摘要:隨著經濟社會的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對建筑項目的質量水平也提出來更高要求和期待。建筑設計作為建筑項目實施的重要組成部分,其設計上的合理性、實用性、美觀性和安全性等問題都是衡量建筑質量的重要指標。本文對BIM技術在建筑設計中的應用進行了簡要的分析和介紹,以期為專業(yè)的建筑設計師提供一定的理論指導和建議。
BIM技術即建筑信息模型,其核心是利用計算機進行建筑工程三維模型的的虛擬建立,并通過一系列的數(shù)字化技術為該虛擬模型提供完整的、與建筑實際要求相一致的建筑工程信息庫。在該信息庫中記錄了大量的建筑物構件幾何信息、專業(yè)屬性以及構件狀態(tài)信息,同時還記載了大量的空間、運動行為等非構件的狀態(tài)信息。在虛擬三維模型中,存儲了大量的建筑工程信息,實現(xiàn)了建筑信息的集成化信息處理方式,從而可以高效、便捷地進行建筑的結構設計、設備管理、相關成本計算、工程量統(tǒng)計和物業(yè)管理等活動。因此,BIM技術在建筑設計中管理著整個建筑生命周期的全部信息,并自設計工作中發(fā)揮著重要的作用。
BIM技術的應用是將建筑設計中的構件對象化處理,通過編碼利用數(shù)字化的對象對真是的建筑構件進行描述和表現(xiàn)。對象的存在需要一系列的參數(shù)對其進行屬性的描述,因此,對象的代碼中必須包含對應的屬性參數(shù)設置,這些參數(shù)的設置一般都是預先遵循某一規(guī)則已經定義好的,從而構成了建筑構件的屬性參數(shù)。例如,對于建筑設計中的一面墻,其屬性參數(shù)需要包括長、寬、高等基本幾何信息,墻體材料、保溫性能、、墻體規(guī)格等性能信息以及墻體表面處理方式、墻體造價等其他信息。在一般的CAD繪圖軟件中,建筑物的墻體簡單地運用兩條平行線進行二維空間表達,平行線條之間是沒有任何關聯(lián)的。
目前,BIM技術在建筑行業(yè)的應用已經得到了學術界和建筑業(yè)的廣泛認可,并在我國的建筑設計上得到了廣泛的應用和普及。在國內,BIM技術得到了國家科技重點項目的支持,國內很多專業(yè)的建筑設計研究人員也都積極響應國家政策,將BIM技術在建筑設計中的應用納入到了研究范圍中,并穿造出了一系列具有代表性的作品。例如,利用螺旋雙曲面玻璃對上海中心大廈的塔樓幕墻設計,該設計的結構空間系統(tǒng)和布局相當復雜,這是傳統(tǒng)建筑設計不可能實現(xiàn)的建筑項目。BIM技術在建筑設計中的應用,可以有效地解決對復雜曲面進行平立剖面定位的問題,同時促進了建筑專業(yè)和結構專業(yè)的協(xié)調配合。此外,我國與國際建筑大師扎哈合作設計的望京SOHO也是BIM技術在建筑設計應用中得典型代表作品。在傳統(tǒng)的建筑設計流程中,很多不合理、不科學的設計構思都是難以直接觀察到的,因此需要大量的實際檢測和驗證,造成了很大程度上的時間成本和資源成本浪費。利用BIM技術可以準確、快速地定位到建筑設計中不合理和不科學的地方,從而大大提高了設計工作的高效性和可靠性。
1、方案設計階段
建筑方案的設計是建筑施工的前提和基礎,對整個建筑項目的質量和工程進度起著至關重要的作用。在建筑設計的初級階段對建筑項目進行大致的建模工作,等到初始方案成型厚,基本上完成了建筑模型設計的大部分工作。此時,可以觀察到整個建筑項目的平面、立面以及剖面縮略,并結合建筑項目的實際參數(shù)要求進行初始方案的調整和優(yōu)化。利用BIM技術,可以實現(xiàn)三維虛擬模型與建筑縮略圖的完美融合,從而保證設計方案和設計圖紙的配套統(tǒng)一,并直觀地將建筑設計模型和設計想法呈現(xiàn)給相關項目審核人,便于項目審核人和建筑師之間的交流和溝通,是進行現(xiàn)代化建筑設計的全新途徑。將BIM技術廣泛地應用于建筑設計中,可以實現(xiàn)三維空間建模,平面、立面和剖面建模,并實現(xiàn)對模型的動態(tài)實時更新,這種將BIM技術貫穿于建筑設計全過程中得做法,大大提高了方案設計階段得工作效益,加強了不同設計小組之間的交流和合作,推動建筑設計從初級繪圖設計進入到了輔助設計階段。
2、技術設計階段
在技術設計階段,BIM技術和建筑設計的的技術結合,可以快速地實現(xiàn)二維工作圖紙和三維建筑模型的轉換,實現(xiàn)平面和立體之間的無縫對接轉換。利用BIM技術,可以方便快捷地進行實際建筑的構建對象添加,如門、窗戶、墻體、樓梯等構件的添加,根據建筑的實際尺寸要求和屬性要求進行相應的添加,可以快速地觀察到不同構建組合后的效果圖。這種虛實對照的比較和模擬,大大提高了建筑設計的合理性和可行性。此外,對于一些結構相對比較復雜的建筑形體,可以利用BIM技術實現(xiàn)任意位置的剖面分析和模擬,從而有效地避免了設計盲區(qū)帶來的質量安全問題。利用BIM技術,只需要將相應的計算公式添加到明細表中,就可以快速計算出整個建筑項目的實際面積。
3、施工圖繪制階段
在完成建筑的方案設計和技術設計工作之后,可以進入到建筑設計的最后階段,即建筑施工圖繪制階段。在該階段,需要完成對建筑構件的添加和相關平面、立面、剖面模型的完善,并在施工圖紙上明確標記建筑構件的具體尺寸,最后完成施工圖的繪制工作。此外,利用BIM技術還可以在三維建筑模型效果圖上增加相應的材質,從而使項目審核人能夠從視覺上感受到整個建筑的形式風格。
通過對BIM技術在建筑設計各個階段中的應用可知,BIM技術的應用是實現(xiàn)建筑綠色環(huán)保的重要途徑和選擇,也是貫徹我國社會主義科學發(fā)展觀的具體體現(xiàn),相信BIM技術在建筑設計中得應用將很快成為主流發(fā)展趨勢。
隨著科學技術和信息化技術的發(fā)展和應用,建筑行業(yè)也經歷了巨大的發(fā)展和改革。BIM技術作為一項具有廣大發(fā)展空間的信息化技術和手段,為建筑設計提供了更多的選擇和途徑,同時也為建筑師的個人綜合能力提高和設計團隊的協(xié)調合作提出了全新的要求。目前,BIM技術在建筑設計過程中已經得到了廣泛的應用和發(fā)展,并取得了很好的經濟效益和社會效益。但這種應用和發(fā)展尚處于初級階段,相信在不久的將來,經過學術界和建筑業(yè)的強強聯(lián)合和配和,可以實現(xiàn)BIM技術在建筑設計應用中的高效作用,并推進我國建筑行業(yè)的發(fā)展上升到新的臺階。