摘要：近些年来，随着数字技术迅猛发展，数字化信息集成下的建筑设计变得越来越广为人知，但建筑信息模型集成化管理系统（BIM）在中国的推进仍然艰难，与国外先进水平有相当大的差距。本文从项目信息集成化管理角度切入国内的建筑设计，分析了目前BIM实践中所遇到的困难和机遇，对目前设计行业的BIM平台应用进行了总结，希望为BIM在国内设计院的推进提供良好的理论参考。在工程建设领域，计算机的应用和数字化技术已经展示了巨大的潜力，其将成为工程技术在未来发展的关键所在。
关键词：信息化 BIM 协同设计
1 BIM核心体系
工程设计是工程建设的龙头，过去的20年，CAD技术使设计师们从手工绘图走向电子绘图，计算机中2D数据的创建代替手绘图纸，是建筑设计领域的第一次革命，设计方法和生产模式发生了变化，使得设计人员能将更多的时间和精力投入在方案设计和改进上，几十倍地提高了设计效率，大大缩短设计周期，同时也提高了设计质量。建筑信息模型则带来了第二次革命，从二维图纸到四维设计，对于整个建筑行业来说，是一次真正的信息革命。
建筑信息模型（BIM）的核心是一个由三维模型形成的数据库，包含了设计师的设计信息，也能容纳从设计到建造，及使用周期终结的全过程信息。建筑信息模型（BIM）可以在综合数字环境中及时更新数据信息并可进行访问，使得业主，设计人员和施工人员都可及时清楚地了解项目情况，从而加快了决策进度，提高了决策质量，项目质量提高，收益更高效。建筑信息模型是以三维数字技术为基础，集成项目的各种相关信息的工程数据模型，其形成过程主要包含了以下几种设计方式：1）参数化设计，一个构件的组合设计，只需对建立好的构件（族）设置相应的参数（可调节），驱动构件形状发生变化来满足设计要求，模型由无数个虚拟构件拼装而成，同时这些构件也被定义了除几何形状外的属性，如材料的强度等级，重量，传热系数等。2）构件关联性设计，参数化设计的衍生，将建筑模型中构件的参数形成关联，当修改某个构件时，模型自动更新。比如，修改标高的数值，所有的墙、柱、窗、门都会随着发生变化，因为这些构件的参数是与标高相关联的，且这种三维变化是准确和同步的，不需要再去分别修改平立剖面图。关联性设计不但提高了设计人员的工作效率，也解决了长期以来图纸的错、缺、漏等问题。3）参数驱动建筑形体设计，通过定义参数生成建筑形体，设计师改变一个参数，形体自动更新，从而有利于设计人员进行形体研究。在Revit中，有一种方便的工具——体量，建筑师可以先从体量推敲做起，推敲满意后为体量附上具有真实属性的建筑构件，如给形态附着幕墙，楼板等。这种方式实际实现了先形状后尺寸的设计方式。4）协作设计，建筑信息模型为传统建筑工种提供了良好的协作平台。施工单位也可在模型中添加时间参数进行虚拟施工，控制施工进度。
2 BIM的应用价值
具体国内现阶段应用而言，BIM的价值主要体现在以下几个方面。
1）工程设计：应用3D可视化设计、性能模拟分析、成本分析等手段，提高建设、规划、设计和施工等单位信息沟通的水平和效率；优化设计，减少差错，提高建筑性能和设计质量；应用BIM协同各专业设计，避免专业与系统间的错漏碰缺，减少工程频繁变更等问题。
2）工程施工：应用基于4D（3D+时间）的BIM模型，开展项目现场施工方案模拟、进度模拟和资源管理，提高工程的施工效率，提高施工工序安排的合理性；应用基于5D（3D+时间+成本）的BIM模型，进行工程算量和计价，增加工程投资的透明度，控制项目投资。应用基于各分部分项工程的BIM模型，对施工现场的基坑、脚手架、模板、大型机械等进行方案优化、模拟施工、材料管理，提高施工效率，降低施工成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3）运营管理：在建筑设施、空间和应急等管理运营过程中，调用BIM模型中的建筑信息和运维信息，并在管理过程中，对不足的信息进行补充，以实现降低运营成本，提高项目运营和维护管理水平的目标。
4）城市管理：在城市管理过程中，应用BIM模型实现城市建筑信息数据存储、利用与补充，将其作为城市建筑和市政基础设施的技术信息库，为城市建设提供有效的支撑。
3 BIM在设计中的应用点概述
1）建筑结构优化：BIM设计人员综合CAD图纸创建三维模型，并对模型进行复核审查进行评审，提出优化方案并递交碰撞报告，并及时跟踪下一阶段的持续服务。
2）机电优化：根据运输通道的设计要求（净高2.8m），需要满足管线安装及检修要求；将消防补风口布置在公共走道与前室交接的凹口处，保证公共区域内装设计的美观；制定设计原则及净高控制目标，通过管线碰撞分析，确定管线碰撞形式的优化措施及报告；提出各层吊顶净高控制结果，出具各层标高区域图；设备机房中布置设备，以确定设备基础及对设备机房净高的要求；机电设备管线平立剖面同步生成，出具定位图纸指导施工。
3）“族”的应用：根据精装修二维图纸，在三维建筑模型的基础上对室内精装进行精细化设计，对二维难以表达的构造形态以及做法进行三维构建及展示，交付三维精装模型指导施工。
4 限制BIM普及的主要原因
1）BIM技术支持不成熟：首先，现阶段国内的BIM软件存在一些弱点：本地化不彻底，工种配合不足够完善，细节不够到位，尤其缺乏本土第三方软件的支持。在国内，2D设计方面，建筑、结构、设备各专业均大量使用了国内研发的第三方工具软件，由此大幅度提高了设计效率，但是基于BIM软件的第三方工具软件目前市场上还比较缺乏。其次，BIM软件供应商不能够对客户提供长期充分的技术支持。通常，长期有效的技术支持是在大规模的应用环境中，客户之间可以相互学习，而现在的BIM应用环境还不够良好规模还比较小。所以，具有一定实力的设计单位应该建立自己的BIM技术中心，以确保本单位能够获得有效的技术支持。
2）BIM软件使用要求较高：相对于2D设计而言，BIM软件不论是对于计算机硬件的配置还是对于传统设计师及施工人员的接受程度，都有较高的要求，因此，软件的推广及使用就收到了比较大的阻碍；另外，一些复杂的模型创建甚至要求设计人员具备一定的数学功底和编程能力，这无疑也提高了应用难度，阻碍了BIM软件应用的普及。
3）机制不完善：现阶段BIM的应用不仅可能带来技术风险，还可能影响设计工作流程，因此设计师应用BIM软件在初期会影响到个人各部门的利益，且无法获取利益补偿。因此，在没有完善的技术保障和管理机制情况下，强制推广也是不合理的。此外，BIM技术在2D成图方面仍然存在缺陷，因此完善BIM软件的图档功能，国家相关部门适当改变制图规范也是非常有必要的。
5 结语
与传统设计模式相比，以建筑模型的数据在模型中以多种数字技术为依托进行各项相关工作，BIM的优势还是非常明显的。建筑信息模型不是简单地将数字信息进行集成，还是一种数字信息的应用，可用于设计、建造、管理，支持了建筑工程的集成管理环境，使其在整个进程中效率显著提高，风险大量减少。另外，BIM可四维模拟施工，在早期阶段发现施工阶段可能会出现的问题，提前处理；后期施工时实际指导施工，合理配置材料的使用，最大范围实现资源的合理运用，节约各方成本高效获得收益。
参考文献：
[1]建筑学报刊对于BIM技术的论文
[2]网络，百度文库关于BIM的文献。
论文作者:王培霞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/5/29
标签：模型论文; 建筑论文; 信息论文; 构件论文; 参数论文; 技术论文; 图纸论文; 《基层建设》2018年第10期论文;