BIM技术在建筑设计及施工过程中的应用

【摘要】三维建模较传统的2D图型更能满足现代建筑对项目设计及施工提出的更高要求。BIM具有如下优势：模拟建筑直观性、尺寸把控精准性、综合碰撞检测性、动画漫游可视性。基于上述优势，BIM技术在建筑设计和施工过程中必须加以应用，使其更好服务于现代建筑。论文阐述了三维建模的必要性、优势及在现代建筑设计和施工中的应用。

【关键词】BIM技术应用；建筑设计；建筑施工

BIM是基于CAD平面基础上开发的信息化建模技术，将基本构建模块化，采用形位分置的创建方法对建筑进行建模，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息：三维几何形状信息非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格、进度和施工等等集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”。

1、现代建筑中三维信息建模的必要性

在说明三维信息建模的必要性前，我们可以先来看一个工程案例中车道与结构梁冲突的实例：

在此建筑平面图中，无法直观地看出梁与汽车坡道之间在标高上存在高差，如果在图审及后期施工过程中没有加以注意，极易造成此处需要返工或者现场临时做出设计变更调整。如果在临时调整前还必须经过重新设计来确认梁的荷载及具体做法，这样往往会打乱现场施工节拍，导致局部施工放缓，还没有考虑进度延误引起的间接费用、财务费用、管理费用等。若是在关键节点上，必将导致工期的损失及索赔的发生，这是建设单位及施工单位都不愿意发生的事。若我们能借助三维信息建模，形成如下直观图纸，就能将上述问题点扼杀在萌芽里，为后期施工做好铺垫。由此可以看出，BIM的提前预警和协同共享的价值所在。

2、三维信息建模在建筑设计及施工中较2D平面设计的对比

显而易见，对比以上信息，我们不难发现三维建模较传统的2D图型更能满足现代建筑对项目设计及施工提出的更高要求。BIM具有如下优势：模拟建筑直观性、尺寸把控精准性、综合碰撞检测性、动画漫游可视性。基于上述优势，BIM技术在建筑设计和施工过程中合理加以应用，则会使其更好地服务于现代建筑。

3、BIM技术在建筑设计的应用

3.1直观表达，将可视化和动漫化相结合

BIM技术一般都是基于CAD平面技术发展而来，在平面基础上对各种信息的高度集中化和整合化，能为用户提供各种参数，在设计上更直观更生动的表达出设计意图。所见即所建，并可结合动漫技术，对建筑设计作品做科学性、合理性、实用性及美观性的审查，将原本平面呆板的表现形式变得清晰生动。

可视化和动漫化的直观表达

3.2全局把握，精度控制层高及吊顶高度

运用BIM技术，可以将各专业在同一视图界面呈现，可以非常直观的将各个区域的楼层高度体现出来，可为后期装修设计与施工在层高上做很好的参考。更是在全局上对装修楼层高度的把控，若后期装修高度达不到理想效果或建设方要求，则可以进一步利用BIM碰撞技术来对安装管线做调整，若安装管线在优化设计后还是达不到要求，那建筑设计师就需要从整体上来考虑原设计层高及楼层问题，做出更加合适的调整。

3.3细部精作，任意位置切出剖面或局部3D视图

在整体设计考虑的基础上，利用BIM技术可对项目细节做更深入的优化，可选择任意角度、任意部位切入，辅助设计师在空间做出更优处理。也在空间思维上解放了一部分精力，让设计师把更多精力和时间用于各专业的精耕细作上，创作出更优秀的作品。

3.4尺寸把握，利用真实尺度建模

利用真实尺度建模

在传统的2D图纸中很多地方标注的细部尺寸为了便于绘制，大都采用单线来表示，无法体现其真实尺寸。如上图所示，直径700mm的2根管道进入管道井后，从传统的CAD平面所见并无表达的问题所在，但是在实际BIM建模之后，就会发现实际竖井的尺寸就偏小了，这时设计师可以提前调整结构与建筑图纸，避免碰撞的发生。 同样举一反三，在各专业其他部位，可将隐藏在平面中的真實尺寸体现出来，给项目建筑设计局部细节调整做好有力的数据支撑。

4、BIM技术在施工过程中的应用

4.1模拟建造化，利于识别重大危险源，防患于未然

采用BIM技术建模后，可对工程项目进行模拟建造，在此过程中，可以结合虚拟的环境，对BIM模型在前期设计过程中进行方案上的优化，深化设计，减少设计变更，对施工过程中的存在的重大安全隐患进行识别（如深基坑，高支模等），可引起项目部的重视，提前制定出切实可行的预警方案和应对措施，提高施工现场安全管理水平，最大程度上保证施工安全。

4.2施工精细化，可全面提升施工品质，打造精品工程

运用BIM技术可对现场进行可视化交底，工程师能运用建好的三维模型来交底，更能生动形象地将施工前准备工作﹑施工过程中应该注意的细节及技术要求、施工过程的质量通病等直接结合模型加以阐述，易于施工技术人员理解及把握施工技术要点，只有做好了技术交底，才能从全方位来提升施工质量，打造出一个个精品工程。

4.3碰撞检测化，有利于各专业协同配合，提升经济效益

利用三维模型软件，能做到各专业相互碰撞检测，并提取出有效的碰撞点，逐点优化，有利于专业与专业之间协调配合工作，特别能减少设备专业之间、设备专业与建筑结构专业之间的相互碰撞，既能优化管线走向又能减少后期因碰撞引发的设计问题从而避免返工造成的间接费用，因此达到提升经济效益的目的。

4.4装配数量化，可管控施工材料与现场，节约现场成本

通过BIM技术可以进行场外预制配件的即时组合及安装，建筑中的许多装配式构件可以选择场外加工，然后运输至建筑施工现场，再进行吊装组合至建筑内部（例如风水管、门窗、电气桥架和钢结构等构件）。通过数字化3D制造，可以自动在工厂中完成建筑物构件的预制，这些通过场外批量加工出来的构件不仅提升了产品质量，降低误差同时还能大幅度提高构件制造的生产效率，节约了现场加工场地和建筑施工时间。

4.5管理信息化，可降低施工难度系数，提高施工效率

21世纪是信息化时代。在大数据的时代，也要求建筑行业必须适应这个时代的主旋律，运用科学的管理手段，不断提升施工技术水平。BIM技术基于建筑信息为基础，涵盖了各专业信息数据，可借助三维图一步施工到位，大大降低了施工难度系数。运用模拟建造技术，预先调整施工计划，可提前将进度计划加以完善，避免施工中可能发生的冲突，减少工时的情况从而把握项目关键节点，提升施工效率，降低施工成本。

结语：

我国的物质文化水平逐年攀升，人们对建筑工程品质的要求也在与日俱增，这就要求我们必须掌握好BIM等先进技术，让它更好地服务于建筑设计与施工，让施工质量和技术水平更上一层楼，保证建筑企业健康发展，让我国的建筑经久不衰。

参考文献：

[1]乔建刚.建筑设计中BIM技术的应用[J].装饰装修天地，2018，（23）：173.

[2]杨奎.BIM技术在建筑工程施工中的应用策略[J].环球市场，2019，（3）278.

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