袁帅、宋晓丹
中国建筑第二工程局有限公司 北京市 100160
摘要：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
1 BIM技术
BIM技术的中文名称是建筑信息模型，英语即为Building Information Modeling，是BIM的英文全称。它是使用数字化技术作为核心，通过输入工程各项目的参数，设定相关条件来对建筑物构造立体、直观的三维结构模型，再依据生成的模型对不同项目展开模拟，获得实际施工过程中的各种模拟结果。该技术可以为设计人员提供与真实情况一致的数字信息库，它不但囊括内部构件的具体参数信息，而且包括了构件以外事物实际状态的描述与表达。不同专业、不同部门可以利用BIM软件对同一个模型进行方案设计，所以它大大缩短了传统计算机技术所需要的沟通和协商时间，使工作人员利用建筑物的集成信息库，快速实现数据交流共享。
2 BIM技术的特点
传统的技术存在很多劣势，但是因为工程师们已经习惯了使用原有的软件而不愿尝试新事物，所以只有大力推广BIM技术的优势特点，才能使其被广泛使用。传统技术的劣势有:(1)二维模型图纸无法直观表达工程信息;(2)协同性差，不同工种沟通时间较长，影响工期;(3)图纸修改无法自动更新到相关联的图纸中，浪费人力资源;(4)无法模拟紧急事件发生时的疏散情况，给安全考察带来困难;(5)最终呈现给业主的建筑物效果差;(6)工程造价普遍高，材料的使用极其浪费，没有达到绿色环保的理念。
BIM技术摒弃了原有技术的缺点，在保证了设计与施工质量的前提下充分展现其便捷、先进的特点。
2.1 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，Auto CAD、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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
3 BIM技术在建筑工程设计中的应用优势
3.1 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。
3.2 贯穿于整个建筑生命周期中
在一个建筑生命周期中，前期对于建筑物场地的选择、工程整体规模、项目特点、使用功能、人力材料资源的分配、工程造价预算等要求，中期阶段对于方案的布置、结构选型、图纸设计、模型建立、材料的计算与选择、排水管道电力等资源的分配与安排、安全可靠性能测试等要求，后期运营阶段对于模型的展示、业主的验收等要求，BIM技术都可以对其进行数据支撑。它可以通过对土地的分区来提高场地的使用率，还可以协助不同专业的工作人员科学严谨地设计出质量高的建筑物，更可以对三维模型进行实际模拟，排除一切不安全因素，提高了结构的稳定性。在BIM技术的支持下，只要信息库中的数据都真实并且完整，那么它就使不同阶段省去了复杂的交接沟通时间，实现了整个建筑生命周期不同阶段数据的传输和共享。
3.3 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 BIM技术的展望与未来
综上所述，BIM技术作为一种新兴起的计算机软件，它的应用是助力我国建筑行业高速发展的燃料。在工程建设中，传统的计算机技术并不能像BIM这样从方案的提出到工程竣工乃至业主查收全过程都可以得到使用的。它的出现证明了大数据时代信息技术的必要性和优势，实现了数据的传输与共享，有效地为设计人员发现并避除一切不恰当的因素，为承包商、建设单位等带来最大的经济利益。在西方国家，Autodesk Revit、Bentley Building等软件已经处于十分广泛的使用状态，BIM技术在我国依旧处于宣传推广的初级阶段。但是因其可以解决我国目前存在的施工效率低、材料成本高和环境污染等众多问题的独特能力，其在建筑行业的全覆盖将成为大势所趋，前景不可估量，或将成为人类建筑行业进程上的一次重大变革。
参考文献
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