BIM技术在工程建筑设计中的作用

摘要：工程建筑设计信息化是工程设计发展的里程碑，它以直观的立体的建造模型展示在计算机画面上，使设计者、建造者全面了解和把握工程建筑，避免了设计的盲目性和错误性。文章对BIM技术在工程建筑设计中的应用进行了分析。

关键词：建筑信息模型；BIM；设计

传统的工程建筑设计只能通过人的大脑进行思考建造。如果建造外型是既定的，那么内部构造设计的合理性和正确性只能凭着设计经验和设计理论进行，其设计的科学性完全达不到工程建设要求。为了克服大脑对工程建筑设计的不足，必须建立建筑信息模型，用计算机进行模拟分析，把每一个建造环节肢解性的展示在设计者和施工者的面前，使他们更加清楚的把握工程建筑。

1BIM技术

在建筑设计行业中建筑数字模型是新兴的一种项目数字化设计形式，经过整体虚拟建筑信息模型完成全方位、全方面的土建设计和有关检验、管网控制等工作。使用BIM技术，不但能完成设计阶段的协同设计，施工阶段的建造全过程一体化与运营阶段对建筑物的智能化维护与设施管理，同时打破从业主到设计、施工运营中间的隔阂与界限，完成对建筑全生命周期管理，能够让建筑项目在其整个进程中明显把效率提高、项目风险和浪费大量的减少。

2BIM技术的应用

2.1建造模型虚拟模拟

传统的建造设计只能在图纸上进行，这种平面式的设计，无法完成对建筑工程的受力分析、材料用量计算、抗震分析等。BIM技术通过建立建造模型，以三维形态展示在电脑画面上，这种建立不仅是对建筑工程简单的模型演示，而是通过建立三维模型进行以下方面的虚拟模拟：①模拟模型的正确性，正确计算建筑的受力平衡，包括建筑对地面的压力、地面对建筑物的支撑力，特别对于高层建筑、复杂建筑，其地下具有深基坑、地下室等，在这种复杂的建筑设计中，做好地基对建筑的支撑程度，就需要计算机模拟计算其受力问题。计算出来的数据再通过建造模型演示，验证其正确性和建筑受力情况；②肢解每一个建筑构造部位，计算机不仅能把建筑模型以三维形态展示给大家，还可以把三维图像一一进行拆解，从而把建筑的每一个环节提出模型画面。这样让设计者和建造者从每一个建造环节入手，进行建筑结构分析。这种肢解特别有利于建筑工程中机电安装、给排水管道安装、燃气管道安装，而且各类安装后期错误程度也大大降低。即使以后出现运转问题，那么通过三维模型演示计算，也能准确找到问题位置，否则高层建筑中那个位置出现问题，也很难查找到；③抗震程度分析，现代建筑提高抗震程度，是工程设计必须考虑的问题，解决这一问题，BIM技术更加优越。因为建造模型模拟分析，就能清楚的看到外加力对建筑的损害程度，包括物体对整座建筑的碰撞、振动波对建筑的冲击等，而平面图形是无法完成演示模拟的。

2.2计算工程材料用量

计算工程材料用量是建筑设计中重要的环节，平面图纸的设计，只能从面积上计算建筑材料用量，BIM技术可以从立体上计算建筑材料的用量，通过计算每一个建筑环节的用量。而包括浇筑混凝土的用量、钢筋用量、水泥用量以及砌砖用量等，还可以进行人工用量计算等。BIM技术量化每一个建造环节的各类用量，这样提高了材料用量的计算速度和准确性。要不然人工进行各类用量的计算，不但大大耗费时间，而且计算不准确，对材料采购者造成盲目性，造成了材料的巨大浪费，增加工程成本。

2.3提高工程管理的有效性和科学性

既然BIM技术可以准确计算材料用量，那么它也可以准确管理整个工程建筑，使管理的手段信息化。如各类工种的配置，施工者的调配等，通过BIM技术可以快速进行相应的施工管理，特别对上百上千的施工团队，若人工进行管理那是不太现实的。只有进行信息化管理，才能做到对每一位施工者的调配，使工程建筑更加有序。对建筑材料的管理，建筑材料的入库、出库、清点，剩余材料量的计算，通过计算机管理，就可以一目了然，清点材料方便准确及时，避免了人工清点的错误性。

2.4提高工程建筑的监督作用

因为工程建设从设计到施工在到投入使用都是通过BIM技术进行的，所以所有BIM参数是既定的，不可更改的，因此避免了人为更改，所有的工程监督职能发挥的淋淋尽致，提高了工程质量，加强了监督作用。特别是进行互联网管理，那么每一座工程建筑设计、施工、材料用量将会输入计算机BIM虚拟模型，这样工程监督部门可以实现远程监控，而且还可进行每一个建筑环节的监督分析，实现了数据共享和协同管理，有利于督促施工方提高工程建筑的施工质量。

2.5在绿色设计中的应用

随着生态环境破坏问题日益严重，对建筑行业的低碳式设计有较高的要求。BIM技术在建筑工程设计中的应用，能够满足建筑行业绿色发展的需求。在应用实践中，利用BIM技术，能够对建筑的采光、通风、日照等条件加以分析，并在结合人体舒适性需求的基础上，将建筑工程进行最优化的设计，以减少居住者对采暖设备、空调等家电的使用需求。在此过程中利用该技术，能够对风环境等加以模拟，以达到绿色设计的目的。BIM技术能够为绿色设计提供服务，可见将BIM技术应用于绿色设计中，是国内建筑行业未来发展的必然趋势。

3BIM技术的挑战与展望

3.1挑战

BIM技术运用于建筑项目设计中，面对着很多挑战：①在BIM技术的作用下，很多部门人员可主动参与到工作中，但用户协作问题相对为突出，也许会对建筑项目设计带来不好的影响；②受权责不明确问题的影响，凸显BIM模型归属问题；③BIM技术尽管具备运用优势，但是在建筑项目设计中的广泛应用依然需要时间。

3.2展望

BIM技术运用中，将应用4D模型而开展设计活动，是建筑项目工程更为直观的呈现在人们面前。基于BIM技术的仿真模型设计中，能最大限度的完成协同工作，而在国内建筑设计未来发展中，这一协作模式可以获得高度认同，而且在建筑项目设计中有着广泛运用，对提高建筑项目设计效果发挥着关键的作用。

4结束语

总之，工程建设设计向信息化发展，是工程建筑发展的必然趋势。通过BIM技术可以提高设计的科学性和准确性，避免工程建筑出现设计错误，从而导致的施工错误。同时也加强了工程的监督管理作用，使监督管理手段信息化，减轻了人为干预的程度，有利于提高工程质量和建筑的安全性。

作者:王薇 单位:景森设计股份有限公司

参考文献：

[1]卢琬玫.BIM技术及其在建筑设计中的应用研究[D].天津大学,2014.

[2]潘刃.BIM技术在办公建筑设计及物业管理中的应用研究[D].广西大学,2015.