BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用探究

李浩然

摘要：在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，計算機在建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用范圍逐漸擴大.為了進一步提高建筑設(shè)計水平，本文就BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用進行了研究.首先對計算機輔助建筑設(shè)計的普遍性問題進行簡要概述，闡述BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用價值，對計算機輔助建筑設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用策略進行了分析，并通過具體案例加以驗證.

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);計算機;建筑設(shè)計;可視化流程

中圖分類號：TU01.4? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）02-0086-03

隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提升，國內(nèi)建筑工程的設(shè)計水平不斷提升，尤其是計算機輔助建筑設(shè)計與BIM技術(shù)的結(jié)合方面，更是得到社會各界的高度重視.在現(xiàn)代建筑的設(shè)計過程中，如何應(yīng)用先進的BIM技術(shù)構(gòu)建立體化模型，并且使計算機輔助建筑設(shè)計工作得到完善，是當前相關(guān)領(lǐng)域工作人員的研究重點之一.

1 計算機輔助建筑設(shè)計的普遍性問題

在計算機輔助建筑設(shè)計的實踐操作應(yīng)用中，主要存在以下兩方面問題.

1.1 2D計算機輔助建筑設(shè)計問題

在應(yīng)用傳統(tǒng)的2D計算機輔助建筑設(shè)計程序進行工作時，大部分的建筑設(shè)計人員需要在二維平面媒介上實現(xiàn)圖紙的三維立體化處理，從而完成三維建筑模型的直觀表達.早在20世紀80年代，建筑領(lǐng)域中的設(shè)計人員就開始在個人電腦上使用這種基礎(chǔ)技術(shù).隨著社會科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，傳統(tǒng)手繪圖紙模式也開始發(fā)展為電腦打印模式，這雖然是技術(shù)進步的標志，但是在實踐發(fā)展過程中仍然出現(xiàn)一些問題.具體來看，2D計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)中的線條模式使設(shè)計人員的空間想象能力與創(chuàng)造能力受到制約，因此無法滿足日益復(fù)雜的建筑需求.另外，建筑設(shè)計師在應(yīng)用2D計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)進行工作時，無法全身心地投入到設(shè)計工作中，因此容易出現(xiàn)設(shè)計失誤的現(xiàn)象，由于需要修改部分的工作量十分巨大，設(shè)計圖與實際效果圖之間的差異也比較明顯，因此在與客戶交流時會遇到嚴重阻礙[1].

1.2 3D計算機輔助建筑設(shè)計問題

在進入到3D計算機輔助建筑設(shè)計時代后，原本二維設(shè)計工作中存在的問題在一定程度上得到了解決.但是新型技術(shù)的誕生也使一些新問題顯現(xiàn)出來.應(yīng)用三維立體的計算機輔助建筑設(shè)計軟件，僅能夠完成基礎(chǔ)的建筑幾何模型設(shè)計，例如建筑物當中的樓板、墻體、梁柱、門窗和樓梯等部分都是通過簡單幾何體組合搭配實現(xiàn)，因此可以得到有效應(yīng)用，但是系統(tǒng)中無法包含特定的建筑物構(gòu)件屬性.例如門窗的參數(shù)、房屋內(nèi)部細節(jié)構(gòu)造以及各部分構(gòu)件的特征等，都無法直接展現(xiàn)出來，這使得設(shè)計質(zhì)量受到極大制約.由于3D計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)僅能夠展現(xiàn)出建筑物的外形信息特征，無法對各部分的參數(shù)和性能等進行計算與調(diào)整，因此無法在后續(xù)的正式施工中發(fā)揮作用，使工程量統(tǒng)計和工程進度安排工作達到理想狀態(tài).

2 BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用價值

在計算機輔助建筑設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，主要具有以下幾方面價值：

2.1 可視化設(shè)計流程

將BIM技術(shù)應(yīng)用在計算機輔助建筑設(shè)計中可以有效地建立起建筑設(shè)計模型，將設(shè)計團隊頭腦當中的想法直觀立體地展現(xiàn)出來.三維立體空間展示模式可以借助透視模型，將建筑物內(nèi)部的各個空間進行展示，完成空間動態(tài)化設(shè)計.比如，房屋建筑設(shè)計環(huán)節(jié)中，工作人員若想進行建筑材料的選擇、建筑物整體造型與內(nèi)部空間優(yōu)化等方面的工作，都可以通過BIM技術(shù)實現(xiàn).在建設(shè)設(shè)計的任何環(huán)節(jié)，都可以利用BIM技術(shù)，將建筑物空間進行全方位展示，讓工作人員更加直觀立體地觀察到各部分的設(shè)計細節(jié)，模擬空間環(huán)境的整體設(shè)計效果[2].

2.2 高效率數(shù)據(jù)分析能力

BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用，工作人員可以隨時隨地對設(shè)計方案進行系統(tǒng)化評估，判斷不同設(shè)計方案的可行性，通過對比分析的方式，可以從中選擇最優(yōu)的方案.在計算機輔助建筑設(shè)計中融入BIM技術(shù)，可以對建筑設(shè)計方案中的各個要素進行系統(tǒng)化分析與科學(xué)化評價，從而可以更加及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中存在的問題，采取針對性的解決方法進行改進.同時，BIM技術(shù)的應(yīng)用，還能夠在很大程度上，對房屋建筑對于周圍環(huán)境的要求進行系統(tǒng)分析，提高建筑物對周圍環(huán)境的適應(yīng)性，并為后續(xù)施工環(huán)節(jié)的便捷性、整體性和可操作性等方面，提供精準的數(shù)據(jù)支持.BIM技術(shù)提升了計算機輔助建筑設(shè)計方案的質(zhì)量，避免人工測量和計算中存在的誤差，延長建筑物的使用壽命.

2.3 自動化文檔圖紙生成

BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用，還可以實現(xiàn)自動化文檔圖紙的生成.該項技術(shù)的應(yīng)用，對于傳統(tǒng)的計算機輔助建筑設(shè)計工作模式來說，增添了許多新的內(nèi)容，使計算機輔助建筑設(shè)計的有效性被充分地激發(fā)出來.并且，在具體的建筑設(shè)計環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上，改變了傳統(tǒng)設(shè)計中，以設(shè)計圖紙為核心的發(fā)展局面.融合了BIM技術(shù)的新型計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)，更加關(guān)注到建筑模型的應(yīng)用.設(shè)計模型可以完成圖紙的自動生成，并且還可以將各部分的信息和數(shù)據(jù)，都以文檔的形式，自動存儲到系統(tǒng)中，并根據(jù)用戶的需求，實現(xiàn)文檔的上傳和共享.此種管理模式在很大程度上，節(jié)約了設(shè)計團隊的工作時間，減輕了工作壓力，提高了計算機輔助建筑設(shè)計的效率.

3 BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用策略

BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用，可以從以下幾個方面展開.

3.1 實現(xiàn)建筑方案論證

在建筑方案的論證環(huán)節(jié)中，計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)與BIM技術(shù)結(jié)合，可以對未知的建筑進行事前模擬構(gòu)建.此種方式可以達到較好的驗證效果.利用BIM技術(shù)搭建的三維立體模型，有利于施工團隊和業(yè)主，更直觀地看到建筑物內(nèi)部各個空間的具體構(gòu)造和特征，并將不同環(huán)節(jié)采用的施工方案、設(shè)備與材料等參數(shù)，也都直觀地展現(xiàn)出來，便于施工技術(shù)人員和設(shè)計團隊進行細致全面地交流，達到良好的技術(shù)對接效果[3].該項技術(shù)不僅可以使設(shè)計團隊掌握更多的建筑物內(nèi)部信息，同時還可以為后期施工建設(shè)，提供細節(jié)驗證支撐.

3.2 構(gòu)建三維立體模型

構(gòu)建三維立體模型是BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢.在對建筑物進行仿真模擬設(shè)計時，BIM技術(shù)可以很好地配合計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)，將與建筑物有關(guān)的各項信息和數(shù)據(jù)，都輸入到系統(tǒng)中.利用計算機可以同時制作完成平面設(shè)計圖、立體設(shè)計圖和立體剖面設(shè)計圖.此種設(shè)計模式有效地減輕了設(shè)計團隊工作人員的任務(wù)量，也因此提高了建筑方案的設(shè)計效率.另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以使設(shè)計圖紙按照特定的規(guī)律與順序，放置在統(tǒng)一的平臺上.在這一框架體系下，如果工作人員相對其中的某一環(huán)節(jié)進行修改，可以進行單獨調(diào)取，不會涉及其他環(huán)節(jié)，極大地優(yōu)化了設(shè)計方案修改流程.

3.3 實現(xiàn)后期竣工設(shè)想

傳統(tǒng)的計算機輔助建筑設(shè)計中，無法對工程項目的竣工環(huán)節(jié)進行設(shè)想，對于全過程的房屋建筑設(shè)計工作需求來說，此種設(shè)計方案會產(chǎn)生極大的缺陷.但是如果將BIM技術(shù)融入計算機輔助建筑設(shè)計中，便可以實現(xiàn)后期竣工設(shè)想的目的.在三維立體模型的輔助與配合下，施工團隊的工作人員，可以將竣工后的房屋建筑總體外觀進行分析與探究，對其中可能存在的問題進行預(yù)判分析，有利于提高問題解決方案的針對性與實效性.此外，BIM技術(shù)與計算機輔助建筑設(shè)計的結(jié)合，還可以對施工團隊的工作人員進行專業(yè)化技術(shù)培訓(xùn)，并對竣工之后工程項目的養(yǎng)護和管理方案進行調(diào)整，以便工作人員在養(yǎng)護管理工作中有據(jù)可循.

3.4 案例分析

3.4.1 工程概況

本文研究所采用的工程項目，位于我國東南沿海地區(qū)某城市的綜合性建筑項目的一期工程當中，建筑物的占地面積為4.26萬㎡，總建筑面積可達18.67萬㎡.建筑物處于該市區(qū)中心公園西側(cè)，與周圍的森林公園、水體景觀和山體景觀共同形成了景觀廊道地帶.

3.4.2 應(yīng)用模式

該工程項目在設(shè)計規(guī)劃與施工建設(shè)階段，都采用了計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)，為了達到更好的設(shè)計效果，工程項目的承包單位，將BIM技術(shù)有機地融入了計算機輔助建筑設(shè)計全過程，提高了設(shè)計效率.比如，該工程項目在設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)用了BIM模型，結(jié)合施工進度計劃，完成了三維模擬建造的模式，對施工建設(shè)環(huán)節(jié)中的各個細節(jié)、具體流程以及可能出現(xiàn)的工況等，都進行了模擬分析.此種設(shè)計模式對于工程項目的招投標環(huán)節(jié)，具有較高的推動作用.此外，該工程項目承包單位，在施工現(xiàn)場的平面設(shè)置環(huán)節(jié)中，也應(yīng)用了BIM技術(shù)，對計算機輔助建筑設(shè)計系統(tǒng)產(chǎn)生了良好的輔助效果.

3.4.3 應(yīng)用效果

BIM技術(shù)在房屋建筑工程項目的設(shè)計、施工和竣工管理等各個環(huán)節(jié)，都能夠產(chǎn)生較高的應(yīng)用效果.在該工程項目的設(shè)計中，重點將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工方案的設(shè)計與施工現(xiàn)場的設(shè)置兩個環(huán)節(jié)，借助設(shè)備與設(shè)施的智能化管理系統(tǒng)，搭建了BIM信息集成系統(tǒng)平臺，將工程項目三維模擬模型與相關(guān)的物業(yè)運營管理要求和施工設(shè)備信息等，都納入到了平臺管理系統(tǒng)中，為房屋建筑項目的后續(xù)運營和發(fā)展，都產(chǎn)生了較好的保障效果.

4 總結(jié)

綜上所述，將BIM技術(shù)引入到計算機輔助建筑設(shè)計領(lǐng)域中，可以有效地處理計算機輔助建筑設(shè)計應(yīng)用中存在的各類問題.同時，BIM技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)可視化設(shè)計流程、提高數(shù)據(jù)分析能力與效率，完成文檔圖紙設(shè)計的自動化.相關(guān)領(lǐng)域的工作人員，在組織和開展計算機輔助建筑設(shè)計工作時，要采取更為積極有效的管理措施，對設(shè)計方案進行論證、構(gòu)建立體化建筑模型，實現(xiàn)建筑設(shè)計全過程管理.

參考文獻：

〔1〕邢宏柏.淺談BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2018（29）：119.

〔2〕曾明鎮(zhèn).建筑信息模型BIM技術(shù)在計算機輔助設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（24）：113+115.

〔3〕張勇，彭子茂.綠色理念下BIM技術(shù)在計算機輔助建筑設(shè)計中的應(yīng)用實踐分析——以某綜合建筑一期工程設(shè)計為例[J].建材與裝飾，2017（05）：9-10.