试探BIM技术在建筑设计中的应用

来源:用户上传      作者: 谢富强

　　【摘 要】近年来，随着我国建筑业的不断发展，计算机技术在建筑行业得到了广泛的应用。在建筑设计过程中，一些专业性功能软件在建筑设计中得到了使用，从而使得建筑设计施工朝着的信息化和电子化的趋势发展。文章结合笔者的工作实践，主要就BIM技术在建筑设计中的应用进行了总结与分析，并结合工程实例加以论述。
　　【关键词】BIM技术；建筑设计；可视化设计；协同设计
　　随着城市化进程的加快，建筑业在城市经济发展发挥着重要的作用。例如为城市居民建造出个性、特色的城市建筑，以满足人们居住的不同要求。目前，随着人们生活水平的提升，人们对建筑设计的质量提出了更高的要求，其中主要体现在建筑设计的合理性、美观性和安全性等方面，因此，不仅需要设计人员拥有丰富的设计经验，而且需要合理科学的设计软件加以辅助，这样才能设计出满足人们需求的作品。
　　1 BIM技术概述
　　建筑数字模型（ Building Information Modeling，简称为BIM）是近年来在建筑设计行业中新兴的一种工程数字化设计方式，通过整体虚拟建筑信息模型实现全方位、全方面的土建设计及相关检测、管网控制等工作。涉及领域越发广泛，目前大量用于设计、建造、管理等的数字化管理工作，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，采用BIM技术，不仅可以实现设计阶段的协同设计，施工阶段的建造全过程一体化和运营阶段对建筑物的智能化维护和设施管理，同时打破从业主到设计、施工运营之间的隔阂和界限，实现对建筑全生命周期管理，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少工程风险及浪费。
　　2 BIM技术在建筑设计中的应用
　　2.1场地分析
　　在建筑设计初始阶段，场地的一些信息往往是影响设计的决策性因素，通常需要通过对场地的分析来 对环境现状、建后交通流量、景观规划等各种因素进行评定与分析，也通过对场地的分析来确定建筑物的空间位置，建立建筑物与周围环境的联系的过程。可是传统的场地分析有着许多的弊端，例如主观因素过重，大量数据处理迟缓，定量分析不足等，但是BIM的引入给了场地分析新的可能，通过BIM技术虚拟成型，可迅速得出数据以支持设计，可以帮助新建项目做出最理想的建筑布局、场地规划等.
　　2.2 方案辅助设计
　　BIM作为建筑信息模型，模型本身不光带有信息，而且可以对信息的改变做出相应的反馈，所以带来了一种新的设计方式――参数化设计，通过在方案设计中BIM的应用，得到了许多有益的经验，对比传统的建筑方案设计模式，BIM的介入可以让设计更加的多元化，逻辑性也更强，对于复杂的建筑形体以及表皮，有着很好的指导作用，通过参数的改变可以对建筑的形态进行参数化改变，列出不同形态的方案进行性能分析以及设计对比，选择最优的方案进行深化，可以更好地完成建筑方案设计。
　　2.3 可视化设计
　　可视化设计是BIM在建筑设计中的另一个重要应用，其体现在两个方面：①过程中时时观察，以发现设计中的不足之处，及时修改。②设计展示阶段为投资方做更全面、更生动、更加有互动性的展示，相对于静态效果图更有说服力。在建筑方案设计阶段，通过BIM技术，在整个设计阶段都在建筑效果可视化下进行的设计，对于建筑外形以及空间效果方面都可以进行时时观察，对于方案设计中的缺陷都可以及时的发现。
　　3 实例应用分析
　　3.1 项目概况
　　某公园展馆，以倡导人与自然和谐相处、绿色生态低碳的发展理念。由于BIM技术的使用，在设计阶段就对设计进行了建筑可持续性的优化，以打造出成绿色生态低碳建筑，促进建筑的可持续发展。
　　3.2 建筑信息模型的建立
　　建筑信息模型的建立是其应用的前提，通过对公园展馆的BIM构建，了解到BIM介入到设计中可以提高信息的集成程度，而且较为符合设计师的设计习惯，在信息的使用上较传统设计模式更为自然，设计中输入的信息可以直接提取用于建筑性能分析，建筑效果表达甚至于建筑全生命周期的其他阶段，满足基于建筑全生命周期设计的技术要求。建筑信息模型分为建筑模型、结构模型与设备模型，在公园展馆项目中也通过此系统将总体模型分为三个部分，通过不同专业的设计师进行构建，然后通过链接或者连接服务器的方式进行组合协作，最终构建出展馆全专业建筑信息模型。
　　3.3 BIM在建筑设计中的应用
　　3.3.1 可视化设计
　　在完成了展馆项目整体BIM模型的建立后，将睡莲博物馆BIM模型导入到可视化软件lumion进行漫游动画制作。通过lumion动画制作，建筑外观及室内效果都得到较为理想的呈现，而且更接近于实际建起来的建筑效果，让业主方得以更全面地了解此项目的全面的形象以及使用的感觉。另外，通过直接使用lumion进行建筑观察，可以让业主方获得更加具有交互性的感受。
　　3.3.2 协同设计
　　在BIM核心建模软件Revit中，协同设计有两种模式：使用链接文件进行模型整合； 通过Revit中的协作功能在网络上进行协作设计。在公园展馆项目中，我们进行了协同设计的尝试，使用的是第一种协作模式：使用链接文件进行模型整合，将整体模型分成几个组成部分，分给不同设计人员来建模，再将模型通过链接的方式进行整合。公园展馆通过文件链接的方法进行设计协作的模型，在此项目中将整体模型分为八个部分：一层给排水模型、一层暖通模型、二层给排水模型、二层暖通模型、幕墙系统模型、墙门窗模型、场地模型以及结构模型，通过不同的设计师进行设计，产生各部分的模型文件，然后通过链接的方式组合到一个模型中. 随着建筑工程复杂性的增加，跨学科的合作成为建筑设计的趋势。在二维CAD时代，协作设计缺少一个统一的技术平台，但建筑信息模型为传统建筑工种提供了一个良好的技术协作平台，如结构工程师改变柱的尺寸时，建筑模型中的柱也会立即更新，而且建筑信息模型还为不同的生产部门，甚至管理部门提供了一个良好的协作平台。
　　3.3.3 碰撞检查
　　在公园展馆项目中进行了碰撞检查的试验，通过将BIM模型导入到Navisworks（Autodesk公司出的一款可视化和仿真，分析多种格式的三维设计模型的软件）进行碰撞检测。在此软件中，可以通过两种方法进行测试：①通过漫游功能通过观察进行碰撞检查；②通过软件自带的功能进行自动的碰撞检查。上述两种方法都可以在项目中对碰撞进行检查，通过软件功能得出的碰撞并不全是施工中一定会出现的，所以需要在所有结果中进行筛选，得出真正需要的碰撞位置。
　　4 结束语
　　综上所述，在建筑设计当中，时常会碰到很多二维设计图纸无法解决的问题，使建筑设计有非常大的局限性，但BIM的出现就大大解决了这一难题，因此，在建筑设计的行业发展中一定要重视BIM 的运用，以提高建筑设计的合理性、美观性和安全性，创造出一个设计创新、符合城市整体规划以及人们审美观点的建筑。
　　参考文献：
　　[1] 秦军. 建筑设计阶段的BIM应用[J].建筑技艺，2011（Z1）.
　　[2]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术，2010（4）：110-117.
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