中冶南方工程技术有限公司山西分公司 山西省 太原市 030006
摘要：当前，BIM技术在建筑设计应用过程中普遍存在“翻模”现象，这种“翻模”方法没有在建筑设计阶段真正运用BIM技术，未能体现BIM技术在设计阶段的价值，实现BIM技术在建筑设计阶段的正向设计应用已迫在眉睫。本文主要就BIM正向设计技术在住宅建筑设计中的应用进行研究。
关键词：BIM正向设计技术；住宅设计；应用
1基于REVIT的住宅建筑BIM正向设计的优势
1.1项目协同设计
在二维时代中，CAD技术的应用有较多的不足，例如不能充分的实现数据资源共享、缺乏专业协调的技术平台，都是CAD技术表现出的弊端。BIM技术应用的建筑设计中，通过三维建筑组成的信息数据模型，可以满足在一个模型里完成结构设计和设备工程等设计的工作。BIM技术组建的模型，可以便于设计人员直接获取住宅建筑的相关节点、结构信息的数据，并进行核算分析。
1.2定期检查成果
Revit搭建的各专业模型，定期进行碰撞检查，对碰撞检查进行分析与分类，剔除无意义的碰撞，对各专业间的明显冲突进行分类整理，对有问题的地方进行着重配合，可以避免许多按照错误设计图纸施工造成的修改与返工。
1.3设计成果数字化展示
BIM数据模型具有可视化、效果佳的特征，另外还具备动画可视化和渲染的功能。住宅建筑工程设计的过程中，利用BIM技术设计，专业设计人员可以把二维模型中结构复杂的特点，利用三维模型进行直观的展示。采用三维模型可以帮助非专业建筑设计的人员提供准确的数据参考。此外在设计建筑项目时，当建筑项目的设计意向和功能发生转变，通过BIM技术模型可以在最短的时间内修改效果图，同时借助BIM技术模型中具备的动画展示性能，为建筑设计者设计后期的效果图提供参考依据，BIM技术模型既可以有效降低住宅建筑设计难度，还能够降低设计成本。
1.4有效控制工程造价
工程概算的传统工作模式为，通过对二维图纸的归纳，概括，手工输入excel进行统计，由于无法精细到设计的每一部分，以及部分设计属于二次设计范畴，因而容易造成概算的漏项，实际施工中，这部分追加的投资并没有想象中容易控制，这样一些需要严格控制造价的工程就比较棘手。Revit软件的算量功能，对建筑信息模型的所有信息进行数据分析和统计计算，不会出现漏项，对于具体工程而言，设计成果中所有的设计部分，全部可以自动生成算量数据，并具有较高的准确性，也大大减少了算量的工作时间，并且和图纸上面的信息保持高度一致。
1.5施工虚拟建造
借助BIM技术具备的出图性和交互性的优点，可以对住宅建筑施工的节点布置和建筑外观等进行模拟，控制施工质量与进度。利用BIM模型展示，在现场交底这个环节，也有直观准确的作用，很多项目特别是复杂形态的建筑工程，为建筑工程师、技术人员预先掌握和了解项目的空间关系提供了更加快捷的方式，能够让技术人员身临其境感受到工作重点，也使得设计方、工程管理方、业主沟通更加有效[1]。
2住宅BIM设计现状
2.1方案设计到BIM设计
当前的住宅方案设计采用的是AutoCAD软件，以二维的方式进行设计，交付给后面阶段的是二维图文件。在施工图设计阶段，用Revit软件进行BIM住宅设计，则是以二维图为参照，从建立轴网开始输入信息进行建模。方案阶段的二维图不能利用，工作重复，设计效率降低。提高效率，需要打通从AutoCAD到Revit的数据通道。
2.2住宅BIM设计核心
住宅设计的层平面是由交通核及多户型组成，其核心就是交通核及户型的设计。所以在住宅的建模中，交通核、户型是住宅建模设计的最重要、最复杂部分，其建模工作量相当于总模型的90%，是影响建模效率的最大因素。交通核包含电梯、楼梯、消防前室、管道井、门、窗、墙体等建筑单元或构件，涉及建筑、结构、给排水、暖通、电气五个专业。这些是住宅设计的最复杂之处，要求在最小的空间下满足各专业的布置需求，设计工作量大，也是最容易出错的地方。交通核模型要合理、准确并考虑各专业管线间避免碰撞，以及安装与检修空间。户型是由卧室、起居室、厨房、卫生间等多专业组成的模型体。厨房、卫生间占用户型较为狭小空间，而且平面形状各异，有方形、矩形、L形及异形等多种形式，要求在此空间内随门、窗位置的不同进行优化布置。户型内其他功能房间设备一般有暖、电专业，可随房间功能要求进行布置。
3 BIM技术在住宅设计各阶段的应用
3.1在方案设计阶段的场地分析
场地分析是方案设计的前提，设计师需要根据所给数据对基地进行合理与详细的梳理，通过建立基地BIM模型进行数据的收集与整合，再配合GIS等相关软件，对基地周边的自然环境与建筑环境等加以分析。在方案初期，设计师除了考虑项目自身的要求，还需要对当地的地域文化、地形环境、建筑面积、功能要求、建筑形体等进行深入分析，BIM的应用可以将功能、形体、环境这三者的数据紧密结合，通过数据分析帮助建筑师更合理地制定设计策略，使建筑和场地配合得更紧密。此阶段的设计目标并不是单纯地验证设计结果，而是注重建筑方案的推敲和设计策略所带来的节能效果的比对，发现不同设计策略的优劣。严格来讲，这时候的BIM模型只是一个雏形，可以是一个信息不全或者不带信息的3D几何模型[2]。
建筑场地微环境分析时可以做以下工作：
一、日照采光分析；
二、建筑微环境的空气流动分析；
三、建筑声环境分析；
四、建筑群热工分析；
五、规划可视度分析。
3.2初步方案阶段的深化设计
初步设计主要是为确定具体技术方案与施工图的设计奠定基础。通过BIM模型能更高质量地完成建筑设计，利用BIM信息的同步机制对各功能空间的布局与经济指标信息关系做同步分析，方便及时调整指标与设计；利用BIM承载的物理信息做建筑能耗分析，以利于方案优化；通过BIM模型做建筑空间的行人人流与疏散分析；在设计过程中以BIM模型为核心，进行专业内部与专业间的协同设计并进行建筑冲突检测、规范检查与质量分析，达到优化方案与综合协调的目的。这样既可以保证模型与图纸间数据的关联性，又有利于施工图设计阶段的设计修改，为施工图设计打下坚实基础。
在初步方案阶段深化设计时可以做以下工作：
一、各功能空间布局与经济指标信息的同步分析；
二、建筑能耗分析与方案优化；
三、行人人流与疏散分析；
四、专业内部与专业间的协同设计；
五、冲突检查、规范检查与质量分析。
3.3施工图与详图设计
施工图设计成果主要用于指导施工阶段的工作，最终设计交付图纸必须达到国家的二维制图标准要求。这就要求施工图要做到准确无误、数量齐全、符合标准且能联动修改。
BIM系统中建筑的施工图平立剖等图纸由模型自动生成，随着设计的变更自动更新，所有的工程图纸都出自一个统一的BIM模型文件。不同程度的BIM信息模型能导出不同程度的二维工程文件，这其中包含的数据量是传统2D图纸不能比的，完备的BIM信息模型甚至连详图都可以创建出来，而且还可以实现各个详图之间的联动。这样的BIM技术正向设计在施工图阶段不但能减少错误、节省工作时间、提高效率，还能完全确保图模的一致性、各专业之间设计的一致性以及图纸的平、立、剖与节点的一致性。项目在施工时为适应现场情况所做的变更也可以及时更新在BIM模型框架内，极大地方便了竣工模型的交付、图纸的存档以及后期的建筑运维[3]。
结束语
BIM正向设计应用提高了建筑师在设计过程所作的决策的科学性，通过信息共享完善了初步设计阶段各个专业的相互协调配合机制，规避了不同专业之间的设计冲突，以信息模型的统一性形成各视图的联动性，提高了改图的效率，保证了最后施工图的质量。相信随着BIM技术的进一步应用和改进，设计院“翻模”会逐渐成为过去式，BIM在建筑设计中真正发挥中流砥柱的作用将在不久的将来成为现实。
参考文献：
[1]邵光华.BIM技术在建筑设计中的应用研究[D].青岛：青岛理工大学，2014.
[2]卢琬玫.BIM技术及其在建筑设计中的应用研究[D].天津：天津大学，2014.
[3]张家昌.BIM和RFID技术在装配式建筑全寿命周期管理中的应用探讨[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2015（2）：39~41.