BIM在建筑方案设计过程中的应用研究

韦江萍

（福州外语外贸学院 工程系，福建 福州 350202）

1 引言

信息通讯网络技术的飞速发展，带来经济社会的发展变化，促进了产业的发展及企业的进步，作为重要的技术手段与动力支撑因素，其在每一个业务领域的转型升级与高速发展过程中起到了关键作用.不过，网络信息技术当前在建筑领域表现出应用不深入，不广泛且不成熟的特点，在竞争异常激烈的现实背景下，通过网络信息技术的应用提升其竞争力，促进建筑设计行业朝着现代化的方向发展.

2002年，作为三维设计、工程及娱乐软件的领导者，欧特克有限公司提出BIM，即建筑信息模型，此后，BIM在工程建设领域的应用逐渐扩散，并得到了该领域的广泛认可，将BIM应用于工程建设项目实践的国家逐渐增多.2003年，我国就有相关人员开始对BIM相关理论进行研究，当然也有不少人开始将其应用于实践中来，并涌现出一批成功的案例，这些理论与实践探索，为我国的BIM的推广与应用积累了比较丰富的实践经验.

从生命周期看，建筑方案的设计阶段处项目的开端，这一阶段主要是对项目的未来做规划设计，通常来说相对比较短，而且投资比重少，一般不足整个项目总投资的5%，然而其重要性却无可取代，决定着整个项目的绝大部分内容，而且影响到项目从开始直至其消失的整个生命周期全过程，可谓影响深远.建筑项目设计方案的质量直接决定着项目施工能环节的顺利开展，进而影响着建筑项目竣工后的运营与使用.所以，在建设方案设计环节就开始推广应用BIM技术，就显得非常重要，也是探索应用BIM优势的关键.

2 BIM的概念及其技术特点

2.1 BIM的概念

BIM就是Building Information Modeling的首字母的简略缩写，中文意为建筑信息模型，这也是目前国内的统称.BIM技术是应用于建筑工程的设计、建设施工及其管理过程中的一种数据信息化工具，该技术将建设项目中从项目开始到建筑消失的整个生命周期过程中所有的数据信息存储进参数模型中，这样就可以实现建筑项目全过程的项目信息的交换与共用.对于从事相关项目管理的人员来说，应用BIM可以及时准确的应对工程项目的全过程各阶段中可能出现的任何状况，还可以为工程项目的各个参与方提供一个协同工作的平台，可以明显提高生产效率，有效降低工程项目成本，缩短工程项目建设周期.

2.2 BIM技术的特点

2.2.1 信息的集成性和联动性

BIM通常是由三维立体的空间模型，以及与之有一定的内在关系的，完整统一的语义信息组成的一种的数字化的建筑项目信息模型.这种表达方式利用数据间的内在关联，建立并实现信息的组织与管理，其本质是一种管理方式.

2.2.2 协调性和一致性

BIM技术的软件系统是建立在数据信息基础上的一个三维立体模型.一旦三维立体模型建立后，各项目间的联系也就建立起来，并可实现多种数据信息之间的充分互动、互通与共享.这就可以避免时差或者空间差异，确保项目各方及各阶段的协调性、统一性与一致性.

2.2.3 建筑设计参数化

模型之间、所有图元之间通过人为的设置或者系统自动创建的联系就是所谓的参数化.参数化的存在能够为BIM提供一个基本工作平台，项目中需要优化的，就可以通过这一平台进行便捷的调整，且优化调整后的内容，可以在该项目所在数据库中显现出来.

3 BIM应用对建筑方案设计过程的影响

3.1 调整了设计流程

BIM应用对设计流程的影响主要体现在工作量的转移方面.在传统的设计流程中，施工图设计阶段的份最重，工作量最大.设计过程中应用BIM对工作量的分布产生了巨大影响.BIM可以实现自动更新，这样就能有效地减少因关联性低与一致性差而带来的工作的重复的问题.标准化设计功能与自动生成功能，促使应用BIM软件制图耗时大为缩短，进而优化了设计过程及其工作量.

3.2 优化了设计方法

BIM不论是从理论层面还是实践层面都为建筑设计方法的优化提供支撑.BIM模型修便捷，表达方式直观，集合了手工画与模型设计方法的长处.BIM模型可以自动生成图纸，这给建筑师带来极大的便利，建筑师得到了解脱，可以不再绘制图纸了，从根本上改变了建筑设计方法.而且BIM还使得建筑设计由粗放型向集中型转变，应用了BIM设计方法之后，使得建筑领域不再各自为政，由不同步设计变为同步设计，由松散粗放型设计变为紧密集成型设计.

3.3 拓展了空间思维

BIM这一建筑设计工具的运用使得建筑方案的设计工作，可以从构思阶段开始就能够实现空间与形体的统一性.BIM模型弥补了透视草图与实体模型的设计不足，三维数字虚拟技术统一了建筑外观和空间形态研究.建筑师应用BIM软件提供的相机功能设置角度进行人视点的空间形象打磨，制作虚拟漫游动画，来从整体上研究建筑项目的空间序列.

4 BIM在建筑设计中的应用

4.1 BIM在建筑设计中的应用模式

在建筑设计的初期阶段，根据待设计的建筑物对其周边环境的影响，进行建筑物场地的规划设计.在建筑设计的这一阶段，可将体量模型导入到BIM软件进行修订与完善，并以此为基础来规划设计建筑项目方案，确保前期分析研究工作可以指导建筑设计工作.设计方案敲定后，就可以用BIM模型优化提升前期方案，设计师就有更多的时间与精力投入到利用并优化建筑空间等核心工作，加之三维协同模式对方案的优化深化，信息传递更快捷，而且还可以大大提高建筑设计的效率与质量.将BIM技术应用于建筑设计过程中，并建立统一协同的标准，能够有效协调各专业设计方案.

4.2 BIM在建筑设计中应用的技术方法

4.2.1 协同设计的工作模式

基于BIM模型的统一数据源，实现数据的一致性、关联性及高度的共享，并充分利用数据信息.建筑设计单位创建基于BIM技术的工作平台是BIM技术应用的核心.BIM技术工作协同平台的应用，可有效地控制并管理相关数据，可以完整地存储各类数据，准确传递的相关信息，可为建筑工程项目的各方提供工作协同环境，确保数据信息的准确性与统一性.建筑设计单位的BIM协同共享的工作模式的具体设计时，通常会根据企业的具体实际情况，包括企业实力、管理特点及设计方式等，或应用网络信息化或者简单的文件夹的共享等.BIM为相关各方创造一个统一协同共享的工作氛围，优化设计标准与业务流程，提升工作的协同性，还有助于提升设计的质量.

4.2.2 工作标准及模板

建筑设计单位在BIM应用过程中会产生众多构件，这些构件经过加工处理后成为可反复用的资源；有效开发并合理利用这些构件资源，将使得BIM的实施成本大大地缩减，BIM技术所带来的效率价值得以充分实现.同时通过建立优化完善建筑设计单位的构件管理制度，能确保构件资源库的整体规划，促使构件实现模块化、通用化与系列化.经过持续规范有效的维护管理，构件资源就会变为设计单位的一种宝贵资产，可以在建筑设计中共享共用.当然，现实BIM构件库要根据实际情况，调整设置相关的使用及管理权，避免带来一些不必要的问题与麻烦.

4.2.3 模型分级要求

根据建筑设计的不同阶段，确定BIM模型需求状况及应用范围，形成模型深度等级规定，明确构件的合适深度，并匹配好构件深度与模型深度.划分BIM模型等级，整合包含资源数据、族模型对象与专业模型对象的三个层次的模型架构，通常可以划分建筑、结构与设备三类，但在实际中可以根据业务情况，来开展更加详细专业的等级划分，而且还可以针对不同信息维度及专业深度省，进行排练组合.在BIM应用中，每个BIM模型深度等级编号表示其所具有的信息详细程度.

4.2.4 数据传递方式

由于建筑设计的阶段与要求存在差异，建筑信息模型就有了深度分级，这就必然要求解决好不同阶段相关数据信息的传递工作.有效利用BIM模型数据，实现各阶段的数据传承，使得建筑信息模型贯穿于设计的每一步.数据信息的连续传递，实现了BIM整个过程均为三维设计，在施工阶段利用设计阶段的数据模型，按照施工建设的要求，整理、拆分与深化模型，梳理、完善并细化模型资源，满足施工阶段BIM应用需求.将施工阶段所需要的构件加到BIM数据模型之中，应用完善的BIM模型，模拟施工方案，做好工作计划与安排，促使施工方案更加合理、系统与完整.在运维阶段，设计是按规则搭建模型，可很好地利用现有的BIM模型，并优化设计运维.根据系统提取信息，根据空间功能类型准确定位，后期可依据实际情况，进一步完善模型中的信息.

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