计算机技术在建筑工程设计中的应用研究

夏玉海

青岛德泰建设工程有限公司 山东青岛 266555

传统的设计软件因其二维模型无法直观表达建筑物整体形象、设计人员协同效率低和设计时间长等因素，已经无法满足如今高强度、高节奏的工程周期。而近几年兴起的计算机技术作为一种新型的设计工具，可以弥补传统设计技术存在的不足，能够更好地帮助专业人员精确地设计建筑物外观和结构的三维模型。它不仅满足了业主越来越苛刻的要求，而且为承包商、建设单位、施工单位等带来最大的经济利益。计算机技术已经逐渐成为国内建筑行业发展的内在驱动力，具有关键的现实意义[1]。

1 计算机技术在建筑工程设计中的应用问题分析

基于计算机技术强大的性能优势，它在各个行业领域的应用都是较为广泛的，就建筑领域而言，它对于建筑设计的合理性规划有着重要的作用，在计算机技术的应用下，建筑设计师不再局限于单一的设计方式，对建筑的设计更加灵活多变，有了更多选择的可能。当然，我们在享受计算机技术带来便利的同时也要认识到一些问题的存在，计算机它始终是一种机械设备，更侧重于辅助方向，缺乏人工的专业性，在整体建筑设计中，如果只依靠计算机进行设计规划，是不可能的，建筑设计需要考虑的因素比较多，文化因素和其他主观性因素都需要建筑设计师自己考虑，并且只有在满足现实需求的基础上进行设计才能最大程度上发挥其作用优势[2]。

2 计算机技术在建筑工程设计中的应用

2.1 虚拟仿真技术和建筑过程方案设计与实施

传统建筑工程施工的合理性只要依靠相关设计人员以往的工作经验来判断，但是通过经验制定的施工方案并不能真正地保证建筑工程施工的安全有效性，在一定的程度上会造成施工周期过长、施工质量出现问题、方案具有局限性。而通过虚拟仿真技术建立起的仿真模型则可以在极大的程度上避免由于人为因素而造成的失误，科学验证施工方案的合理性，及时发现在方案中隐藏的漏洞，与此同时虚拟仿真技术还可以通过大数据掌握建筑物周围的环境特征，利用计算机技术对工程的具体环境进行实时交互，及时对建筑工程设计人员给出设计建议，例如通过对不同方案的建筑结构能耗数据分析计算，得出节能效率比例，使得设计人员在对方案修改和选择时能够有科学的依据[3]。

2.2 建立三维立体模型

BIM技术最显著的应用就是专业人士可以依据建筑物的实际情况，输入建筑物相关参数，创造一个包括结构构件的详细信息以及构件外事物状态情况的信息库，从而建立一个与工程实际情况一致的三维立体模型。根据这个模型，设计人员可以形象、直观地看到建筑的优缺点，并直接根据模型进行修正，使其满足工程的规划建设要求。BIM技术还可以直接在模型上显示出不同部分组装材料的颜色价格以及各位置的关联，这个功能带给了设计者以及业主良好的体验。未来人们再也不用面对刻板的户型平面图进行想象，而可以直接使用BIM技术提前参观建筑物，仿佛置身于实际的楼内。此外，BIM强大的模拟功能还能灵活运用于发生地震火灾等紧急事件时，模拟居民疏散逃离以及救灾人员的行动路线，从而在设计阶段就能对原有的方案进行修改，保障建筑物的安全性能与可靠性能[4-5]。

2.3 协调建筑结构各部分设计

设计人员利用BIM模型可以添加或处理建筑信息，使其建筑工程的施工质量获得全面的保障。需要设计人员格外注意的是，不同的施工内容中形成的BIM模型也有所差异，为更加准确的传达信息，设计人员可以在BIM模型中插入数据文件，提升BIM模型的辅助说明功能，还可以科学的处理中性数据库，让设计人员能够了解其中的数据信息，与技术人员之间形成充分有效地沟通，之后和技术人员协调建筑的土木施工及装饰施工等流程，便于达到理想的建筑效果。在BIM建模中所使用的软件要具备模型建立、图纸生成及模拟分析等功能，设计人员可以在根据需求选择软件。如Revit软件中，就可以将建筑物的室内结构及机电工程等内容相互结合，如同资料库一般，设计人员可以从中调取模型自由设计，并能够根据需求更新资料，可以实现信息的实时共享，具有较强的实用性。

2.4 数学物理模型的设计

计算机技术的延伸性比较强，通过对相关性能指标的优化提升，使得计算机的整体运行能力得到了巨大的改善，运行速度在原有的基础上有一个较大的提升。在计算机的应用下，设计人员可以建筑整体进行动态化模拟，将建筑结构以立体的方式呈现出来，在这个过程中，将所涉及到了理论和各项分析法进行一个有效融合，进一步优化完善物理模型，确保建筑模拟效果更贴近生活实际需求，这样在后期施工也能更加井然有序。通过对建筑的动态模拟，是建筑工程设计更加全面化，模型的构建涉及的内容比较多，其中模型算法包括反应系数法和热流平衡法。

3 结语

随着计算机技术的优化提升，它在建筑工程设计中的应用将会越来越广泛，其中计算机建筑画就是一个典型代表，利用计算机制图，可以从多个角度展示建筑物，分析其建筑能源消耗，减少不必要的人力、物力、材料消耗，从而有效提高整体施工效率。