浅析BIM 技术在建筑工程设计中的应用优势

文／程庆 景德镇市建筑设计院有限公司 江西景德镇 333000

引言：

随着经济社会的发展和城镇化水平的提升，大量的农村人口逐渐转向城市，由此造成城市用地紧张。城镇居民对建筑工程的要求不断提升，加大对建筑工程的需求，而建筑工程作为影响民生的重要行业，为建筑工程行业的快速发展提供了现实依据。信息技术的迭代更新使传统建筑工程设计难以满足实际的工程需求，通常会面临工期延长、质量低下等问题。所以建筑工程设计需要谋求更新的技术手段来提升工程质量，BIM 技术应运而生。BIM 技术的使用可以弥补传统建筑工程设计的缺陷，是一种新兴的信息设计技术。如何在建筑工程设计中充分利用BIM 技术的优势成为建筑行业相关部门应重点思考和解决的问题。

1.BIM 技术的简述

建筑信息模型（Building Information Model，BIM），是由美国传入中国的，它是21 世纪信息技术发展到一定程度衍生的产物，能够对建筑行业的发展起到强有力的推动作用。BIM 技术利用专业的工程软件，将建筑工程内部的构件和系统赋予具有彼此关联的参数信息，并通过三维立体的形式对建筑工程进行设计、编辑、修改以及分析，贯穿整个工程体系，极大程度提升了工程效率[1]。BIM 技术的核心是利用计算机三维模型形成强大专有的数据库，并通过对数据的动态观测及时进行工程进度和规划调整，分析和调动建筑工程数据，为建筑工程决策提供科学准确的数据，提升建筑项目工程质量。BIM 技术是一种新兴的建筑工程设计技术，是对传统CAD 技术的革新和发展。它在二维图纸的基础上延伸到三维甚至多维层面，实现对建筑模型的多维度观察。随着时代的发展，BIM 技术中已经引入了时间维度，帮助建筑工程设计者更为直观清晰的进行图纸设计。

通俗来讲，BIM 技术就是某一建筑在实际动工建设之前先通过三维立体的图形将建筑完整准确地利用计算机软件展现出来，并通过多次修正实现数据优化。BIM 技术具有强大的协同优势，可以尽可能协调不同建筑主体和利益方的信息协同，降低多方沟通成本，提升经济效益。

BIM 技术在建筑工程设计中的突出优势就是可以实现协同作业、可视化设计与碰撞检查[2]。

第一，BIM 技术为不同主体之间协同作业提供了专业化的平台，可以使不同设计者将其工作内容上传至指定的位置，方便不同部门人员即时共享设计信息，提升设计效率。通过三维可视化的设计形式，设计者可以及时发现设计图纸中的问题，不断对设计参数进行修正以达到最为科学合理化的效果。

第二，BIM 技术的使用可以最大程度实现数据优化，保证部门之间的协调性。建筑工程设计者利用BIM 技术不仅可以实现平面作业，还可以利用三维模型实时查看建筑数据，在虚拟环境中设计建筑参数，减少建筑工程的安全隐患，保证建筑工程质量，延长建筑的使用寿命。

第三，BIM 技术可以对建筑工程中的构件和专业设计进行细致完善的碰撞检查，从而提前消除硬碰撞与软碰撞，不断完善工程建设流程，避免人为失误产生工程质量问题，做到充分利用空间，保证后期的维修。

随着工业化和城镇化的发展，城市用地紧张，所以为了节省城市用地，高层建筑越来越多。建筑工程设计不仅需要关注建筑的实用性和复杂性，也要注重建筑的美观性。BIM 技术的应用使建筑工程设计变得更为简单和直观，提升建筑设计质量。

2.BIM 技术在建筑工程设计中的应用现状分析

BIM 技术作为建筑行业重要的设计工具，能够为设计者提供清晰可视的分析数据，可以看作设计者的重要辅助和导向工具。使用BIM 技术可以协同各个部门，实现信息的即时高效共享。BIM 技术是从国外引进的，起步时间较晚，所以与西方发达国家会存在一定的差距，在虚拟现实或者BIM 后期显示技术方面较为稚嫩。我国与国外的管理体系不同，要实现对建筑工程管理的精细化和全面化，为BIM 技术的推广和普及提供管理制度的土壤。城市建筑尤其是高层建筑的内部结构复杂、对安全性要求高，要充分利用BIM 技术进行设计水平的提升，以达到预期的管理效果。BIM 技术可以缩短工程周期、提升设计效率，以降低设计成本。建筑工程设计会涉及如施工方、设计方、业主等多个建筑主体，利用BIM 技术可以最大程度降低传统建筑设计的失误概率，优化和修正参数，不断改善建筑工程设计品质。建筑工程设计各方都应建立科学的管理制度，明确岗位职责，实现管理效率的提升[3]。

建筑模型就是按照实际建筑的等比例进行缩小后得到的，可以直观立体地反映建筑内部和外在的特点。传统建筑设计者可以利用二维图纸进行建筑设计，而BIM 技术的应用使建筑设计由二维走向三维，使建筑工程设计更容易得到反馈。BIM 技术的引进和使用时间相对较短，在软件操作与实际数据之间会存在一定的差距。参考数据与实际建筑数据之间的误差较大，就容易对三维建模的效果产生影响。BIM 技术通过对数据的分析和对比，强化对建筑内部结构的认知，从而构建直观清晰的建筑模型，进行等比例建模。BIM 技术的使用可以保证建筑的合理和美观，增强协调性，精简施工流程，提升建筑工程水平。

3.BIM 技术在建筑工程设计中的特征

3.1 信息化

信息化的发展为BIM 技术的应用提供了技术支撑。建筑工程设计工作需要做到与时俱进，创新和优化技术手段，为建筑工程设计的不断完善打好基础。BIM 技术将信息技术作为技术核心，可以将所有的建筑工程数据纳入系统当中，及时更新数据库，提升设计人员的工作效率[4]。

3.2 可视化

BIM 技术实行三维立体的建模形式，对建筑内部结构和外部景观进行准确记录和展现，将建筑工程设计的内容直观展示，实现可视化。例如，设计人员在进行建筑工程设计时，可以利用中线呈现建筑效果。建筑工程设计需要考虑和分析的参数指标较多，设计工作相对较为复杂，所以设计人员在利用BIM 技术进行设计时，可以将实际的工程信息转化为具有明确数据的信息，并利用这些信息构建三维立体图，保证整个过程的简单化和清晰化。

3.3 结构优化

建筑工程设计是一项复杂且专业的工作，涉及如建筑设计、施工、运行以及维护等多个流程，而BIM 技术的应用可以优化建筑流程，对建筑工程进行分析和监测。实际的建筑施工多是露天作业，会受到较多外界因素的影响，因此设计人员应充分考虑影响建筑施工质量的因素，制订并执行科学的制度，优化建筑类型[5]。

4.BIM 技术在建筑工程设计中的应用优势

BIM 技术的应用可以最大程度提升建筑工程的效率，弥补传统建筑行业的不足，所以BIM 技术在建筑工程设计中具有多种应用优势。

4.1 BIM 技术在建筑方案设计中存在的优势

设计人员在制订建筑方案设计前需要搜集和整理影响建筑工程质量的各项数据，从而利用BIM 技术将调研数据转变为具有可视性的建筑模型，实现信息在各个建筑主体的传递和流转，实现对建筑工程空间的测量与评估。建筑工程设计人员和业主可以实现即时交流和沟通。设计人员与业主对建筑的每项数据进行沟通和探讨，实时修改不合适的建筑数据，保证建筑工程设计可以让业主满意。建筑师根据业主的要求和建筑工程的实际情况统一进行建筑图纸修改。BIM 技术的使用可以弥补建筑方案设计中的不足之处，提升建筑工程的实施效率，把握建筑工程的施工节奏，避免耽误工期，降低建筑支出成本[6]。BIM 技术的使用可以通过三维可视化的模型与建设要求进行比对，制订符合标准的方案设计。

4.2 BIM 技术在建筑工程划分上存在的优势

建筑工程的空间可以利用BIM 技术进行区分，并将其引入建筑工程设计当中，提升建筑工程设计的水平。BIM 技术可适用于不同的场景，尤其是地形较为复杂、不易勘测的地带，收集和整理与地形、地质、水文、气候等因素有关的数据进行调研。BIM 技术可以解放人力，降低施工成本，严格控制建筑工程设计成本。要想实现高水平的建筑工程设计，设计人员需要对当地的环境进行实际勘察，对关键参数指标做到先进性测量，多次进行建筑工程实验比对，有针对性地开展建筑物模拟和校验。做好建筑工程的区域划分可以更好地收集建筑资料，并将这些数据纳入数据库中，方便设计人员对数据的调用和规划，优化建筑内部空间结构，提升建筑工程设计的水平，降低建筑施工成本。

4.3 BIM 技术在建筑工程管理设计上存在的优势

使用BIM 技术的关键在于对各项建筑工程的数据进行高效管理，而想要充分利用BIM 技术实现建筑工程设计则需要对如建筑几何信息、非几何信息与数据信息的测量。BIM 技术的应用可以使管理者采取更为有效便捷的方式进行各部门的沟通与探讨，降低部门之间的沟通成本[7]。建筑工程设计是一项复杂且系统化的工作，由此带来较为繁琐的管理问题，使设计人员在方案设计和流程把控上缺乏强有力的手段。BIM 技术的应用使建筑的各项参数指标和信息都可以纳入系统当中，直观清晰分享给参与建筑项目的人，将建筑工程设计信息准确传达给信息读取者。BIM技术不仅可以对建筑工程设计的参数指标进行分析，还可以随时调动相关的会计信息，为管理者进行科学决策提供准确的数据信息。BIM 技术的引进可以帮助建筑工程管理层实现管理的高效化和便捷性，提升建筑工程设计的质量。

4.4 BIM 技术在建筑细节中存在的优势

随着经济社会的发展和人们生活水平的提升，人们对建筑的要求越来越高。建筑不仅要满足人们居住的需求，保证建筑的实用性功能；也要保证建筑具有美观性，为人们提供更为舒适的生活和工作环境。所以，建筑工程设计应关注建筑的细节，充分尊重业主的设计需求，开展精细化设计作业。BIM 技术可以通过对数据的深入分析以及可视化的软件操作，反复查看建筑设计细节，打造更具有人文关怀的建筑，保证建筑的宜居性和实用性。BIM 技术在建筑工程设计上发挥着不可比拟的优势，利用采集到的信息构建与真实建筑相符合的建筑模型，保证数据的严谨性和精准性。BIM 技术可以扩大建筑工程设计的广度和深度，确保数据的准确性和客观性，优化建筑工程设计的资源配置，确保建筑工程实现精细化管理[8]。

4.5 BIM 技术在绿色设计中存在的优势

随着经济社会的发展和我国对生态环境保护的意识加强，建筑工程中应尽可能使用绿色材料以降低建筑原材料对环境的破坏，减少产生如粉尘污染、光污染等情况，实现节能减排，优化资源配置，提升建筑企业对建筑资源的利用效率。建筑工程除了可以使用绿色材料之外，还需要充分利用如自然通风、自然采光等优势，减少对施工材料的浪费。建筑行业要想在激烈的市场竞争中脱颖而出，就要不断提升建筑工艺水平、保证建筑工程质量、追求建筑的节能环保。BIM 技术的应用可以将建筑内部进行全方位的展示，直观展示所需要的材料，充分结合建筑的地形、水文、气候等自然因素，将各种建筑资源进行充分利用。建筑工程设计要利用多种专业知识，充分考虑建筑工程的采光与通风，使人们在居住时能够感受自然，提升对自然资源的利用效率。

5.提升BIM 技术在建筑工程设计中应用效率的策略

5.1 建筑工程设计要与其他部门进行高效合作

建筑工程设计是一项专业且复杂的工作，涉及多个环节和部门，因此需要部门之间做好配合和协调。要想保证建筑工程设计的质量，相关设计人员不仅要严格按照BIM技术的操作流程和步骤，还要利用BIM 技术实现建筑资源的共享共建。建筑工程设计部门与相关单位进行合作，找到自身与其他建筑单位的差距，做好管理流程优化。建筑工程设计人员应充分结合当地建筑的实际情况，根据专业化的建筑工程设计方法，对建筑设计进行优化和调整，提升建筑工程设计的质量和水平。BIM 技术是经济社会发展到一定程度的产物，能够减少人为失误，解决信息沟通不畅的问题。另外，BIM 技术的使用可以大幅度缩短工期，提升建筑工程设计的效率，充分利用现有的资源，提升BIM 技术的普及程度。

5.2 BIM 技术的完善需要多方参与

建筑工程设计在实施过程中会有如建筑企业、建筑工程设计者、业主等多方参与，涵盖的人员数量较多，所以人员素质参差不齐。建筑工程设计需要专业的人员进行专业化的设计，为后期的建筑施工提供准确的图纸。建筑工程设计不仅需要设计人员，还需要人力资源、财务管理、审计等部门共同对设计方案进行审查，及时发现设计方案中的纰漏并加以修改，严格控制建筑工程的流程和成本，提升经济效益。因为建筑工程实施会涉及多个部门，而通常情况下每个部门对建筑工程设计关注的角度不同，所以难免会出现一些不同的声音或意见。BIM 技术可以综合各个部门的意见，并对其加以分析和整合，充分考虑和协调各方的利益，避免后期施工中出现大规模修改的情况，减轻设计人员的负担和工作量。因此，建筑企业在使用BIM技术进行工程设计时可以邀请各个部门的负责人参与研讨，提出有针对性的意见和想法，确保工程设计图纸可以满足各方的需求[9]。

5.3 提升建筑工程设计人员的综合素质

BIM 技术是一种新兴的信息技术，其中涵盖计算机、建筑、法律等专业性的知识，对设计人员的要求较高。另外，建筑工程设计人员要想在激烈的就业市场中脱颖而出必须不断强化自身的综合素质，加强技术培训。首先，针对BIM 技术操作流程和步骤，建筑企业应为建筑工程设计人员安排定期的技能培训，统筹考虑和分析影响建筑质量的因素，不断提升建筑人员的专业技能水平。建筑企业应安排技术骨干的交流会，鼓励技术人员在会上踊跃发言，积极沟通在工作中遇到的问题，实现教学相长，集思广益。其次，建筑企业应鼓励设计人员积极参与职称评定或者考试，提升其业务能力。建筑企业的技术责任人可以设立考核机制，明确赏罚，调动设计人员工作的积极性。最后，建筑工程设计人员应明确建筑行业是在不断发展的，要想不被时代淘汰，就要树立终身学习的态度，不断完善自我，提升技能水平。

5.4 建筑企业应重点培养技能型人才

我国建筑行业发展迅猛，但是BIM 技术仍处于起步阶段，所以需要不断优化该技术以便为建筑工程设计提供更好的服务。建筑施工人员通常具有丰富的施工经验，但是因为BIM 技术使用较少所以建筑行业应有意识地培养建筑技能型人才。要想熟练掌握BIM 技术不仅需要拥有扎实的专业知识，还要拥有足够的实践技能。所以建筑工程设计人员应深入施工现场，主动采集和整理施工现场的资料，完善施工流程。全面的建筑技能型人才必须实现理论与实践相结合，在实践中熟练掌握BIM 技术操作。技能型人才可以将BIM 技术融入建筑施工中，为建筑工程行业的发展保驾护航。

结语：

综上所述，BIM 技术是信息技术发展到一定程度的产物，能够大幅度提升建筑工程设计的质量，保证施工进度，促进建筑行业的健康长期发展。BIM 技术在我国的引进时间较短，所以在发展上存在不够成熟的地方。但是建筑工程设计应充分发挥BIM 技术的优势，推动建筑行业向前发展。建筑企业也应采取有针对性的策略解决BIM 技术在推广中遇到的问题，提升BIM 技术的应用水平。