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BIM技术在建筑工程设计中的应用林淼

发表时间：2021/4/15 来源：《建筑科技》2021年1月下作者：林淼

[导读] 现阶段，随着我国经济、科技的迅速发展，纵观整个历史长河，有人类的地方就有建筑。而建筑工程作为一个十分古老的学科，在发展的过程中也引用了许多先进的计算机信息技术，并应用在实际工程项目中。传统的设计软件因其二维模型无法直观表达建筑物整体形象、设计人员协同效率低和设计时间长等因素，已经无法满足如今高强度、高节奏的工程周期。

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摘要：现阶段，随着我国经济、科技的迅速发展，纵观整个历史长河，有人类的地方就有建筑。而建筑工程作为一个十分古老的学科，在发展的过程中也引用了许多先进的计算机信息技术，并应用在实际工程项目中。传统的设计软件因其二维模型无法直观表达建筑物整体形象、设计人员协同效率低和设计时间长等因素，已经无法满足如今高强度、高节奏的工程周期。而近几年兴起的BIM技术作为一种新型的设计工具，可以弥补传统设计技术存在的不足，能够更好地帮助专业人员精确地设计建筑物外观和结构的三维模型。它不仅满足了业主越来越苛刻的要求，而且为承包商、建设单位、施工单位等带来最大的经济利益。BIM技术已经逐渐成为国内建筑行业发展的内在驱动力，具有关键的现实意义。
关键词：BIM技术；建筑工程；设计；应用
        引言
        BIM技术是建筑工程领域中十分重要的技术之一，是一种通过建立数据模型来实现建筑工程可视化管理的技术，能够有效呈现建筑工程的整体设计效果，帮助设计师在设计阶段规避很多不必要的技术冲突问题，降低建筑工程发生变更的几率，提高工程施工的质量和效率。设计是建筑工程施工开展的基础，设计图纸和方案的质量越高，工程施工质量、效率、成本控制的水平越高，必须得到建筑施工单位的重视。在应用BIM技术时，设计师需要注意信息数据的偏差问题，避免因偏差导致设计质量。本文从BIM技术入手，分析并探讨BIM技术在建筑工程设计管理中的具体应用效果，希望可以为建筑工程设计水平提升提供一些思路和参考。本文以预制装配式建设设计和建筑供暖工程设计为案例，深入探讨BIM技术对建筑工程设计的价值和作用。
        1明晰BIM技术的概念界限
        BIM技术是信息技术的衍生物，BIM技术指的是建筑信息模型。BIM技术就是将平面的构件转换为空间三维的可视化模型，运用这种方式可以对建筑项目的所有指标进行模拟。通过这种新型建筑模型设计技术，可以获得更加准确的建筑项目信息，使表达的信息更加直观，设计人员就可以凭借这些信息更好的工作，可以更加快捷的制定决策方案，提高工作效率。BIM技术是采用全面的数字信息，对实际物体进行模拟的过程，其技术具有如下特征。第一，设计操作的可视性，能够实现并帮助非建筑设计专业人员直观的理解建筑设计;第二，信息管理更加完备并提升协调性，实现建筑工程设计的修改和深度联动，及时发现问题并进行纠错;第三，具有现实模拟性，BIM技术通过借助于三维数学技术，可以实现最大程度模拟现实中的建筑结构和环境，为提前做出风险预判，降低施工失误的损失起到相当重要的作用。
        2BIM技术的特点
        2.1不同工种的协调一致性
        一个工程往往要被细分为多个方面，由不同项目的专业人员进行单独设计，再后期整合到一起。一个项目涉及到的专业跨度很广，每个专业的设计人员都会设计出各自的图纸，工程量大并且方案杂乱，各个部门沟通存在很大的障碍，造成最终方案一度无法协商一致，漏洞百出，并可能导致工期延长，造成不必要的经济损失。而BIM技术令不同专业基于同一个三维模型进行设计，省去了沟通整合的时间，让各个专业分工协作的效率达到最大化，避免沟通交流不及时造成的数据丢失，从而提高建筑物的整体质量。
        2.2各模型之间的关联性
        在BIM中，建筑物和结构的模型是有不同维度的，它们之间相当于一个整体，互相关联。我们可以通过建立的模型得到一切与之有关的对象，基于原模型的数据库，当设计者对建筑物其中一个部分进行更改，那么其他相关联的部分和最终的模拟结果也都将动态地随之改变，所有共用数据库的设计人员得到的信息也都将被更新。这个功能极大程度地减轻了设计人员的工作量，也方便了他们对于方案的分析改善。
        2.3模型的可出图性
        通过对建筑物和构件进行设计、改善和优化后，可以得到最终的三维模拟图。而BIM可以实现建筑设计施工阶段所需平面图、立面图、剖面图、构件加固、管道图、留洞图和碰撞报告等图纸的出具。

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        3目前建筑工程设计中存在的问题以及不足
        3.1传统建筑设计理念以及使用工具比较过时
        就目前的建筑工程设计而言，现今使用的建筑设计理念以及工具都比较过时了。在一个完整的建筑工程项目施工工作中，牵涉到的工作量较为巨大，建筑工程设计是工程开始阶段的重要环节。而在传统的建筑工程设计中，针对先进的理念和方法，建筑的设计者们并没有进行积极的融合。
        3.2不易展示建筑的设计成果
        在建筑工程设计完成后，则需要进行成果展示，虽然建筑设计者们会对效果图进行后期制作以及进行渲染等，但是传统设计的效果图通常只能展示二维的静态效果，因此，与动态效果图相比，还是存在明显的差异。
        3.3对建筑最初的分析存在问题在传统建筑设计中，往往能够依靠的建筑模型比较单一，进而会造成对建筑的最初分析出现问题。传统建筑在分析模型的过程中，并不能进行全面的分析，只能从建筑模型内部勾勒出一个简单形态，由于可以进行分析的方面比较局限，因此无法进行深入研究。
        4建筑工程设计中BIM技术的应用措施
        4.1在空间设计中的应用
        在建筑的结构设计中不仅需要从平面上进行设计还应当进行立体的设计。然而，就传统设计技术而言只能停留于平面层面，难以把握建筑具体的三维结构。对此，在设计过程中容易出现误差。BIM技术能够将建筑的整体布局以及虚拟模型用更为立体的形式呈现。这样一种模式下，设计人员能够清晰地观察到建筑的空间结构，便于对建筑方案进行优化改进。BIM技术可以将设计过程中关于高度宽度、形状参数、空间距离等各个数据呈现出来，这也是传统技术无法完成的。这也使得建筑的空间设计能够更加符合工程以及用户的需求。
        4.2利用BIM技术创造信息库，建立三维立体模型
        BIM技术最显著的应用就是专业人士可以依据建筑物的实际情况，输入建筑物相关参数，创造一个包括结构构件的详细信息以及构件外事物状态情况的信息库，从而建立一个与工程实际情况一致的三维立体模型。根据这个模型，设计人员可以形象、直观地看到建筑的优缺点，并直接根据模型进行修正，使其满足工程的规划建设要求。
        4.3有效控制生命周期内的经济成本
        BIM技术的强大与便捷不止体现在设计施工建模等方面，管理者还可以利用BIM的5D模拟功能对整个工期的资金进行操控。当设计人员完成建筑物的三维模型后，就要利用BIM技术对施工过程中要用到的总体材料进行类型和量的选择，它可以直接将所有的材料信息归纳在一起，包括名称、使用数量、价格等，并给出工期中材料的分配方案。BIM的信息库同样实时更新工程的资金消耗用量，不必像以往使用大量的人力、物力来计算经济状态，既保证了进程的合理，又避免了计算不精细导致的资源浪费。
        4.5有效提升建筑工程设计水平
        运用BIM技术可以实现建筑的绿色设计，能够做到环保低耗，另外BIM技术运用于建筑工程设计中，更能有效提升建筑工程的设计水平。由于建筑工作人员要格外的重视设计的细节问题，因为任何的设计失误以及过失，都有可能造成建筑工程的质量问题。
        结语
        BIM技术是目前建筑业实现转型的核心技术，本文对BIM技术在建筑工程施工质量管理中的场地布置、技术交底、碰撞检测、模拟施工、过程管理及信息共享6个常见应用点进行了梳理探讨。利用BIM的可视化、信息化和协同化特点进行施工质量管理，使得建筑工程质量管理更加高效、协同与便捷，对于实现建筑工程质量管理精细化、信息化、高效化具有重要意义。
参考文献
[1]徐宁霞.基于BIM技术的施工场地布置[J].中国建筑金属结构,2020(11):92-93.
[2]李云贵.建筑工程施工BIM应用指南（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社.2017.
[3]张宇轩.基于BIM技术的施工场地布置优化分析[D].合肥:安徽建筑大学.2019.