天津市轻工业设计院 300193
摘要：我国建筑行业发展水平显著提高，智能化技术在建筑设计中得到广泛应用，传统的二维设计已不能较好的满足复杂的建筑设计的需求，三维的建筑信息模型（BIM）应运而生并快速发展。本文概述了二维设计的缺陷，并对BIM技术的定义和优势，以及在建筑设计应用上面临的挑战作出分析。
关键词：BIM技术；工程设计
1、传统二维的工程设计的缺点
二维CAD技术是我国现阶段建筑设计施工的主要交流手段，但是随着科学技术的不断发展，传统二维CAD设计的缺点也显现出来。对于同一个建筑构件，可能需要多张投影图，这就使设计人花费大量时间在思量如何表达上，效率较低。如果有修改变化，多个图纸需要重新绘制，影响其他专业，且容易造成遗漏。另外，一个项目会有各专业N多个DWG图纸文件，这些文件除了图形信息外，还会有大量的设计参数等非图形信息。由于二维图的数据结构中，没有足够的原始数据，就无法组织使用这些数据。必须由专业的人员才能读懂，提取数据必须由读图的人按照许多规则进行解释。可能设计方案在设计人头脑中非常清晰，但如果没有表达清楚，造成读图人的理解偏差，造成施工与设计不符。特别是在设备机电设计上，管道、线缆之间很容易相互碰撞。这时候再根据现有情况做出的设计变更、签证就难以达到最优方案，导致使用效果不佳，或者工地停工，工期延长，甚至出现返工的情况。
因此，二维图纸离不开“人”的干预，难以真正把设计者的设计思路、图纸信息完全传递给读图的人。如何将施工信息、空间信息以及管理信息在上下游直接共享传递，已成为当前行业的研究课题。
2、BIM技术的定义和优势
建筑信息模型（Building Information Modeling，又称建筑信息模拟），简称BIM，是由充足信息构成以支持新产品开发管理，并可由计算机应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型，即数字技术支撑的对建筑环境的生命周期管理。它是建筑学、工程学及土木工程的新工具，由Autodesk公司在2002年率先提出。
BIM模式下三维设计与出图是以BIM信息模型为基础，可以集成建筑的各种信息数据模型，对于建筑信息实现资源共享，为所有专业的协作提供了一个平台，提高了建筑设计的效率和质量。具有以下优势。
（1）可视化。通过BIM技术能够完整的表现出建筑信息，直接生成三维模型，形象直观，能够从任意角度进行观察，明确建筑内各结构部件、设备管线的空间位置，检查布局的合理性。这种可视性不仅表现在效果图和报表上，而且在进行建筑设计、施工及运营维护的过程中还能实现沟通、讨论、决策的可视性上。
（2）协调性。设计人员在满足本专业要求的基础上，还要充分考虑建筑结构以及水暖电等专业展开合理设计。尤其在管线综合上，常出现暖通、给排水、强弱电、消防等相互碰撞的问题。在实际工程中，先进场的施工队会有较大施工空间，在他们“尽情发挥”之后，后进场的施工队面临狭窄的作业面，他们在“夹缝中生存”，甚至出现无法施工的情况。而BIM为各专业提供了协同设计的平台，进行碰撞检测。
（3）模拟性。BIM技术不仅是三维立体模型，还可以模拟无法在真实场景中进行的操作。比如日照模拟分析、建筑物能效模拟、施工模拟、进度模拟、成本模拟、安全模拟等。
BIM模拟性提升了方案规划的合理性，有效减少设计阶段的错漏碰缺，有助于项目全过程的高质、高效，同时对于整个项目精细化、集约化管理提供了硬核技术支撑。
（4）优化性。工程的设计、施工、运营是一个不断优化的过程。由于工程到达一定复杂程度，参与人员本身的能力难以全面掌握所有信息。而BIM模型提供了高度集成与整合的建筑信息，包括几何信息、物理信息、规则信息。由于各部分的设计参数一目了然，这使得优化过程更准确、更便捷。
（5）可出图性。BIM技术可根据需要生成平面、立面、剖面和三维详图等。除了提供常见的设计院所出的建筑设计图纸，还可以通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，出具综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案。图纸表达更为清楚，更好地指导现场施工。
3、BIM技术在建筑设计中面临的挑战
BIM技术在我国建筑行业中的应用还处于刚刚起步阶段，目前国内绝大部分设计院采用的还是2D工程制图。虽然在一些大型项目采用了BIM建模，但对于国内的建设大潮，目前的应用只不过是“小荷才露尖尖角”，而且面临诸多挑战。
（1）缺乏复合型人才。从业者不仅应熟练掌握BIM的理念和软件操作，还要具备工程专业背景和项目实践经验。能够根据项目情况制定合理的专业方案，符合相关国家规范标准，并最终反映到BIM模型中去。如今很多项目的BIM组和技术组是两个系统，设计流程是先做平面设计，然后再用BIM建模，搞技术的不会建模，做BIM的不懂工程。如果再加上沟通不畅，就很难把设计思路以及设计参数完全反应到三维模型上。
（2）BIM应用模式及深度不够，缺乏规范标准。这些标准包括数据交换标准、BIM应用能力评估标准、项目实施规范等。目前大多数项目的BIM应用是专项应用较多，集成应用少，这就难以发挥BIM集成化、协调化的价值。行业急需规范化、系统化，明确达到什么样的标准才算合格。
（3）建筑行业的大环境不利于BIM技术的广泛推广。BIM是属于新型技术，也是一种全新的操作模式，其应用实践还不多，能够为企业带来的效益具有不可预见性。同时，企业要运用BIM技术，需要对现有的设施、人员配置进行调整，可能前期投入资金相对较多。
4、结束语
BIM 技术以精准的模型为设计者和使用者提供立体化、参数化、数字化的素材，有利于提高设计质量，使设计行业向更加高效、便捷、科技化转变。虽然它的全面推广还存在诸多困难，但现代科学技术的飞速发展以及建筑行业整合，为BIM技术的发展和普及应用提供了有利条件。BIM 技术应用是时代发展的必然趋势。
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