1、BIM 在建筑设计中的应用与发展动向分析BIM 在建筑设计中的应用与发展动向分析 张天雨 同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司 上海 200092 摘要：数字化技术在建筑工程模型设计中越来越受欢迎，BIM 是其中一种，也可称为数字模型。本文主要介绍了 BIM 设计的主要内容以及其远大的前景。 关键词：BIM 建筑设计 应用与发展 中图分类号：TU2 文献标识码： A 文章编号： 一 BIM 概念解析及行业现状 Building Information Modeling 的简写 BIM ，中文含义是建筑信息化模型或建筑数字模型。数字化技术近年来在建筑工程的模型设计中广受欢迎。BIM 技术是将采
2、集到的大量工程信息运用虚拟方式做出土建设计模型来模拟相关检测以及管网控制等工序，具有全方位和全方面的特点。该技术涉及的领域很多，在管理工作中的设计、建造以及管理等工序的数字化建设中也有着大量应用。BIM 技术在集成管理条件下的建筑工程中也可运用，它的出现解决了工程设计时的协同问题，也有助于建设的一体化，更能在建筑使用阶段智能化的进行建筑和设施的维护工作。这项技术的使用可以全生命周期的对建筑进行管理，因为它消除了建筑从设计到使用所有工序间的阻隔，从而在建筑过程中实现高效率、低能耗、低风险。 BIM 本身涉及企业的全产业链，在设计中的称谓是“3D 参数化设计” 。建筑设计的文本性文件中称作 3D
3、参数化设计，一般工作时则简化为BIM。 3D 参数化设计通过输入工程的各项参数来打造一个三维立体化的建筑模型，这点与传统二维设计方法如 AutoCAD 等有所不同，立体化建筑模型还能模拟建筑的各项性能。 为了保障建筑设计的质量、效率以及 BIM 的设计效果，就需要熟练掌握设计数据的分析与模拟的方法。 行业现状 业主：在国内外，BIM 的设计方式被愈来愈多的业主所追崇，有时甚至要求用 3D 技术立体化设计模型。导致该项目的进入难度变大。 设计方：为了满足市场竞争的需求，一些资质较深可以设计总包的工业设计院和大型民建设计院运用 3D 技术成功的将建筑设计的部分地方展现出来，设计领域也因此在 3D
4、设计方面取得了进步。BIM 的出现使人们彻底告别了“计算机辅助绘图” ，踏入了“计算机辅助设计”的时代，它在工程设计的的意义不亚于 90 年代的“甩图板” ，可以被誉为建筑设计界的二次技术革命。 施工方：建筑行业的下游企业也在 BIM 技术方面有所涉及，有的公司甚至组建了团队。它们在土建和机电安装方面进行设计、施工、以及施工管理等的 3D 模拟。这些企业在 BIM 方面的技术应用也为设计方带来了压力。 国家制定的 BIM 标准目前还不能在各行业得到广泛的应用。BIM 在个别方面取得的成就，主要依靠各行业中实力派的自行探索。国家和企业都都看到了 BIM 技术对整个产业链、整个行业产值提升的重大意
5、义。 同时计算机技术的发展也为其提供了硬件保障，尤其是 64 位的计算机硬件与操作系统的开发。 二 BIM 在建筑设计中的应用 1.设计阶段运用 BIM 技术的价值 BIM 被应用在建筑项目设计中是为了将设计的质量以及效率提升，既能保证在约定时间完工，又能减少投资，还能避免在后期的施工中出现洽商和返工的现象。BIM 在建筑设计期主要有下面 5 个优势： 可视化（Visualization）：二维化的建筑设计非专业设计人员难以看懂，而 BIM 却可以将建筑设计立体化直白化呈现给设计人员以及业主。他们可以很容易就看出设计是否符合自己需求。 协调（Coordination）：运用 BIM 技术可以将
6、设计中原本分离的不同专业以及相同专业间不同人员负责的设计模块，统一集结在三维立体化的设计环境中。防止由于沟通、理解等原因出现设计问题，减少设计时间，提高设计质量。 模拟（Simulation）：BIM 在数字世界中将建筑的建设过程以及建设成果模拟出来，避免建筑在建设以及使用时出现不必要的问题。 优化（Optimization）：BIM 的可视化、协调、模拟三大优点有助于建筑技术更进一层，为现实世界建筑的性能提供了保障，因此有着而复杂工艺的建筑愈来愈多的选择 BIM 设计。 出图（Documentation）：运用 BIM 绘制工程的设计方案，将会促进企业取得精确、高品质以及具有创新的工程成果。
7、 2.运用 BIM 的项目类型及介入点 人们对 BIM 的适用范围以及适用时间点各有见解。有的认为，BIM 只有具有复杂造型工艺的建筑项目中适用，而且在前期的设计理念以及设计方案上就要运用，工艺较为简单的普通住宅不适用；有的认为将 BIM参数立体化设计运用在建设高度标准化的住宅上才能凸显价值，为了提升出图率，在绘制施工图时就要将 BIM 运用进去；还有人认为 BIM 运用工序复杂只适用于的方案设计时期，AutoCAD 绘制施工图更灵活、失败率更低。 以上观点都有其道理，究其根本 BIM 最重要的 3 要素是人、项目、目的。 “需求是决定一切行为的根本”是心理学名言，运用的项目不同、操作的人员不
8、同、操作的需求不同，BIM 的运行方式、运行时间、以及运行结果和运行的设备费用也尽不相同。在所有的建筑设计中运用 BIM，是未来设计师们的必备技能。虽然 BIM 现在还不具备在全部设计中应用的条件，但在一些项目、专业以及过程的部分使用中将会越来越常见。因此在项目设计要求、周期以及 BIM 团队的条件下，选择使用 BIM 的设计时间段。 将 BIM 运用到概念设计期间，不仅可以将设计创意充分体现，还能将建筑的设计面积、体形系数、以及地产商将取得的效益、可视程度、太阳的照射轨迹等等进行分析。 BIM 设计方案：BIM 有助建筑设计方案的优化，在造型工艺繁复的项目中更能有效进行，方案对比（如曲面有理
9、化设计）以及可行性分析等。也可以对建筑的性能、能源消耗、采光度、光射度、建筑分布等情况进行分析，以便建筑的设计方案更加完善。 BIM 设计施工图：二维设计有时难以明确表达复杂工艺建筑的设计意图，选用 BIM 便可有效地解决问题。在建筑设计时间紧迫而 BIM 人才短缺的情况下，可以运用 BIM + AutoCAD 的方式来解决问题，但必须是 BIM 为基础，AutoCAD 做深入设计，这样才能避免设计出现质量问题。 BIM 设计综合性管道线路：BIM 是解决大型工厂和交通枢纽（如机场、地铁等）以及公共项目（医疗、体育剧院等）的专业性繁复管道线路设计问题的不二方法。 BIM 设计的可视化：运用 B
10、IM 设计建筑效果图、动画、实时漫游以及模拟现实等也是保证建筑设计质量的方法。 3、协同在 BIM 中的应用 设计软件将协同的形式分为 2D、3D 两种，BIM 中协同的目的是实现工程品质的提升，和建设效率的提高。 1)2D 协同设计 2D 协同实际上是一种基于 AutoCAD 外部参照的文件级协同设计模型，它的所在范围是 dwg 文件，它的特性是阶段性、定期更新性。 例如：多位设计师将某建筑的轴网、标高和内、外墙的门窗布置方位、核心筒、楼梯与坡道以及卫浴家具构件等的设计分成多个 dwg 文件各自设计，在设计时运用外部参照的方式将各个设计文件整合成数个建筑平立面图，此时一旦轴网文件数据变动，则
11、以它为参照物的图纸也会自动变动。 2)3D 协同设计 专业内和专业间模式之间的区别。 专业内 3D 协同设计是一种实时数据协同模式设计，设计 3D 工程信息模型时，同一工作组不同人员将在计算机上设计的方案上传到该项目所在服务器的中心文件上，供该组的其他人相互借阅，以便成员间可以互相借用建筑图元交叉型设计方案。 专业间 3D 协同设计的含义是运用外部链接的方法，在每个专业都拥有 3D 工程信息模型的前提下，将文件将管道线路的综合性设计放置在专业系统（或模型）内进行。设计过程中的任何重要时间点都可以进行这项工序，综合上述可以判定专业间 3D 协同设计和 2D 协同设计的设计模型，都是文件级的阶段性
12、协同。 除上面所述模型外，各种 BIM 设计软件间的数据互相交换，也在协同设计的范围以内。例如在 Revit 系列、AutoCAD、Navisworks、3ds max、SketchUp、Rihno、Catia、Ecotect、IES、PKPM 节能等工具间的数据互换，都可以通过专用的导入/导出工具、dwg/dxf/fbx/sat/ifc 等中间数据格式之间互相交换。 三 建筑设计中 BIM 的远大前景 展望未来，中国每年增加 20 亿平米城市建筑的时间最少会持续 20年。黄金时期的中国建筑行业，所建设的高科技新型建筑将会不断给人们视觉上的冲击，但是人们的设计习惯依然是手工绘图、电脑绘图；BI
13、M技术对人们的意义绝不仅是设计工具的改变。小到设计习惯、协同模式的改变，大到促进整个行业的的资源得到更深一步优化整合。因为它将企业的设计和施工以及运营整个产业链进行全方位的改进，使其实现协同作业。可以预见传统的制图方法将会退出历史舞台，BIM 作为建筑行业的新型设计方式，将会拥有美好的前景。 结语 只要有利于实行的综合环境，设计企业也有提升综合实力的信心，软硬件厂商可以提供高质产品与技术，BIM 的广泛应用将会为设计师、设计企业带来更加广阔的发展空间。 参考文献 1龙文志，建筑业应尽快推行建筑信息模型(BIM)技术J，建筑技术，2011 年 01 期 2秦军，建筑设计阶段的 BIM 应用J，建筑技艺，2011 年 Z1 期 3王珺，BIM 理念及 BIM 软件在建设项目中的应用研究D，西南交通大学，2011 年
