BIM技术在建筑设计与施工中的应用研究

张居斌

(山西和信中建科技有限公司，山西 太原 030000)

建筑设计和建筑施工是项目建设中的基本，不断完善设计方案和施工方案是优化建筑项目建设质量和建设效率的基础措施。BIM技术在业内也称为建筑信息模型技术，是互联网信息技术时代的重要产物，这项技术融入到建筑领域之后，以往建筑过程当中出现的问题都能够迎刃而解，尽最大程度优化资源利用，为企业节约不必要的成本，推动我国建筑行业的持续发展，步入新的领域。

1 BIM技术简介

上文说到BIM技术就是建筑信息或者建筑模型的另一种概念。也就是在特有的软件上，对正在进行或者即将进行的建筑工程项目构建出完整的系统参数。设计出具象、直观的三维建筑模型。这一模型在设计上并不是对数字信息进行简单的集成，而是对各种数字信息进行充分利用。在三维模型的构建下，相关技术人员和施工人员能够在设计与施工工作当中进行数据修改和数据分析工作，最终形成精准、有参考价值的施工标准文件。总的来说，这一技术的应用基础就是通过计算三维模型形成具有灵活性的三维数据信息资料库，能够保证所有信息数据的调整和共享，满足建筑工程各项信息数据的精准性与灵活性，避免产生不必要的成本。

2 BIM技术的特点

2.1 可视化

可视化特点也就是“所见即所得”的形式，对于建筑业来说，可视化在其中的作用价值是非常大的，BIM给建筑提供了可视化的思路，颠覆了传统的抽象线条式构件，让施工人员和管理人员能够真正看到三维立体的实物图形，以最直观的方式展现。另外，在BIM建筑信息模型当中，正是因为所有过程都是可视化的，所以可视化结果不仅可以运用生成报表、效果图，更重要的是，在项目设计、建造、运营过程中的交流、决策等都能够在可视化状态下开展。

2.2 协调性

协调性可以说是建筑业中的关键性内容，无论是施工单位、业主还是设计单位，都存在着协调配合工作。BIM建筑信息模型能够在建筑物建造之前，对各专业碰撞问题进行协调，以此生成协调数据，并提供数据。

2.3 优化性

事实上，建筑工程的设计、施工、运营等都是不断优化的过程，虽然对这些进行优化与BIM不存在实质上的联系，但是在BIM为基础的支持之下，可以做出更好的优化。另外，优化过程也会受到三种因素的制约，分别是复杂程度、实践和信息。现代建筑物的复杂程度非常高，甚至超过了建筑工程项目参与人员本人的能力，BIM和配套优化工具能够对复杂的项目进行优化，提供了更多可能。

2.4 可出图性

BIM技术并不是人们常见的设计院设计出的建筑图纸，以及一些构件加工图纸，而是对建筑物进行了协调、模拟、优化后，帮业主做出相关图纸。例如建筑的综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告以及改进方案。

3 BIM技术的优势

分工细致、劳力密集的建筑行业对信息的依赖程度越来越大，甚至可以说信息已经成为了各大建筑企业的重要资源，必须要加强利用和保护。一般来说，不同的项目工程都包含了设计、立项、施工、保养、维护等多个不同的阶段，媒介阶段需要结合不同地点和不同性质的机构参与设计和施工的全过程，在建筑工程项目的实施上，往往需要经过几年才能完成，参与人数非常多，工序繁琐复杂，设计大量的机械设备、文件图纸往来，对协调管理是非常重要的。大型智能建筑工程的现代化管理需要内部与外部之间实现信息的交换处理，例如设计阶段的图纸、进度控制，施工人员信息、物料、施工进度、质量、经济数据、政府批文、法律文件等。建设单位较多，高效的信息交流和共享管理已经成为了当前完成现代化建筑工程的重要内容。另外，建筑工程的分散性、移动性特点是非常明显的，若是没有一个整合的信息系统，那么与建筑工程相关的信息就很难完整保存起来，难以形成转化。经过大量的调查能够发现，在以往建筑工程中，管理人员需要花费非常多的时间来搜查信息，直接降低了工程管理效率。但是在BIM技术融入之后，这些问题能够得到合理的解决，解除了信息无法实现共享的现象，所有与工程利益相关的都能在统一平台和数据库中实现更新、储存、管理、数据应用。BIM可以持续、即时的提供项目设计范围、进度和成本信息。

BIM技术能够在综合数字环境中，实现信息的不断更新和访问，建筑师、工程师、施工人员、业主能够更加直观、清晰的了解项目。同时，这些信息在进行设计、施工、管理等各个过程当中，能够帮助建筑企业加快决策速度，提高决策质量，提升经济收益。近年来，BIM技术在设计阶段的应用直接提升了建筑行业信息化的飞速发展，建筑师可以通过可视化功能创建并获得照片的真实渲染建筑设计效果图，实现了BIM的社会化，特别是虚拟现实的应用，能进一步减少人力资源，缩短施工周期，有效节约成本，为建筑企业提升更多的生产效率，缩短施工工期。

4 BIM技术在建筑设计中的应用

4.1 三维设计

在建筑工程项目图纸的设计过程中，应用BIM技术能够实现对图纸的科学分析，使图纸当中的信息直接转换成直观的动态图形信息，通过三维模型的方式展示相关技术人员，通过观察三维图形分析出建筑的内部结构以及各个结构细节，以此判断工程项目的实施是否顺利，随着BIM技术的不断发展，为了跟紧社会发展的脚步,BIM技术可以实现科学的数据分析，并对数据的合理性作出判断，通过视图选项、图像模拟绘图，以及设计中的三维视图，对工程的各个环节、各个部分进行划分，不仅能加强建筑结构和数据分析的科学性，还能保证分布结构的匹配管理，保证建筑项目工程设计上的合理性，使施工能够完全按照图纸的标准和步骤环节来进行，节约大量的施工材料，减少在施工中投入的成本，为企业赢得更多经济效益的同时，提高建筑工程的经济性。

4.2 信息的多元化管理

在BIM软件当中，输入的所有与建筑项目相关的信息数据都能够实现资源共享。在建筑工程项目的信息数据输入到软件中后，软件可以对建筑项目进行全面的评估分析工作，体现出强烈的系统性和专业性，建筑结构设计工作人员可以根据软件当中提供的相关参数，对工程项目进行分析，以此保证整个建筑工程结构设计的合理性。另外BIM技术还能够处理建筑工程当中一些比较零碎的信息，使信息中的细节与工程的整体高度保持一致，保证项目质量的同时也能为建筑的使用者维护自身利益。

4.3 调整管理

BIM技术系统的计算机辅助设计功能可以利用自身的先进技术来处理建筑工程中的模型，还能够转换成纸质文档。总体上来说，在加入BIM技术之后，建筑工程在设计方面完全以自动化的形式出现，为建筑师带来审核与修订上的便捷。建筑工程师可以根据数据来调整建筑模型，改善建筑当中一些不合理的设计，不断提升建筑的设计质量和建设质量，节省施工时间，缩短施工周期。

4.4 协同设计

近年来，我国城市的人口密度不断增加，给我国建筑行业带来了前所未有的发展，建筑结构的复杂性也越来越高。建筑设计工作当中涉及到的内容是非常广泛的，且绝对离不开协同设计的支持。在传统的二维设计时代中，因为没有高效的技术与统一的平台支持系统设计工作，只有极少数的集成软件，才能实现数据的共享目的，所以集成软件当中很难实现完整的数据共享，只能实现少部分，因此也就无法解决建筑设计过程当中不同内容和不同专业之间的协调问题。技术融入在建筑设计中之后，能够直接对设计模型实现三维可视化，哪怕不是相同专业的技术人员，也能在同一模型当中开展协同工作。

5 BIM技术在施工中的应用

5.1 施工管理

在以往的施工管理过程当中，经常会出现很多问题，最为常见的有施工技术、施工进度、施工现场的安全管理等，再加上相关施工水平的约束，很难对建筑施工做出更深层次的指挥工作，对于施工进度上的控制来说，只实现了表面上的控制，并没有把新时代的建筑工程与科学指挥有机结合。再加上建筑工程施工的规模比较大，所以现场的情况非常杂乱，施工工序也是异常繁琐的，二维技术在新时代的建筑背景下很难实现传统时代的良好指挥效果，无论是精确度还是精细度都不够高，限制了我国建筑行业的可持续发展。然而应用BIM技术之后，在施工管理过程当中能够以虚拟化的方式开展施工进度指导工作，通过建模这一形式，把整个建筑项目展现在全部工作人员面前，真正形成了一个生动、形象、立体的建筑模型，更加精准的控制施工现场质量。

5.2 参数化施工

BIM技术可以构建出一个BIM数据库，能够把所有的施工模型、计划、图表以及其他的杂乱数据存储到数据库当中，而且数据库还能以参数化的形式，增强各项数据之间的联系。这种具备全面性、即时性、双向关联性的信息传播，能够极大程度上体现出真实、稳定的信息数据传输，不仅能够科学改善建筑结构参数，还能够形成数字化的施工流程，给施工提供更多的便捷性和合理性。

5.3 施工节材

在以往的建筑施工过程当中，会运用到大量的管线与预埋件，而且这些管线和与预埋件都是相互交错的，会给建筑施工带来很多困难，甚至还会出现不同施工部门的沟通不当，引起很多矛盾和碰撞，出现二次变更、返工的情况，带来很多不必要的人力资源浪费和材料浪费，增多施工成本，放缓施工进度。然而应用BIM技术之后，能够进一步改善这种现象。施工过程当中，BIM技术可以构建出一个虚拟模型，根据现场的条件完成施工计划和施工进度，在这样的施工方式下，施工人员能够根据施工现场情况，提前发现施工过程中可能出现的安全隐患以及材料的碰撞情况，提前做好防护预案。同时，在应用BIM技术的过程当中，能够大幅度减少二次变更的问题，节省施工材料和施工成本，保证建筑工程的施工进度。另外，BIM技术应用到建筑施工当中，还能充分优化施工方案以及人员配置，达到材料节约、资源优化利用的目的。

5.4 工程方案的选择

BIM技术可以充分应用到工程施工方案的比选当中，无论是建筑中的大量构件信息还是工程量信息，都能够通过储存的方式实现对信息的还原，以此利用三维图形进行展示。然而在新的建筑方案设计上，可以调整、修改相关参数，对模型方案进行全新规划，对不同施工方案的造价、建筑工程的信息数据，实现自动化计算，以此提升施工的效率与质量。另外，在BIM技术开展之前，对很多不合理的经济预算、漏洞设计等进行全方位的分析，检查工程所处的区域环境，在失误没有出现之前，就能够按照相关信息来解决问题，排除漏洞，为企业减少成本上的浪费，节约项目投资，提升建筑施工效率。

6 结 语

总的来说，BIM技术应用到我国建筑领域之后，给我国建筑行业带来了全新的动力和发展空间，不仅能够提升建筑设计和建筑施工当中的标准化程度，还能在最大程度上避免设计和施工当中出现漏洞与缺陷，让所有的建筑工程工作人员都能够直观的了解建筑工程的各环节内容。另外，BIM技术还实现了对施工过程的全面监督管理，增强信息技术的应用，保证了工程质量和工程安全性。