BIM技术在计算机辅助建筑设计应用分析

现代计算机技术、信息技术、数字化技术的蓬勃发展，日益改变着人们的生活。在建筑设计领域，计算机辅助建筑设计的诞生让整个建筑行业充满了生机和活力，并推动了建筑业的快速发展。然而，随着社会的发展和人们需求的提升，过去的计算机辅助建筑设计技术已无法满足越来越高的现实需要，这种情况下BIM技术的出现，为建筑行业工作流程以及行业惯例的创新发展带来了新的技术和希望，并迅速得以推广应用，对推动整个建筑行业发展发挥着重要作用。
　　1 BIM技术相关介绍
　　1.1 BIM技术的内涵
　　BIM是BuildingInformation model的英文缩写，即建筑信息模型。作为一种建筑工程数据模型，其建立在三维数字技术基础之上，在借用计算机技术和数字化技术的优势，为该工程数据模型建立起符合实际情况的且相对完整的建筑工程信息库。其中既包括描述建筑物构件相关之几何信息、专业属性和状态信息等内容，又包括空间、运动行为等非构件对象相关之状态信息内容。通过该包括大量建筑工程信息的建筑工程三维数据模型，能够有效集成建筑工程信息，其在建筑设计领域具有重要的应用价值，此外在结构设计、工程量统计、设备管理、成本核算以及物业管理等领域也能发挥重要作用，能够对建筑行业发展注入生机与活力，实现对整个建筑生命周期的所有信息的管理。
　　1.2 BIM技术的原理
　　BIM技术最早由查克·伊斯曼（Chuck Eastman）博士提出，其最初仅是一种理想化概念而已，此后却成为能够应用的重要工具。BIM技术改变了固有的思维模式和应用工具，打破了传统的工作流程和任务分配形式，实现了计算机软件技术的创新发展。BIM技术作为一种先进的专门面向建筑设计的基于对象的CAD技术，其相比CAD（计算机辅助设计）优势更为明显，通过BIM技术能够方便地在计算机中集中存储、描述完整的建筑工程信息，从而实现了BIM软件由低级绘图工具向高级绘制大型建筑构件和建筑物的转变，实现了技术上的变革。BIM软件应用系统里的建筑构件已被对象化，并以编码形式对建筑构件进行数字化描述，该对象的属性通常各种参数描述出来，并在事先进行定义以及遵循相关制定规则，该对象的代码中要求包括这些相关参数，而相关参数信息即可代表各类建筑属性信息。例如，针对墙对象而言，其是包括墙各类属性的对象，其中既有墙的长、宽、高等几何尺寸信息，又有墙体材料、表层处理情况、保温隔热、规格造价等各类信息。而应用普通CAD绘图软件，只能以两条平行线通过二维方式表达墙体信息，各个线条间无法建立关联关系。
　　1.3 BIM技术的工作概念
　　BIM技术能够有效实现“虚拟建筑”、“建筑模拟”等功能，包括建筑视图、图形表现、工程量清单等，均可以通过3D模型加以体现。其工作概念具体包括以下内容：一是其是单一的文件，全部建筑项目模型以及全部文档均通过虚拟建筑文件加以实现；二是建筑工程三维数据模型要求在真实建筑构件基础上组建而成；三是建筑模型和文档之间是相互关联的；四是实现了通过自动化文件对工作流程进行管理；五是表达建筑内容（图库）；六是建筑信息库和建筑构件之间是相互关联的；七是能够实现渲染、清单、动画以及数量计算等内容。
　　1.4 BIM软件的分类
　　BIM软件具体包括设计类和施工类两大软件。其在建筑方案制定、建筑施工图设计、建筑运作分析等方面都有广泛应用。
　　2 BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用优势
　　传统的2D CAD系统存在许多弊端问题，建筑设计人员在绘制图纸和制作图表过程中需要浪费大量时间，因此建筑设计的时间相对不足，并且和业主、建筑用户以及其他工程设计人员之间缺乏有效的沟通交流。而应用BIM软件，可以建立虚拟建筑模型，并自动生成相关图纸、图表和文档。通过直观形象的三维模型，更利于人们的沟通交流。能够有效缩短设计时间，提高建筑设计服务质量和工作效率。其在计算机辅助建筑设计中的应用优势包括以下内容：
　　2.1 能够实现可视化虚拟建筑设计
　　通过BIM软件可以让建筑设计人员轻松地建立虚拟建筑模型，并能够身临其境地随时感受到建筑内部的空间设计效果，更好地形成设计思路，对比分析相关材料、颜色、空间、环境、体量造型等。因此，能够把建筑设计人员从过去的绘图制图中解放出来，充分激发建筑设计人员的想象力与创造力。其能够建立起直观形象的三维建筑模型，方便建筑设计人员的沟通交流，也让业主、建筑用户等非专业人员能够掌握建筑项目的功能，通过预演设计方案，可以让业主和建筑设计方能够更好地进行场地分析、性能预测以及成本估算等，从而完善设计方案。
　　2.2 能够自动生成和修改图纸文档
　　建立虚拟建筑模型以后，即可在设计阶段随时自动生成建设设计相关的全部图表、图纸和文档等。能够自动生成平面、立面、剖面、3D视图等，和材料、面积、造价等相关数据信息。其发挥了计算机技术的优势，有效提高了工作效率，并且确保图形图纸准确无误。全部图形图纸都从模型中直接生成，修改变更等也会在项目文件中自动反映并达到实时更新效果。因此，可以让建筑设计人员更好地进行设计工作。
　　2.3 能够高效智能地进行设计评估
　BIM技术建立的虚拟建筑模型包括大量非图形数据信息，从模型中提取数据信息导入专业分析模拟软件，即可进行面积、体形系数、可视度、日照轨迹、建筑疏散、结构、热工性能、管道冲突检验、防火安全检验、能量、规范检验等各类分析评估。从而准确反映出设计方案的可行性和可靠性，让设计方案更加科学合理，缩减性能分析周期，提高建筑设计质量。
　　2.4 能够实现学科专业的协同工作
　　伴随建筑工程复杂程度的增加，各学科专业的交叉合作已经成为必然趋势，因此需要协同设计工作。BIM技术能够让建筑、结构、电气、给排水等各学科专业实现相同模型上的协同工作。以便随便更新传递建筑设计信息。另外还可实现不同地区的不同设计人员在网络基础上进行协同工作。
　　3 BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用
　　因为BIM技术的明显优势特点，使其BIM技术在建筑设计领域迅速得以推广应用，其不仅是简单具有画图工具功能，更树立了新的设计理念，为建筑设计人员更好地进行建筑设计创新提供了条件。具体而言，其在计算机辅助建筑设计中 的应用包括以下内容：
　　3.1 建筑场地分析
　　应用BIM技术，并结合GIS地理信息系统，能够对建筑场地和拟建建筑物空间数据实现建模，从而可以在建筑项目规划阶段，能够更好地对场地使用条件及其特点等做好有效评估，给建筑项目更好地进行场地规划、建筑布局等重要决策提供基础依据。
　　3.2 建筑规划设计
　　应用BIM技术，可以让建筑项目设计人员在规划阶段即可通过空间分析来理解复杂空间的标准与法规，有效节省工作时间，提高工作效率，提升工作价值。
　　3.3 建筑方案论证
　　应用BIM技术，能够有效评估建设设计空间，更好地达到互动效应，从而在使用者以及业主方面得到更好的积极反馈信息。应用BIM工作平台，建筑项目各方能够更加直观地展现共同关注的重要问题，并及时达成共识加以解决，从而缩减决策时间，提高工作效率。
　　3.4 三维可视化设计
　　应用BIM技术，一方面为建筑设计人员提供了三维可视化设计工具，达到“所见即所得”的效果，让建设设计人员可以应用三维模式完成建筑设计工作，另一方面也能够让建筑用户和业主打破过去的技术壁垒限制，更加直观形象在展现建筑内容，随时了解自己投资与收获情况。
　　3.5 实现协同设计
　　应用BIM技术，协同范畴由过去只是设计阶段扩展至整个建筑生命周期，要要求建筑规划、设计、施工、运营等各个方面的共同参与完成，所以其应用意义更大，并且能够大幅度提升建筑行业的综合效益。
　　3.6 建筑性能分析
　　应用BIM技术，能够让建筑设计人员设计创建的虚拟建筑模型导入到相关性能分析软件当中，从而得到相关的分析结果，有效提高建筑设计工作效率和服务质量等。
　　4 结束语
　　科学技术的迅猛发展，人们对于建筑行业工作效率要求越来越高。BIM技术的推广应用促进了计算机辅助建筑设计的进一步发展，其既为建筑设计人员节约了建筑设计时间，提高了建筑设计质量，与此同时也促进了整个建筑行业的发展，为社会创造了更多效益。可以说，BIM技术以其明显的优势特点，成为建筑设计领域的未来发展趋势。
　　参考文献：
　　[1]张瑞芝.BIM技术在数字城市三维建模中的应用研究[A].BIM与工程建设信息化——第三届工程建设计算机应用创新论坛论文集[C]，2011.
　　[2]赵昂.BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探[D].重庆大学，2006.
　　[3]刘占省，王泽强，张桐睿.BIM技术全寿命周期一体化应用研究[J].施工技术，2013（09）.
　　[4]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木工程信息技术，2010（12）.
　　[5]黄伟华，刘春雷，闫文凯.BIM技术在建筑设计方案前期深入探索应用[J].土木建筑工程信息技术，2013（08）.
　　作者简介：刘晓光（1973.11-），女，辽宁辽阳人，讲师，研究方向：计算机绘图（CAD、3ds max）photoshop图形图像后期处理。