关于BIM在建筑设计中的应用

发表时间:2016/1/14   来源:《工程建设标准化》2015年9月供稿   作者:张春红
[导读] 清华大学建筑设计研究院有限公司 伴随着我国经济的迅猛发展,建筑行业也得到了进一步的发展,尤其是建筑设计的发展。

张春红
  (清华大学建筑设计研究院有限公司,100084)
  【摘  要】随着建筑行业的迅猛发展,也推动了建筑设计的进步和发展,尤其是BIM在建筑设计中得到了广泛的应用。BIM不但能够给建筑设计带来新的技术思维,而且还能够提高建筑设计的信息集成度,从而促进建筑行业的可持续发展。
  【关键词】BIM;建筑设计;应用
  伴随着我国经济的迅猛发展,建筑行业也得到了进一步的发展,尤其是建筑设计的发展。城市化进程的不断加快,为了让建筑设计跟上城市化的步伐,将BIM 应用于建筑设计之中,不但可以提高建筑设计的信息集成度和质量,而且还可以有效推动建筑行业的资源优化,促使建筑行业最大限度的获取经济效益和社会效益,从而促进建筑行业的可持续发展。
  一、BIM简介
  BIM的是英文Building Information Model的缩写,其中文意思是建筑信息模型,主要是通过多媒体信息技术设计出虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化信息技术,将建筑工程信息库输入到这个模型里,确保提供的建筑工程信息库一定要与实际的情况完全一致。此信息库包含的内容非常多,比方说该建筑物构件的几何信息、属性、状态以及非构件对象的状态信息。建筑设计通过利用这个建筑工程的三维模型,大大提高了建筑设计的信息集成度,广泛的应用到建筑设计中,促进整个建筑行业的可持续发展。
  二、BIM 技术应用于建筑设计的必要性
  1、外在推动
  在建筑设计过程中,BIM技术受外在因素的推动,从而体现出BIM 技术应用于建筑设计将成为未来的发展趋势。主要体现在两个方面:第一,主要是通过计算机技术设计出虚拟的建筑工程三维模型,目前二维的CAD技术已经跟不上时代的潮流了,正在向三维的BIM技术转变;第二,建筑设计的成本预算、场地分析、规范验证等等,BIM技术的引进,对其有着创新性的提高,目前已被广泛应用于许多发达国家,当前的政策以及发展环境为BIM技术提供了保障。
  2、内在需求
  (1)图纸修改
  BIM技术主要是通过计算机技术设计出虚拟的建筑工程三维信息模型,一旦对视图中的三维模型进行修改,这些改动就会自动的反映到所有的图纸中,为建筑设计师提供了充裕的时间,从而让建筑设计师把所有的精力都放在设计上,而不是浪费在画图和改图上。
  (2)信息化
  BIM技术主要是通过计算机技术设计出虚拟的建筑工程三维信息模型,所以说信息是BIM技术的核心,其最大的优点就是自身携带信息,即信息库。该信息库不但能够提供完整的、真实的和准确的报表清单,而且还能够随设计的更改而自动发生信息更改,从而确保信息的可靠性和准确性。
  (3)一体化
  由于BIM 模型包含了光源、建筑表面材质的光学属性的信息,因此,一方面能够设计出二维CAD的平面图,并直接进行渲染,另一方面在BIM技术软件中导入模型,从而快速的进行计算,实现设计、出图、计算、渲染等程序的一体化。
  (4)三维化
  BIM技术主要是通过计算机技术设计出虚拟的建筑工程三维模型,能够让设计师看到一个立体全面的虚拟环境,全方位的清晰的看到每个区域,从而及时发现问题,快速找到最佳的解决方案,大大提高设计的质量。除此之外,建筑工程三维模型还可以将系统模型看的非常透彻,从而为后期的深入设计提供了便利条件。
  三、BIM在建筑设计中的应用
  1、BIM在建筑设计过程中的应用
  (1)建筑方案设计阶段
  建筑施工的第一个步骤就是建筑方案设计,建筑方案设计的好坏直接决定着整个建筑的施工。首先在设计阶段对整个项目进行大概的建模,等到建成成型的方案后,建筑模型大概也已经完成了百分之七十,同时将整个建筑的平面、立面和剖面图全方位的展现出来,再根据施工现场的实际情况进行调整,并进行优化。通过引进BIM 技术,将建筑的三维模型和建筑略图紧密的进行结合,达到建筑绘图与设计方案的完美统一,全方位的清晰的将建筑设计模型展现在人们面前,给人们进行调整和优化方案设计提供了方便,最终实现现代化的建筑设计。


在建筑设计过程中利用BIM技术不但可以建立虚拟的建筑工程三维模型,而且还对建立的平立剖模型进行调整和优化,将技术渗透到建筑设计的整个过程并展现出来,为辅助设计阶段的建筑设计做好铺垫,提高建筑设计的质量和效率,促进建筑设计的可持续发展。
  (2)技术设计阶段
  建筑技术的设计阶段是建筑施工最关键的步骤,它的好坏直接关系着整个建筑施工的质量和进度,将三维模型与二维图纸的工作随时进行切换,最终实现立体图与平面图的互相转换。通过对建筑的门、窗等实际构件与实际尺寸互相结合,在导入到模型上,能够清晰的看到建筑设计的整合效果图,将虚拟的与真实的进行对比,从而保证建筑设计的可行性和合理性。对于那些比较复杂的建筑物,在进行设计时,可以对其任意位置的剖面图进行分析和研究,一方面可以有效减少设计盲区,另一方面能够达到建筑设计的目标。在建筑设计中运用BIM技术,只需要在明细表中输入相对应的公式,就会将整个建筑物的实体面积快速的准确的计算出来,从而有效控制建筑施工的成本预算,实现建筑设计工作的合理安排,大大提高建筑设计质量和效率。此外,一旦业主对所选的户型进行更改时,通过BIM技术也可以快速计算出变动后的建筑面积,避免浪费不必要的时间,重复对建筑面积进行二次计算。由于建筑设计的三维可视化管理和数据管理等工作的实现,让建筑设计师和业主清晰的看到建筑构件的内部结构,从而为下一步工作提供了便利。随着建筑设计方案的不断深入,不断的添加建筑构件,从而创造和设计出新的建筑设计方案,运用BIM技术不断对建筑技术设计方案进行调整和优化,从而完善建筑设计方案。
  (3)施工图绘制阶段
  建筑施工图绘制阶段也是建筑施工设计的重要组成部分,也是建筑设计的最后阶段。在建筑设计过程中,当建筑构件基本添加完毕,同时平面图、立面图以及剖面图基本完善后,将建筑构件的具体尺寸准确的标记在施工图纸上,完成施工图纸。除此之外,在建筑设计过程中运用BIM技术,在建筑三维模型上添加材质,就会展现出不同样式的建筑风格,给人们带来不同的感受,运用BIM技术一方面能够为绿色建筑目标的实现提供重要的渠道,另一方面能够将科学发展观的具体表现贯彻落实,从而提高建筑设计质量,所以,在建筑设计中运用BIM技术将成为未来建筑设计的发展趋势。
  2、BIM在建筑设计中的实际应用
  (1)综合管线设计与管网综合排查
  随着现代建筑的功能日趋复杂,建筑体量不断扩大,建筑中存在的机电管网更是错综复杂,在进行建筑设计时,为保证建筑质量及品质,需要做好综合管线设计,避免出现管线相撞、管线交错、管线施工不当等现象,在传统的建筑设计方式中,建筑管网设计只能通过人力目测的方式进行检测,方式单一,且容易出现管线相撞或交错现象。通过 BIM 技术中管网检测功能,可以直观的将建筑管网生成三维模型,并分布在建筑模型之中,通过检测功能,系统自动检测出管网设计不当、管线相撞与交错部位并进行标注,极大提高了管网检查效率,保障管网设计的质量。
  (2)消防性能优化设计
  伴随着高层建筑的拔地而起,一些超大型、超高层的建筑不断涌现,传统的规范设计已经跟不上时代的潮流,不能适应建筑的消防要求。在建筑消防性能的设计中引进BIM技术,对消防性能进行调整和优化设计,从而实现消防设计的最优化、科学化和合理化。在消防性能优化设计中包括有毒气体扩散时间、建筑材料耐烧极限、疏散距离及数字化模拟人员疏散时间等各项设计,并为实际应用提供最佳的疏散方案,维护人们的生命安全及建筑安全。
  (3)复杂形体设计及建造应用
  在建筑设计中运用BIM技术,对于复杂形体的设计及建造有着非常重要的影响,主要的作用就是对复杂形体的建筑进行数据验证和整合,从而进行多维曲线的设计,将建筑设计以立体的形式呈现在人们面前。BIM技术的建筑三维信息模型,不但能够给建筑设计带来新的技术思维,挖掘建筑师的想象力和创新能力,而且还能够直观的看到整个建筑设计的效果,并对建筑效果进行调整和优化,从而完善建筑设计。同时,通过BIM技术,可以将复杂的建筑项目进行每一个单元每一个结构的三维模型分析,并进行模块设计或修改,极大的减少了建筑设计中存在的信息误差。
  总之,BIM 技术作为新兴技术,在建筑设计过程中, 能够帮助人们全面、多角度地观察和体验建筑,对完善建筑设计方案、节约能源等方面具有积极作用。因此,在建筑设计过程中,设计师要合理应用BIM技术,明确每个软件的实际作用,提高建筑设计质量和效率,从而推动我国建筑领域进一步发展。
  参考文献:
  [1]王春娟,探析BIM在建筑设计中的应用及发展趋势,城市建设理论研究,2013(18)
  [2]杨国全,谈BIM技术在建筑设计中的应用,城市建筑,2014(32)
  [3]王润生,浅析BIM在建筑设计中的应用,青岛理工大学学报,2014(1)

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