民用建筑设计BIM应用实践与反思

刘君强

摘要：　近十年，建筑行业的数字化、信息化技术得到长足的发展，ＢＩＭ技术作为新一代建筑信息技术得到广泛应用。调研数据表明：ＢＩＭ技术在施工阶段的应用案例远多于设计阶段；ＢＩＭ技术在设计阶段的应用价值被多数业主忽视低估。本文选取几个典型公共建筑项目设计阶段的ＢＩＭ技术应用案例，展示民用建筑设计中ＢＩＭ技术应用对于提高设计品质、减少返工、提高效率等方面的独特优势；反思民用建筑设计中ＢＩＭ技术大面积应用推广难的问题。

关键词：民用建筑设计；BIM应用；实践与反思

引言

近年来，随着我国科学技术的持续发展，建筑领域获得了前所未有的发展。在现阶段建筑工程项目中，项目规划工作的难度不断提升，设计人员时常需要面对工程规划时间相对紧张的问题，无法发挥出传统设计的最佳效果。而将BIM技术规范化地运用到建筑工程项目的设计中，可以很好地解决这一问题，同时还能增进工作开展效率，切实保证工程项目的品质。

一、BIM技术简介

在建筑设计中，要考虑建筑和城市关系、建筑本身构造、建筑施工过程可能存在的问题、使用过程存在的风险等，最终目的是设计出科学合理的建筑工程，提升建筑的经济效益和社会效益。BIM技术又称建筑信息模型，最大特点是动态采集建筑有关信息，能够为建筑设计、建筑施工、建筑维护等提供帮助。通过其三维设计、四维建造、五维运营功能，能够虚拟施工过程，从而便于建筑设计人员找到设计不合理之处，并进行修正。这也意味着降低了后续施工环节返工的可能性，有效地实现了低成本施工。总体来说，BIM技术具有可视化、智能化、模拟性、优化性、可出图性。这些性质及特点，给予了其较为强大的工程管理能力。正是因为BIM技术优势如此突出，2014年住建部要求各地政府投资、面积超过2万m2的市政建筑工程，一律要融入BIM技术，利用其功能来提高市政建筑工程的质量，有效管控建筑成本，提高建筑的经济效益和社会效益。

二、ＢＩＭ技术在民用建筑设计中的应用点　

　设计阶段ＢＩＭ应用目标是减少设计错误、优化设计、提高设计品质。设计阶段ＢＩＭ应用内容宜包含：场地分析、参数化设计、性能化分析、设计方案比选、制图表达、量化统计、管线综合、可视化、装配式建筑等。１）场地分析包含倾斜摄影、土方平衡、竖向设计分析等；２）参数化设计包含结构优化、幕墙分格、车位排布等；３）性能化分析包含日照、风环境、视线、能耗、声学、消防疏散、交通、污染物扩散等；４）设计方案比选包含建筑功能布局、外观造型、空间优化等；５）量化统计包含模型单元数量统计、属性信息统计等；６）管线综合包含碰撞检查、净高分析、净高优化等；７）可视化包含模型展示、漫游动画、虚拟现实等；８）装配式建筑包含部件标准化设计、构造节点设计等。

三、应用优势

从目前BIM技术应用现状来看，其应用实践作用突出，比如在建筑设计领域中的有效应用具备可调整、可视化、可延伸的模拟特征。首先，可视化是建筑模型在建立、完成以及调整过程中，技术人员能通过计算机应用掌握模型具体的变动情况。在简单操作中便能获取缩小、放大后的效果图，要注重细节以及整体调控。可调整是BIM技术运用中的重要优势，在技术软件应用中，能调整的对象是计算机中的各项参数。整体操作过程相对简单，要合理设定各项参数，突出BIM技术运用优势。可延伸性也是BIM技术的一项重要优势，在构建有效模拟及模型时，系统要注重补充各项参数，比如沉降条件、气象条件等，对建成后的建筑进行性能分析，有效优化设计。

四、ＢＩＭ技术在民用建筑设计中的实践

4.1在工程设计管控中的运用

BIM技术在设计管控中的运用，对于增进管理的科学性而言有着非常显著的作用。在BIM技术的运作环境下，可以规范化地创建BIM参数模型，同时将建筑工程项目中的总体规划内容展现其中，从而方便信息获取人员在第一时间开展有效运用。与此同时，在BIM技术运用阶段可以对信息进行整体化革新与动态化管控，这当中包括建筑工程项目财务信息等，给予管理工作人员整体化的辅助。在以往的建筑工程设计过程中，因为管理工作内容极具系统化特征，所以进行管理的工作人员有着较大的压力。BIM技术在设计管控中的运用，可以给予设计工作有效的辅助，其优势可见一斑。

4.2三维模拟优化设计方案

对于城市重点建筑工程，BIM技术可以综合分析建筑和城市规划的关系，建筑和交通系统关系，有利于精准地确定建筑的位置，使其和整个城市规划完全融合，避免后续改动造成的成本激增。而对于比较特殊的建筑，如高架桥、跨河大桥等，通过BIM技术可以对河水流速、风速等进行模拟，从而保证建筑设计有全面参数系统，提升设计的安全水平［1］。而对于建筑设计本身而言，BIM技术主要是在平面图的基础上建立三维虚拟建筑模型，观察其中主体当中每个构件的科学性，便于设计师找出其中不合理构件，并进行设计调整。这样可以避免后续施工过程出现变更，保证工程的顺利进行。同样，利用BIM技术也可以对设备、给排水、供电、通风、采暖等方面的管线合理性进行监测，找到冲突之处，进行科学调整，形成性价比最合理、布置最科学的设计方案。

4.3建筑项目可视化设计

开展建筑工程设计工作时，与三维模型配合进行可视化设计，能够很好地凸显出建筑各个结构部件的特性，防止后期项目施工当中不达标情况的出现。在以往的建筑工程施工中，通常会使用CAD程序进行二维模型的建立，就是通过利用不相同形式的几何图形，形象化地展示模型内的部分结构形态，但是不可以确保这些平面关系完全准确地组成一个立体建筑结构。而BIM技术能够构建三维立体模型图，其能够帮助施工人员清晰且完整的掌控建筑工程项目的整体性特征，且提供辅助作用，之后根据实际情况进行项目设计与布局。所以应用BIM技术会实现项目可视化设计，主要是根据现有的结构模型动态化的演示建设效果，以此为设计逐渐优化项目设计方案带来方便，从而科学合理地进行建筑工程项目施工。

4.4施工图设计

建模时注重分析建模步骤，判定建筑中要应用的横梁、平板、柱子以及多类组件。之后基于参数划分再对施工图进行标记，制造和生产各类组件。创建组件时，基于平面法设计图标准图集建立对应文件，之后组建相应的标签与信息，有效调控多项信息。在此过程中，要确保BIM中各项参数与实际现状能有效对应，在建立混凝土结构模型与各类文件以后，应用混凝土结构模型软件建立柱子、楼板、梁板图纸等。其中BIM技术主要是基于三维模型，应用二维抽象符号以及线条进行集中表达。这两种显示信息方式相同，但是没有直接冲突，能实现有效结合，便于清晰化表达。在结构工程中运用BIM技术建立施工图，集中组合各项参数，优化BIM技术与图形方法。

结束语：

综上所述，在建筑行业中BIM技术包括了建筑物的许多信息，主要是通过输入建筑信息方式完成建模任务，促使不同专业间信息与资源得以共享，实现合同合作，提升劳动效率的目的，这也表现出BIM技术生产能力强大。此外，为了确保BIM技术在我国建筑设计中得以更为全面的应用，需要采取一些可行的策略加强推广，带动BIM技术在建筑设计中的应用，促进建筑行业可持续发展。

参考文献：

[1]李广龙.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析[J].工程建设与设计,2020(15):139-141.

[2]程亦飞.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].城市建设理论研究(电子版),2020(15):45.

[3]李林.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].居舍,2020(14):73.

[4]谭小蓉,徐静伟,李萍.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].居舍,2020(09):86.

[5]常春霞.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2020,5(03):215-216.