BIM技术在建筑设计管控模式中的应用初探

吴德嘉

（厦门圣果院商业管理有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

随着科学技术的发展，3D 图形技术逐渐地被应用到建筑设计之中，很多建筑项目都需要通过3D 模型来提前浏览建造效果，为了满足建筑设计的实际需求，BIM 技术孕育而生。BIM 技术又名建筑信息模型技术，通过计算机软件对施工步骤、施工流程、施工方案进行可视化模拟，实现建筑场景再现，帮助设计人员发现设计漏洞或是设计缺陷，实现设计决策化与科学化。在传统的设计过程中，设计人员只能够依靠经验或者演算法判断设计图纸中存在的错误，工作效率极低工作质量也得不到保障，而在BIM 技术的帮助下，设计人员就可以将图纸内容形象、立体地展示出来，快速的选择最优质的建筑方案，控制各个环节的成本预算，增加项目设计的重要性。

1 BIM 技术的特点

1.1 建筑方案的可视化

可视化作为BIM 技术的一大亮点，可以帮助设计人员观察建筑的结构、整体环境、设施模型等，通过3D 建模寻找设计过程中存在的问题，最终确定设计的方向。3D 模型自身还会存在着一些限制，其中最令人头疼的问题就是电脑建模与实际施工有着很大的差距，施工顺序也清楚地展示出来，为了解决这一问题，设计人员可以使用最新版的BIM 软件，利用最新的RVT、NWC 文件功能，实现可视化的4D 施工效果动画，对整个建筑外观建设、结构选用建设、部分细节构造建设全方位的反应出来，这样就可以将BIM 最大的价值发挥出来[1]。

1.2 施工的模拟与优化

BIM 技术拥有着很强的协调性，通过对各种专业数据收集处理，对施工过程进行模拟与优化。BIM 技术可以在4D 施工过程中，发现施工操作问题并加以修改，完善建筑施工的优化目标。从3D 的模型建立到4D 施工动画的演示，设计者可以梳理每一个作业的细节，实现操作场景的再现，动态检查作业步骤是否符合现实中的物理规律，最后通过各种数据确定设计的方案。通过三维建模展示完美地达到了现实场景再现。实现了设计技术从未知到已知的转换。像很多复杂的管道工程设计工作，就可以通过BIM 技术检测，设计内容是否符合建筑需求，通过接通“水源”，演示整个管道的水流情况，避免发生漏水或缺少管路等问题[2]。

2 当下建筑工程信息管理的缺点

2.1 多图纸叠加

伴随着我国城镇居民对于房屋建筑舒适度与使用需求面的增加，当代建筑已经从独立完成系统变为多套组合系统，不仅涉及范围极为广阔，还涵盖了诸多行业技术，所以在某项建筑工程项目里建筑团队会拥有诸多专业图纸叠加，致使施工难度逐步提升。现阶段建筑工程已经不是传统独立土木专业就可以完成的，它需要配合电气自动化专业、防水防渗专业、无线通讯专业、城市给排水联合设计专业等等。每个专业都需要设计一幅独立的施工图纸，但是在众多图纸的叠加下，许多简单的建筑工程也会变得十分困难，建筑质量问题也会逐渐暴露出来。此外部分施工团队施工人员素质较差，只了解土木工程图纸要求，对于一些其他的设计需求完全无法理解，在建筑施工过程中经常出现施工错误或者是施工细节偏差，导致施工团队不得不进行施工返修，严重阻碍了施工进展，拖延了完工时间，给施工团队造成了极大成本投入。对于该类问题最好的解决办法就是将所有图纸融合在一起，通过BIM 技术将整体图纸融合起来，并在施工之前明确的表明施工顺序，对于一些特殊设计节点，BIM 技术还可以做到重点提示，降低整体施工难度。

2.2 各专业缺少合作

上文提及到现代建筑需要各个专业之间配合合作才能完成，而在实际设计过程中，设计人员需要根据现场情况酌情处理部分设计数据，若采用传统数据更改办法需要花费大量的时间与人力，还需要对图纸进行重新绘制，这不仅会设计人员工作负担，而且需要更改相关设计数据。如果设计数据出现了错误或者是失误，建筑整体质量就会出现不确定性问题，如窗宽、门高、窗高、过道高这些基本数据，直接关乎到建筑整体美感与采光，一些特定造型需要搭配着细致数据测量，否则容易出现裂缝或是部件脱落等问题。又如，女儿墙、承重墙、钢结构设定数据，直接关乎到整体建筑质量，墙体的厚度与构建风格会影响到其他工程的进展，钢结构过于繁琐会推迟整体施工进展，钢结构过于简易会影响整体质量，最为可靠的建筑方法就是要求建筑团队依照图纸要求进行严格施工，并在施工过程中对于图纸细节进行详细参考，在多专业配合下，只有BIM 技术能够在“一张”图纸上完美展示各个专业数据搭配性，即使在特殊情况更改数据内容，BIM 也会降低设计人员预算工作量，自动更改、换算一些关联性数据，避免设计人员遗漏数据更改项目。

3 BIM 技术在建筑设计管控模式中的应用

3.1 对设计专业的综合管理

BIM 技术模型会将设计人员输入的所有图纸放置在一个完整的模型中，对各项数据进行专业的检测，避免各个数据存在冲突问题，合理的考量各个高度方向的数据。这点就与传统的设计方法全然不同，传统设计方法严重依赖人工进行图纸核对，核对人员在核对过程中难免会出现疏忽地方，但是这些小疏忽会对建筑质量带来安全隐患。而三维立体建模能够展示出真实的建造尺度，接连传统设计忽略的管道保温层结构也能够展示出来，特别是针对一些建筑剖面图，BIM 技术也能够完美地展示出来，有效地提升图纸的精度[3]。

3.2 对设计过程的随时检查

一个建筑项目同时会拥有着燃气管道、水暖管道、强电管道以及弱电管道，对于这些施工项目，BIM 技术可以任意地观察任意位置的轴测图大洋和剖切大样，并在观察的过程中给每一条线路标注关系，还可以添加备注及其样本，避免全套方案在设计结束后出现管道膨胀问题，消除设计上的障碍。这样就可以降低设计的使用时间，强化各个项目之间的具体联系，提高施工单位的施工效率，降低施工单位在后期返修的成本[4]。

3.3 对公共建筑的合理设计

很多大型公共建筑项目投入的资金是十分巨大的，传统的设计方法在面对这些工程项目时，一些重点的位置可能会出现整体不美观、流线形状差等问题，出现这种问题的主要原因是设计工作内容较大，整体设计要求过多，各种建筑项目之间缺少调和度与搭配程度。而这种设计缺陷在后期更改或者是施工时，都会使施工团队付出很大成本代价和施工时间，对整个建筑施工进度影响颇大。此外，设计团队也没有时间顾及大厅园林景观设计、假山景观设计、水元素景观设计，这些都需要后期添加，添加过程中也会改变一些原始的设计方案，导致很多你不确定问题的发生。BIM 技术则完美了解决了这类设计缺陷问题，BIM 技术可以精确的定位到水管线路甚至是电气高架，其操作程序简单可以对任何的位置进行细致的优化，检查任何位置不合理的地方，进而实现各个细节上精准控制[5]。

3.4 对业主进行表达与沟通

传统的图纸一般多为专业蓝色图纸，BIM 模型则通过模型、动画等形式展示出三维立体图形，而在展示出的图形还能够随意地拉伸、变换、细化，各种位置也能够充分地展示出来。BIM 技术建立的三维模型还可以改变展示的模型，供业主进行浏览、漫游、虚拟体验。例如，当下较为火爆的VR 影像技术，就可以展示三维设计图纸，为了能够让场景更加的真实有效，设计人员还可以对建筑外观进行着色，添加园林风景、虚拟人物、公园设施等等，与业主进行最直接的表达[6]。

3.5 对建筑的空间进行管理

随着时代的发展人们对于建筑设计要求逐渐的提升，很多年轻的业主喜欢“小户型、大空间”，这就需要对各项建筑进行合理的规划，给业主留下更多的布置空间。为了满足用户的这类需求，设计人员可以通过BIM 技术，将室内格局进行优化，在优化的同时直接“体验”入住效果，多采用“明庭”“暗格”“折叠”等新型设计理念，将各种不需要的家具陈设进行删减或隐藏，利用BIM 技术对建筑内部空间进行有效管理[7]。

3.6 使管理工作更加细致

在实际建筑过程中，若将最基础数据处理与BIM 技术相融合可以促使管理工作变得更加智能、更加简易，最为主要的是可以依靠基础数据，推演出一些施工过程中会出现的建筑问题。简单来讲，BIM“图纸”不只是各类信息的集成，也是一种数字化信息管理工作，并对设计、造价、建筑进行数字化管控。在整个建筑生命周期内，BIM 技术可以形成3D 建筑模型，这一模型可以展示出建筑过程行为，同时也能够演化出建筑管理行为，因此，在一定的可观测范围内，该技术可以大幅度降低安全风险，控制建筑成投入。

4 BIM 技术发展趋势

BIM 技术的应用范围不仅局限于建筑设计，还可以应用于航天、航空、高铁、渡轮、生物医疗、虚拟影响等等。现阶段BIM 技术正朝着集成化、数字化、信息化、智能化、协作化方向发展，呈现出“大数据+BIM 技术”的趋势。简单来说，很多用户喜欢一些已经完后建筑的设计方案上传到互联网上，并标注出设过程中出现的问题，云端计算系统分析成品设计方案，遵循设计者的设计原则，很容易在一个特定的环境下生成全新的三维立体建筑，虽然这类风格老旧并且存在着缺陷，但是随着数据的增多，云端计算结果也会逐渐地成长，在未来的某一天云端数据可以真正的代替设计者进行建筑设计工作。此外，BIM 技术还可以对后期小区管理进行模拟，很多建筑团队在开始制定建筑项目时，就已经确定了小区管理模式，但是对于具体管理方案和管理细节需要后续按照实际情况进行设定，这种设计方案无法具体估算出投入资金量，而BIM 技术可以将所有小区安保、摄像、门岗等情况实际模拟出来，对于监控范围也进行调控，在建筑之处甲方就可以得到制定完整小区物业管理计划。

5 结束语

综合上文所述，BIM 技术能够建立资源控制计划、降低施工风险、节约建筑的材料、降低建筑污染和噪声污染，从真正意义上达到设计周期性管理，完美解决了各种设计弊端问题。现阶段BIM 技术在建筑领域运用愈加广泛，不再只停留于项目设计上，而是朝着预算方案调整、施工安全演示、后期业主体验等诸多方向，全新的技术带来了创新性革命，而设计人员要紧跟时代的潮流，自主学习全新的技术手段，提升自身的设计能力与技术素养。