摘要：如今我国建筑行业飞速发展，城市化进程也在逐步加快，现代建筑工程逐步呈现规模大、结构复杂、建设周期长等特点，给建筑设计工作带来了一定的挑战。BIM技术作为一种融合计算机技术、信息技术、数字技术的新型技术，在建筑设计中有很高的应用价值。本文首先阐述了BIM技术的概念和特点，然后对建筑设计中使用BIM技术的优势和意义进行分析。最后，从建筑外观及结构、综合管线、消防系统等角度，对BIM技术在建筑设计中的实际应用进行研究。
关键词：BIM技术；建筑设计；应用
引言：
随着现代计算机、信息化等技术的不断发展，建筑行业的技术水平也在不断提高。BIM技术作为一种新型的建筑工程技术，贯穿于工程项目建设的各个环节。建筑设计作为建筑工程项目至关重要的环节，需要充分考虑到建筑质量安全、功能、成本和外观，具有工作量大、影响因素多的特征。为了进一步提高建筑设计的规范性、效率性、科学性和可靠性，需要进一步对BIM技术的应用要点进行研究。
一、BIM技术的概念及特点
（一）概念
BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling），是一种新型技术概念，也就是将建筑工程项目设计与建设整个过程涉及到的策划、设计、施工、运营管理在计算机系统中有机结合起来，进行建筑建造管理和数据分析管理的过程。其典型特征是计算机软件的全流程覆盖，以及各项要素的数字化转化及信息化管理。BIM技术是计算机、信息化及数字技术在建筑行业中的集中使用，改变了传统建筑工程的设计建造管理模式，尤其对大规模建筑工程项目的建设有积极的作用。
（二）特点
1.可视化。BIM技术的核心功能在于数字信息的可视化呈现，通过计算机软件的三维模拟技术，可以将建筑模型呈现在使用者的眼前。从设计的角度来讲，基于强大的计算机软件和三维模拟技术，可以直观地进行建筑整体设计、局部设计和细节设计。再通过直观的观察及软件模拟计算功能，迅速评估设计方案在力学性能、施工可行性以及外观协调性等方面的可行性。值得一提的是，如今几乎所有的建筑工程都是由一支设计团队或多个设计部门协作完成的，对整个设计过程的沟通配合要求极高。BIM技术的应用，可以让不同设计人员的沟通效率和质量提升很多，便于进一步提升设计水平。
2.信息化和数据化。信息化和数据化是BIM技术的典型特征，也是提高建筑工程设计建造水平的关键。具体来讲，基于BIM技术，可以实现对建筑工程各项因素的数字转化，将这些因素以数据的形式储存于计算机之中，再通过数据整合、转化，进行应用。从设计角度来讲，通过BIM技术，可以将建筑工程各项数据信息进行系统性储存，在需要时以科学的方法进行提取和使用。而对建筑工程设计的信息化处理，便于设计部门内部及外部的信息交流，为设计方案的审核、实施和管理打下可靠的基础。
3.模拟性。进一步来讲，通过BIM技术不仅仅可以模拟建筑模型，更多时候还可以对建筑工程行业涉及到的相关领域的很多事物进行模式。在建筑设计阶段，通过BIM技术可以模拟很多实验，比如根据建筑所设计的人口密度、消防结构，对各个位置火灾发生后各个位置的疏散路线和效果进行模拟，可以判断建筑内部消防通道的设计是否符合标准。
4.动态性。众所周知，建筑工程的建设是一个动态的过程，无论是各项施工环节的衔接，还是整个建筑建设期间对周边环境的影响，都处于不断变化的状态。通过BIM技术，可以实现对建筑工程建设期间的动态管理，提供各部门所需的数据和资源。从建筑设计角度来讲，其可以在设计阶段对建设过程可能面对的各类影响因素进行动态分析。比如，可以基于施工现场地质勘察报告，对建筑建造环节中地基荷载进行动态分析，结合分析结果对建造造型、施工方式以及工程材料的选用进行科学设计[1]。再比如，通过BIM技术可以给建筑未来运营管理单位提供一份动态化的数据模型，让相关单位能够清楚建筑具体的设计理念和动态化建造过程，便于提高后续运营管理维护水平。
二、BIM技术在建筑设计中的应用
（一）复杂造型设计和建造
随着社会的不断发展，人们审美追求不断提高，对建筑的外观造型的个性化和美感提出了更高的要求。因此，现代建筑的外观及结构设计都需要进行创新，进而让更多造型独特、结构复杂的建筑造型方案被设计出来[2]。而建筑造型的设计又需要兼顾基本的力学原理、消防安全准则、施工工艺以及成本管理要求，因而对建筑设计人员的综合素养要求较高。通过对BIM技术的应用，可以实现多种复杂造型的虚拟设计和三维模拟，然后再通过一系列的力学性能分析、建造方式分析以及成本分析，逐步优化设计方案。通过对复杂建筑结构元素的数字化，可以实现在立体化空间内进行精细化设计，让建筑每个部分的造型、工艺都更加美观、实用及合理。可见，BIM技术的应用，有助于打破传统设计流程和模式下对设计师思维的束缚，让其可以有更开阔的设计空间。同时，在对设计方案进行可行性模拟分析时，也可以给建筑工程的施工建设思路、技术提供一些创新想法。
（二）综合管线设计
随着人们生活水平的不断提高，现代建筑内要配置水电、通信系统，因此综合管线系统也是当代建筑设计的重要部分。由于如今建筑工程结构复杂，同时电力、给排水以及通信网络应用要求很高，涉及到的管线系统结构也十分复杂。传统的管线设计的工作量极大，并且最后拿出的图纸也不易解读，一旦某个环节出错，将会影响管线系统的施工，甚至导致安全隐患的出现。
在BIM技术的应用背景下，设计人员可以直接在以CAD软件为代表的平台上进行设计，对管线系统进行精细化设计，精细到每根线缆的走向和铺设固定方式。并且在综合管线系统设计图纸会审以及使用过程中，也可以出具更直观易读的设计图（如图1所示）。通过三维模拟软件，还可以将管线布置的重点位置以及重点信息进行标注，便于施工时做好规范性把控。另外值得一提的是，在管线系统设计中，还可以结合整个建筑的造型和结构特点，选取最节省材料的设计方案，降低施工成本[3]。并且，还可以充分考虑管线网络系统后续的维护管理需要，设定合适的检修口。
图1：某建筑工程综合管网设计方案三维模拟图
（三）消防系统设计
如今城市建筑高度不断增加，每栋建筑的居住人口也处于高密度状态，加上每家每户燃气、电力使用频率极高，给消防安全管理带来了极大的挑战。消防安全系统设计也是现代建筑设计的关键环节，决定着建筑工程的消防安全。消防安全系统设计包括对各种消防设施及管线的布置设计，以及对消防门、消防通道的合理化设计。消防通道的设计又与整个建筑的内部结构设计有关，需要设计人员充分掌握相关知识[4]。在建筑消防系统设计中使用BIM技术，可以实现对数字化消防安全管理知识的结合。
三、BIM技术在建筑设计中应用的实例分析
某高层建筑工程位于湖北省某市，属于某单位办公楼。计划修建地上20层，地下2层，建筑面积21250㎡。该工程设计环节全程引如BIM技术，目的在于满足设计外观、质量和成本的相关需求。
（一）仿真模拟分析，优化设计方案
设计初期，本工程设计团队通过BIM技术建立模型，集中分析建筑物相关指标，包括几何参数、力学参数等。然后，利用软件对设计方案建筑的力学特性进行模拟分析，收集并分析相关数据，为后续的设计优化提供重要依据[5]。另外，设计团队还利用该项目所在地的环境数据，对建筑各位置的采光条件进行分析（如图2所示），确定最优的建筑朝向方案，并对窗体、采光井等进行微调。
图2：建筑光照动态模拟分析图
（二）集中处理项目数据信息
本工程设计团队和工程师利用BIM技术，对该项目涉及到的各类数据信息进行整合，通过集中处理后储存于数据库之中。采用综合性的BIM模式，将项目所涉及的数据信息集中在有紧密关联的模型文件之中，该文件具有严谨的权限管理机制，可以实现内部相关单位的实时调取和应用。进一步来讲，该建筑工程在设计及后续施工阶段缠上的各类表格、单据、图纸都有该数据库进行统一管理和调度，同时该数据库中还有基于BIM技术的三维立体图纸。基于这种很强的关联模式，一旦对某一项数据或资料信息进行更改，其他相关联的信息也将出现变化，当然在变化之前系统会询问用户，避免出现误操作等情况[6]。通过这种模式，可以提高建筑工程设计更改效率，减少工作量，同时还可以提升设计工作严谨性，保证数据一致性。
（三）标准化和模块化
众所周知，在建筑工程的设计和建设中会涉及到很多标准化的体系，如建筑各结构体抗震系数、预应力系数以及消防系统中涉及到的各类规范数据等。建筑工程设计团队通过将这些规范性数据体系植入BIM技术系统中，可以对设计方案中相关信息数据进行对比和检查，及时发现不合理的地方，进行规范化修改。模块化主要是指，通过BIM技术的进行房屋建筑设计，可以在设计图纸、数据信息库等方面对内容进行专业划分，给不同部门的人员提供所需的资料和信息，并且相关部门之间可以进行协同使用[7]。 模块化的管理机制，有助于提高建筑工程项目各部门的工作效率和准确性，在保持高质量沟通的基础上降低干扰。
（四）多专业可视化协同设计与指导
本工程由多名设计师组成设计团队，每个设计师负责的内容不同。通过BIM的可视化模拟技术，可以让多个设计师的操作端连接在一个平台上。基于该平台，某个设计师的设计理念可以被其他设计师实时看到，同时做出的每一项修改都会让所有设计师知晓。通过这种方式，实现了设计师团队内部的协同设计。另外，在必要的时候，技术人员对平台权限进行适当放宽，让建筑工程师、技术人员、工程造价人员等参与到平台之中，从各自专业的角度对设计方案提供指导。最后，协同化设计机制还可以应用到建筑工程的施工之中，确保每个施工环节达到设计标准。
结束语：
综上所述，在当代建筑工程设计与建造水平不断提高的大环境下，BIM技术的应用起到了至关重要的作用。通过BIM技术，可以实现建筑工程高效化、精准化、科学化和效益化设计，实现设计团队内外的高质量沟通，并通过数据化技术，对施工过程进行全过程指导和管理。因此，要进一步加强对BIM技术的实践研究，提高建筑工程的设计水平和建设水平。
参考文献：
[1]李东锋.基于BIM技术的绿色建筑装饰设计评价研究[J].粉煤灰综合利用,2020,34(2):109-112,135.
[2]杨剑.建筑设计中BIM技术的使用[J].四川水泥,2020,(3):99.
[3]公浩,王泽强.建筑电气设计中BIM技术的应用探讨[J].砖瓦世界,2020,(8):244.
[4]杜飞.BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究[J].南方农机,2020,51(7):254.
[5]魏兆学.建筑电气设计中BIM技术的应用[J].城镇建设,2020,(3):341.
[6]唐洪刚,高云鹏,孔思达, 等.BIM技术在装配式建筑设计中的应用[J].贵州大学学报（自然科学版）,2020,37(2):61-65.
[7]廖映雪.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].城镇建设,2020,(3):316.