苏春国
天津大学建筑设计研究院 300072
摘要：项目的方案设计阶段作为目前整个项目中最关键的阶段，新技术运用最广泛，人员储备最为充足，目前在图纸表达时还是大部分依赖于CAD这一传统软件，利用多专业各层次分别绘图来表达设计信息，表达的设计内容之间缺乏有效的自动关联，BIM技术作为一种新的技术手段，在时间上是实时和逐步进行的，由不同专业来共同完成一个建筑模型，减少在传统二维设计时，容易出现的变更不及时，错误频出，沟通不便捷等问题，在空间上又是直观且便利的，通过三维显示，让跨专业表达成为可能。
关键词：BIM；建筑设计；设计模型
引言
随着我国工业化4.0的兴起和建筑业的发展，建筑行业已经为我国国民经济重要的组成部分，为经济持续稳定增长提供了保障，相较于之前十年的房地产黄金期，现在由于政策引导，PPP项目和EPC项目的不断推进，使得工程项目的规模不断扩大，投资也越来大多，在城市大型综合体、高铁站地铁等交通设施、市政基础类设施等，已经成为建筑工程领域下一个发展方向，BIM作为重要的技术应用到了更多的建筑设计之中。
1 建筑信息建模（BIM）的内涵
建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）技术是在计算机上将一个完整的工程项目的各方面，通过提供一个模拟的场景，在虚拟的模型中展现出来，同时其包含的信息彼此链接，形成一个动态的数据库，BIM技术实施的本质是优化管理，核心点在于数据的共享。通过不同层级不同单位的通力协作，逐步完成的一个完整且真实的数据信息系统。归纳起来BIM技术的应用进程可以分为五个阶段：一阶段主要在设计阶段应用；二阶段主要在施工阶段应用；三阶段主要在运营维护阶段应用；四阶段主要在智慧建筑云的应用，将设计及施工阶段的历史信息与运营阶段的即时信息进行物联网（IOT）整合，实现智慧建筑运行及科学化、信息化、可视化的管理；五阶段主要在智慧城市云的应用，基于地理信息系统（GIS）及BIM的智慧城市管理平台，将城市地理信息及三维建筑信息模型整合，实现城市科学化、信息化、可视化的管理。其中设计阶段是BIM技术应用于建筑设计中一个重要的应用阶段，侧重于建构BIM模型以及相关施工图检查与建筑性能分析。
2 BIM技术应用于项目方案设计阶段研究
（1）前期概念设计
设计人员在充分考虑影响项目的各种外部条件后，包括场地，体型，结构形式，能源效率，可持续发展和运营估算等，来做出相应的策划。应用BIM技术搭建相关场地模型在置入建筑模型，实时直观展现项目情况，结合软件用于分析和模拟各种选项，快速反馈成果应用的效果，为做出正确的决定提供科学合理的依据。建筑的传统设计更注重材料的适宜选择和功能的合理使用，对建筑本身及运营维护期内周边环境对其的影响考虑不多，这样的设计理念已不适合当今追求低能耗低成本的要求，而BIM技术带来的变革和发展直接影响到性能化分析的进程，通过相关能耗软件对BIM模型的分析，在结合项目的能耗、通风、光照等分析，作进一步的优化处理，可以节约运营费用，对建设低碳节能、绿色经济的新型建筑提供极大的助力。
（2）项目方案设计
当今国家从顶层设计面对十三五阶段的环境治理提出了更高的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆环境保护问题也随之变得越来越复杂，对环保设施的节能生态要求越来越高，建筑方案的设计，也必须从“粗放型”向“集成化”来进行相应转型，BIM技术的出现为从业人员在进行相关设计时，将原本在方案设计基本完成后进行的绿色设计，提早到方案设计前期来，而不只是以来经验根据规范来进行设计，需要考虑项目投入运营后的实际效果，这也为建筑行业的转型升级提供了技术支持，符合十八大提出的建设生态文明的要求。
利用REVIT等建模软件快速构建工程体量，比选各种概念模型，选择合适的方案，再通过经济型、节能性和功能性等方面，初步筛选后，选择最合适的方案在BIM平台上直观展示三维效果，提供方案设计的科学依据，提高方案阶段的设计效率，节省成本。然后通过各专业之间协同工作，进一步深化模型内的设备管线等内容，反复多次验证项目的可实施性，培养从业人员BIM思维。
（3）初步深化
在该阶段，设计人员进一步深化项目设计，传统平面图纸原本就是实际三维构建的线性表达，而BIM软件提供多种视图显示，让三维模型以不同方式呈现，满足不同表达需求，旨在论证工程项目的技术可行性和经济合理性。此时需要制定设计原则，标准和主要技术问题，详细研究结构与机电专业设计，协调专业技术矛盾方案，并且合理确定总投资和经济技术指标。应用BIM软件完成的BIM模型，根据BIM模型，直接生成各种视图，可以确保模型的关联和一致性。
原在施工图阶段的深化内容也提早到此时完成，这在设备的专业方面尤其明显，根据BIM模型反应分析结果，不断改进。在这种情况下，能够打破传统模式，BIM技术是设计人员直接在三维环境中进行相关设计工作，工作流程和数据流动发生了重大变化，使设计效率和设计质量得到显着提高。需要在实际施工时现场把控。例如设备间的实际安装操作空间，洗手间上空净高，往往被忽视，而通过传统的二维设计难以精细化到这些细节，BIM技术通过对该空间的具体部位进行精细设计，从而大大提高空间的使用率。
（4）施工图设计阶段
建模后，对工程模型通过自动化冲突碰撞检查分析。对各专业的碰撞问题进行模拟、碰撞分组、查看碰撞细部、给碰撞添加引注、更改碰撞状态和碰撞优先级、搜索碰撞等，查找施工图设计中“错漏碰缺”等问题，得出在三维模型基础上的冲突检查报告。减少施工阶段因涉及深度不够而导致的损失和返工。在设计阶段就引入BIM技术，区别于传统设计时将工程信息通过二维图纸来表达与传递，现在能够将各专业间的构件、单元用直观的三维视图来表达，提高各专业之间的配合和协调，设计阶段的核心是模型的建立，在施工图阶段的模型深化细化更是重要方面，对模型深化时需要建立参数化构件库并在其中调用，虽然这样在构件建立时耗费大量的时间，但对于项目开展时，不同专业，不同单位调用构建时效率提高具有很大的帮助，也对未来BIM应用从项目级到企业级运用提供了技术积累。这个过程是一个不断持续不断优化的协同工作过程，能够及时沟通各参与方之间的信息，作为理想的模拟工具，对施工图纸交付后到施工时的情况进行模拟，传统的二维静态图纸由于其技术的局限性，往往在工序交叉，专业碰撞时不能快速直观的显示，BIM技术通过三维模型表达，带给设计人员更准确的判断，更清晰的显示，更高效的协同，为建筑工程项目品质的提升带来显著效果。
结论
BIM 技术之所以能为产业升级提供技术保障，是因为其能够在建设项目在场地勘测、前期策划、方案设计、项目施工、运营维护等各个阶段，将一个建筑工程项目中的所有内容，以数据形式存放，来实现全生命周期内所有参与方对其数据调用，变更，共享，为产业脱离繁冗流程、低效生产和非智能化管理的落后现状提供技术保障。再结合相关能耗计算、环境分析软件的运用，在项目早期就提供绿色环保的决策建议，在施工阶段实现科学合理的建设流程，在后期运维阶段创造精细管理、节能监控等措施的实现条件。整体提升建筑效益，会带来巨大的社会影响和经济效应。
参考文献：
[1]李艳妮.基于BIM的建筑结构模型的研究[D].西安建筑科技大学硕士学位论文，2012.
[2]李勇，管昌生.基于BIM技术的工程项目信息管理模式与策略[J]，工程管理学报，2012，26（4）：17-21.
[3]王国伟，薛树国等.BIM技术在建筑施工中的应用.天津建设科技，2014，3（5）：45-47.
论文作者:苏春国
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/1
标签：阶段论文; 模型论文; 技术论文; 建筑论文; 项目论文; 方案设计论文; 施工图论文; 《防护工程》2018年第14期论文;