解建筑结构的重要信息。其次，BIM技术能够在仿真检验流程中进行对工程结构设计的优化，利用BIM技术的碰撞检测，能够正确辨识当前建筑结构设计中存在的不合理之处，因此利用信息化的方法能够实现对建筑工程结构的设计优化。最后，利用BIM技术，能够协助施工人员更好地了解和熟悉建筑结构施工需注意的问题，能够因此减少建筑结构施工的意外风险，从而提高了建筑结构的施工安全，尤其是在高层建筑结构施工中，能够给施工人员带来更良好的安全保护[3]。

3.2 建筑施工流程设计中的应用

对于大型建筑工程而言，施工周期一般较长，施工要素较多，如果施工过程中各环节、各部门之间的协调无法解决，则将会造成整个施工过程中出现的一系列问题，进而严重影响建筑品质与施工效果。因此，在施工设计中使用BIM技术，不仅可以全面提高施工方案设计流程的科学性，还可以帮助施工单位更好地规范施工流程，进而可以有效避免各种差错情况。例如，在钢筋混凝土结构施工中，通过运用BIM技术对施工流程加以优化，能够使钢筋混凝土结构的施工顺序更加科学，施工人员能够更好地掌握钢筋混凝土结构的施工要点，从而能够提高钢筋混凝土施工效率，这是BIM技术在建筑施工流程设计中运用的主要优势体现。

3.3 建筑管理设计方面的应用

建筑施工要想成功实施，必须进行完整的工程管理。传统的以人力为核心的管理模式效率不高，且管理品质也不够，信息化管理已经是当前建筑工程管理的主要模式，它能够解决人力管理中的很多难题，而BIM技术正是当前管理模式的重要组成部分。采用BIM技术设计信息化管理，能够使信息化管理平台更加完备，使建筑施工过程更为有条不紊。例如，可通过在BIM的技术管理平台中，添加人员管理、材料管理、机械管理、质量管理和综合管理等功能，可以科学有效地控制施工全过程。由此可见，BIM技术在建筑工程管理设计中具有重要意义，可以全面提高施工管理的综合效率，进而为建筑施工创造保障，推动建筑工程有效进行。

4 BIM 技术推广中存在的问题

第一，BIM技术应用成本高昂，建筑设计单位缺少专业应用人才。BIM技术非常复杂，必须由专业技术人员操作，但设计单位没有专业人才，必须耗费巨大的时间与精力加以培训，而且投入成本也很高，这导致建筑设计单位对BIM技术的应用缺乏热情，影响了BIM技术的推广。正基于此，需要进一步提高建筑设计单位对BIM技术的了解，明确其优势，从而促使建筑设计单位开展更广泛的BIM技术运用和学习。

第二，设计师本身缺乏学习BIM技术的热情。因为受到了传统二维设计的冲击，设计师的基本工程知识和技能都仅限于普通二维平面技术，对BIM技术的了解不足，也限制了设计者对学习和运用BIM技术的热情。另外，对BIM技术的使用与掌握还需要软硬件设备的帮助，自费的现实将会改变设计师的积极性，导致推广受到限制。因此，针对这些现实，有必要对设计师进行BIM技术应用培训，了解BIM技术给设计师带来的变化，从而提高设计师的学习热情。

第三，BIM技术中存在着数据结构与格式兼容性的问题。BIM建筑设计数据平台会涉及多种建筑设计的信息整合和设计，但是因为在不同建筑阶段的设计数据格式和文件结构差异，也因此造成了BIM技术平台的兼容性。针对这些现状，我们应大力开展BIM技术研究，建立更为科学的数据平台，进行各个建筑设计环节的统筹和集成，提高BIM技术的实施能力，从而带动BIM技术在建筑设计领域的运用。

第四，各专业之间的协调还不够。因为建设项目涉及很多问题，所以对BIM技术而言，技术革新仅仅是走走形式，而在实质上还不能充分表现出来，所以，唯有通过参数化，整个建筑设计才可以直接变成连接整体的普通BIM技术项目。再次，因为使用现代技术可以帮助实现各种技术图纸间的衔接，所以这是一种更加多元化的平台。但是，同时又由于需要各个学科间的综合协调性，所以技术需求也比较大，同时还必须将BIM技术的各个优点加以协调，在许多方面，各专业的BIM设计能力之间也存在着很大的差距，单一化的专业并不能完全地发挥其各自的长处，而且，各专业BIM建模平台的数据结构和格式都会变化，可能会产生跨平台·数据交换标准的问题。

5 BIM技术在建筑设计中的推广方式

部分人对BIM技术还没有充分的了解，也因此使得BIM技术在一定程度上影响了应用范围。所以为防止这一问题的发生，影响中国建筑设计行业的发展，必须采取相应的举措对BIM技术加以合理的推广。

5.1 做好BIM技术相关理念的宣传工作

想要BIM技术得以运用在建筑设计工作当中，可以让人们更了解BIM技术，需要对BIM技术理念做大量的传播与推广。而由于经济与社会的发展，建筑设计市场的争夺也日益加剧，顾客们对建筑设计者的工作也提出了愈来愈高的需求，其中，项目经理反馈的需求往往是市场需求的主要表现。这样，市场将对BIM技术的使用施加很大压力。所以，为满足市场经济发展的要求，必须在开发过程中进一步应用和推广BIM技术，以提供更准确的建筑设计和更多增值的业务数据模型。只有这样，才能促进我国建筑设计行业的蓬勃发展。

5.2 坚持以人为本的方式进行推广工作

在BIM技术推广和研究过程中，不仅要进行BIM技术理念的宣传和推广，还要坚持以人为本，从设计师的切身利益出发，做好BIM技术的推广工作。我们之所以要开展这项工作，是因为不同的人有不同的追求和根本利益，因此，无论是要提高施工技术水平还是效率，使用BIM技术都必须是最好的手段。当建筑设计师将BIM技术应用于建筑设计时，BIM技术不仅具有较高的应用效率，而且可以为市场提供更好的设计产品和更全面的服务，从而推动建筑设计水平的各个方面的提高。

5.3 做好周边业务积极拓展的工作

一个完整的建筑信息模型不仅可以有效地指导建筑工作的实施过程，还可以通过建筑模型的应用，实现相应的交互式仿真演示、建筑节能演算、建筑施工成本和过程的精确控制，这对建筑设计师的实施具有重要意义。当运用BIM技术完成建筑设计时，建筑设计人员还能够为竣工建筑后期的管理流程提供数据支撑。所以想要对BIM技术开展更有效地推广操作，BIM技术必须应用于周边服务，以进一步拓展应用模式。通过这些手段，不仅可以增加BIM应用的投资价值和发展动力，而且可以极大地促进社会效益和经济效益的提高。因此，为了促进BIM技术的发展，我们必须研究更有效地推广BIM技术。

5.4 提高设计相关学科的协调能力

为进一步提高BIM技术的现场使用效果，有必要促进不同设计专业人员间的协作和配合，充分参与BIM技术的运用，从而为进行科学设计提出意见。为促进BIM技术指导专业人士进行工程设计，有必要在建筑工程项目中采用具备一定兼容性的BIM技术。每个专业都应制定相应的交流平台数据交换标准，从而确保各个专业都参与科学的实现，利用BIM技术实现专业参与的功能，推动设计的科学性与信息化。

5.5 提高设计单位人员的积极性

要在建设项目的设计阶段推广BIM技术的运用，就有必要改变设计者的主观认识，以增强对BIM技术运用意义的认识。在全面了解BIM技术的使用优势的基础上，一方面能够调动设计师的使用兴趣，从而在BIM技术的实际使用中发挥更有效的支持效果。为增加设计者的热情，另一方面，国家相关部门可为有权通过该平台开展科学培训的设计师提供强大的财务支持。通过案例教学以及实际模拟，技术人员能够充分认识到运用BIM技术的必要性，这在主观水平上是有效的。但是，为了提升设计者的工作积极性，也为了提高BIM技术的重要性，我们就必须构建合理的激励机制。鼓励设计师通过培训，教育，补偿等使用BIM技术。