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关于BIM技术在建筑工程设计管理中的应用分析饶兴成

发表时间：2021/4/21 来源：《基层建设》2020年第33期作者：饶兴成

[导读] 摘要：由于社会科学信息技术的不断创新，建筑工程技术也变得越来越成熟，它从传统的手绘图纸变到 Auto CAD 计算机制图，再逐渐发展为当今的建筑信息模型（简称 BIM 技术），代表着我国的建筑工程设计技术达到了一个新的起点并且将进入一个全新的阶段。

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        摘要：由于社会科学信息技术的不断创新，建筑工程技术也变得越来越成熟，它从传统的手绘图纸变到 Auto CAD 计算机制图，再逐渐发展为当今的建筑信息模型（简称 BIM 技术），代表着我国的建筑工程设计技术达到了一个新的起点并且将进入一个全新的阶段。BIM 技术使用数字化的技术形象、直观地表现出建筑物的三维模型，并且将一个建筑工程中的多个环节协调起来，形成数据的集成和共享，保证了施工的质量与精准度，从而推动整个建筑行业的发展。本文对 BIM 技术的特点、应用进行研究与分析。
        关键词：BIM 技术；建筑工程设计；应用
        引言
        随着科技的发展，计算机技术开始广泛应用于各个领域，其中也包括建筑行业。随着 BIM 技术在建设行业的应用深入，其可视化、参数化、仿真性等特点，让工程建设推进变得更加轻松顺畅，许多原本复杂的问题也变得简单。正向设计基于系统工程理论、方法与过程模型，并不单单以模仿当作手段，也重视逆向设计思路借鉴，融合现有设计成果，在该思路下，BIM 技术优势能得到充分发挥。由此，本文着重探索 BIM 技术在项目设计阶段的设计应用。
        1BIM 技术的特点
        1.1建筑模型的可视性
        所谓可视性即呈现给观看者视觉上的画面，以往的设计技术无法达到给设计者和业主直观视觉上冲击的效果，AutoCAD、PKPM 和天正建筑生成的平面图、立面图、剖面图、结构配筋图等都是二维的平面图纸，要人们发挥足够的想象才能在脑海里构造出最终的模型。它们即便有 3D 模拟的功能，展示的也都是线条状图形，无法观测到建筑物的实际情况，只能等工程竣工后才能看到。然而使用 BIM 技术可以提前通过对建筑物的三维建模、实际效果渲染以及动画形式表达等功能，生动形象地表现出其状态。
        1.2整体具有优化性
        从方案的提出与设计，到工程的施工与竣工，再到后期的运营，其实都是一个对信息不断改进完善的过程。BIM 技术舍弃了原有程序存在的建筑数据缺失、施工过程沟通交流不及时、工程工期长、效率低下等问题，将建筑结构具体状态与数据详细地储存在信息库中。它不仅包括了建筑物多样复杂的外在形态，还包括了结构构件、材料的详细属性。设计者可以利用优化工具直接对现有的三维模型进行优化完善，而不用反复改稿。
        2BIM 技术在建筑工程设计中的应用
        2.1 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。BIM 技术还可以直接在模型上显示出不同部分组装材料的颜色价格以及各位置的关联，这个功能带给了设计者以及业主良好的体验。未来人们再也不用面对刻板的户型平面图进行想象，而可以直接使用 BIM 技术提前参观建筑物，仿佛置身于实际的楼内。此外，BIM 强大的模拟功能还能灵活运用于发生地震火灾等紧急事件时，模拟居民疏散逃离以及救灾人员的行动路线，从而在设计阶段就能对原有的方案进行修改，保障建筑物的安全性能与可靠性能。
        2.2实际工程施工的有序进行
        在传统的工程设计软件中，建筑物最终呈现的效果图虽然大体完整，可一些细节处的部位仍然存在问题。这些问题在设计阶段可能没有什么大的影响，但是在施工阶段，工人师傅们在根据图纸进行施工作业时，往往会发现一些构件或者部位与实际不符的情况，例如排水管道、供暖部件以及电力设施等之间可能会形成冲撞，这不仅令设计者需要重新讨论新方案并修改图纸，还有可能造成建筑物的安全隐患。

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而BIM 技术可以把从大到小的一切部件都详细地展示出来，如果有部位之间形成了冲撞，工作人员在设计阶段就可以进行修改更正，保证了下一步施工的顺利进行。
        2.3管道设备设计阶段
        建筑模型的三合一建筑基础，即建筑模型，可以在设计中优化管道施工设备的布局。对于大型和复杂的项目，优化管道设备将对整个项目的建设过程产生巨大影响。基于BIM技术的应用，可以利用计算机数据处理功能改变管道与管道之间的碰撞位置，从而达到提高施工质量，减少施工时间，节约成本的效果。Revit 系统模块提供了大量的族文件，可用于快速完成和快速实现 Revit 模型中管道设备的布局。此外，MagiCAD 软件还可以帮助Revit平台的建立，实现集中、开放式的项目管理系统；具有智能化管道水力计算，便于预留洞口功能，庞大的产品族库，可实现建筑管道碰撞探测，这样可以及时发现问题，并及时解决。
        2.4BIM 在项目可行性研究阶段应用
        项目可行性的研究过程包括下列几个部分。（1）项目的概况；（2）建设项目方案和内容；（3）对项目的投资估计和筹款；（4）工程实施的计划和步骤；（5）组织和管理；（6）结论和建议等。传统项目的可行性研究以往是根据项目的经验和书面材料来论证项目，而论证的方式则受论证者水平的限制，论证结果也不够准确完美。建筑工程技术应用技术可以提供资料支持和精确参照标准，通过对以往建筑工程的CAD 数据进行调出（包括面积、工程数量、成本、施工进度安排等），从而使当前项目方案得到论证，达到便于快捷和高效的目标。
        2.5 BIM 在项目勘察规划阶段应用
        工程研究和设计是项目设计的重要组成部分，并且在项目投资以及其他方面的收益，质量和安全性方面发挥着非常重要的作用。传统的调查计划大多使用二维地图，这些地图无法直观清晰地表示调查区域的三维状况。在勘测和设计规划期间，可以将项目地址数据保存在软件平台上，并且可以在三个维度上动态可视化项目的地质情况。国内地质建模软件正在使用的是用于无人机倾斜摄影的2030gic3D 建模软件。近年来，在航空测量领域已经开发了一种新技术，即倾斜摄影，该技术被应用到倾斜摄影技术中，该技术可以在对应的位置同时获得多个角度的图像。这些图像不仅具有高分辨率，而且具有很高的识别度。它还可以完全收集特征的面部纹理和地理位置信息。与传统的垂直摄影相比，斜相机技术可以在短时间内收集项目基地的详细图像数据。并在处理影像资料后生成一个全方位的、高精度可视化项目三维地理信息系统（geographic information system，gis）模式。BIM和 GIS 的集成有效地解决了调查期内结构信息的管理问题，完成了结构信息与地理区域的更好集成。大量高精度城市GIS 模型的建立鼓励了智能网络城市的快速发展，并在勘测和规划阶段促进了项目的计算机化建设。对于已建立的地址模型，可以使用图形计算方法来计算土地项目，并且可以从 Excel 表中导出项目数据并进行分析。此外，用户可以使用该插件计划 GIS 模型的数据，并将Revit导入到CAD 软件中以设计和绘制图像。
        结束语
        随着建筑业的不断发展，计算机化水平不断提高。BIM技术的应用为中国建筑业带来了不可否认的便利。尽管BIM 技术在国内的应用随着时间的推移仍存在一些障碍和问题，但各国政府、公司、机构等方面的努力推动了国内的发展，BIM 技术软件的应用标准也在逐步提高。最后，将实施BIM 技术标准，以满足中国建筑业的发展需求。
        参考文献：
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