摘要：近年来，随着数字化和智能化在建筑领域的兴起，BIM技术应运而生。将BIM应用于建筑设计之中，可以形成信息模型，实现对设计方案的随时的评估，有效提高设计的质量与效率，极大地推动了建筑行业的资源优化。本文在此从BIM技术的应用原理出发，对BIM技术在建筑设计中的几个具体的应用措施做了一定的探讨。
关键词：BIM技术；方案；仿真技术；节能技术
前言
BIM技术通过数字化技术，在计算机中建立一栋虚拟的三维建筑模型，建筑模型上附加了一个唯一的、完整的、逻辑的建筑信息库，能够对真实建筑信息进行虚拟模型模拟，这样使得相关的设计工作者能够从不同的角度和不同的层次对建筑结构进行分析和掌握，以便及时进行改进和创新，使得建筑设计的科学性和可行性得到有效提高。
一、BIM技术
BIM（建筑信息模型）是数码化的建筑三维几何图形，在这个模型中的建筑构件，不仅包含其几何信息，还包含以建筑工程项目为基础的工程数据。它在我国得到了广泛发展和普及应用，一方面是因为高度集中的建筑和工程信息，有助于优化建筑产业链，提升资源配置和分配能力；另一方面是因为数码化的三维模型使施工过程顺序清晰，工程量明确，有利于提高施工效率和生产力。
BIM技术核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含建筑工程信息的三维模型，建筑工程的信息集成化程度大大提高，不仅可以用于建筑设计，还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等，可以在整个建筑业中发挥作用，管理建筑生命周期的全部信息。
二、BIM技术原理
在BIM技术的框架下，从建筑构件到资金投入再到时间周期都可以被对象化，通过对不同元素参数的描述，我们可以了解到工程项目的每一个细节。每个对象需要有一系列参数来描述其属性。所有的这些信息都是互动关联着的。通过对各项信息参数的不断细化调整，最终使得项目的BIM模型逐步深化完美。在BIM技术的平台下，不同专业甚至不同行业的参与者可以共同进行虚拟建造活动。
三、BIM技术在建筑设计中的几个具体的应用措施
1、方案设计
设计阶段在项目中进行粗略建模，方案成型后，建筑模型也完成 70%，此时平、立、剖面能出粗略的图。Revit 将三维模型和平立剖图纸捆绑在一起，将方案设计和绘图表现合二为一。建筑设计的过程既创建三维模型，也实时产生平立剖及动态更新，软件的功能真正跨越了“辅助绘图”的初级阶段，进入辅助设计的阶段。
2、技术设计
可随时切换三维模型和二维图纸工作。将建筑所需要的构件如：门、窗、楼梯等构件添加到模型上，确定构件尺寸及位置即可。平面图纸上的每个部分在三维视图中都是真实可见、相互对照的。对于复杂的建筑形体，可随时在任意位置做出剖面进行分析，大大降低了设计盲区。面积的计算，只要在明细表中添加一个公式就可得到想要的面积。住宅户型的变动也能直接得出面积，不需重新计算。Revit利用三维可视技术和数据管理，真实反映建筑构件的物理属性。随着方案的深化，逐步添加或者修改构建属性，直到施工图纸的深度。
3、各专业协同设计
一个建筑项目的设计，通常涉及到规划、建筑、结构、电气、暖通、给排水等这几个专业，各专业之间存在大量的信息交换、提资与反提资的过程，传统的CAD平台上，基本上都是通过面谈和CAD过程图纸来完成的，容易出现遗漏或延迟的现象，导致最后的设计成果不完善。
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BIM技术通过三维可视化的设计，实时地实现不同专业设计之间的信息共享、各专业之间的协同设计，某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象会实时随之更新。各专业可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，避免数据冗余、歧义和错误。BIM将专业内多成员间、多专业、多系统间原本各自独立的设计成果（包括中间结果与过程），置于统一、直观的三维协同设计环境中，避免因误解或沟通不及时造成不必要的设计错误，提高设计质量和效率。
4、管线碰撞检测
随着建筑物规模和使用功能复杂程度的增加，业主和施工企业对机电管线综合的要求愈加强烈。在CAD时代，主要由建筑或者机电专业牵头，将各专业的CAD图纸叠在一起进行管线综合，由于二维图纸的信息缺失以及没有直观的交流平台，导致管线综合难以做到完全不没有管网的碰撞冲突。
BIM技术通过搭建各专业的模型，可设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，并可对机电管线之间以及管线与建筑机构之间的碰撞冲突进行自动检测，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。基于BIM技术的碰撞检查功能有助于在施工图设计阶段发现问题，这不仅为各工程设计专业的协同工作提供了辅助手段，有利于提高设计质量，更能及时排除项目施工环节中可能遇到的碰撞冲突，减少后期施工阶段的变更和改动，大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。
5、仿真技术
BIM技术相比于传统建筑设计不仅实现了建筑的参数化设计，还有效的将计算机仿真技术应用起来。设计人员在将建筑物设计完成后可以通过计算机仿真技术对建筑物的各项标准进行检验，确保在受力以及各建筑部分协调上具有可行性，最低标准是在使用期内不能发生结构安全，同时在建筑过程中应该体现经济性特点。在设计中除了要满足日常居住需求还要考虑一些突发情况，例如受到重物的冲击或者地震等因素的影响，保证承受一定范围外力的影响，降低居民的生命财产安全。在设计中应该考虑到相关因素可能造成的影响，利用BIM技术对设计方案进行演练，并结合仿真结果在设计之初需要理由巧妙地力学原理，从不同角度进行受力分析，例如在建筑物的抗震能力可以通过仿真来实现。
6、分析经济性和统计工程量
通过BIM模型将与其相关联的建筑信息进行分类保存，使这些信息在BIM模型中组成一个整体，以便设计师可以将需要的信息随时从模型中导出。例如；构件种类统计、部品数量统计表、制件混凝土体积统计等等。通过收集有关数据，帮助设计师准确、快速的对比分析项目的经济指标。并且随着设计的不断深入，模型数据也会随着自动更新，有效保证了项目统计信息的准确性。
四、BIM技术在节能设计中的应用
节能设计理念在我国建筑设计中的应用日益广泛，可利用BIM技术对住宅建筑进行合理规划，更好体现住宅建筑的节能设计理念。例如，在利用BIM模型进行住宅空间构造设计的过程中，可合理利用太阳能、风能及周围环境中的绿化条件等，改善住宅的炎热条件，创造良好的通风条件，从而减少对空调等电器的使用，达到节约能源的目的。由于BIM技术所构建的虚拟建筑模型中包含住宅建筑的全部信息，设计人员只需将虚拟模型导入到有关分析软件，对住宅建筑设计情况进行节能分析，目前使用较普遍的是“Green Building Studio”（GBS）软件。GBS可根据导入的虚拟建筑模型，对住宅建筑外部环境进行智能定位，并结合当地的气候特征数据进行模拟，得出各阶段的建筑能源消耗数据。设计人员可根据这一模拟数据结果，有针对性地改进设计方案，使住宅建筑设计达到低能耗、无污染的目标。
五、结语
综上，BIM技术运用到建筑设计上极大提升了建筑项目的质量和施工团队的效率。实际设计过程中应进行科学合理的分析，借助于BIM技术，充分利用该技术的优势将建筑中可能存在的问题一一消除，通过科学合理的设计提高房屋建筑的质量。
参考文献：
[1]潘平.BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究[D].华中科技大学，2010（6）：40-45.
[2]李志成，王飞龙，吉久茂，黄林冲.BIM技术在建筑工程设计中的应用[J].铁道科学与工程学报，2016，（06）：1179-1185.
论文作者:黄丽芳
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6