BIM技术在建筑设计管理中的具体应用

（一）工程设计阶段的主要BIM技术应用

1.可视化设计交流技术

可视化设计交流一般是借助直观性相对较强的图像，促进客户之间的有效沟通。一般情况下，将其运用在建筑设计、建筑施工以及政府审批等参与方中，可以保证设计人员正确理解客户意图，保证设计结果可以更加贴近建筑设计客户需求，从而确保客户可以及时获得自己期待的直观性设计作品，让审批方可以更加清晰地认识审批设计作品是否能满足相应的审批要求。

2.设计分析

（1）结构分析。从传统角度出发，运用计算机手段开展结构分析的过程中，一般包括三个步骤，分别是前处理环节、内部分析环节与后处理环节。采用BIM模型，当建筑工程实施结构分析处理的时候不仅能够实现自动化，而且能够在BIM软件使用背景下实现构件关联关系的科学转化，我们可以将其向简化关联关系的方向进行转变，接下来，根据构件属性，将结构构件实施合理区分，还可以实现非结构构件的加载。

（2）能耗分析。从专业化角度出发，建筑工程建设的节能设计往往通过两个途径完成：第一个途径主要是就建筑围护结构与隔热性能实施大力改善，并充分发挥室内与室外能量交换作用；第二个途径则是提升建筑的取暖效果、照明效果与机电效能，降低建筑物的室内能耗。实质上，建筑物节能设计的重点内容就是室内建筑物相关设备所产生的能耗问题，因此，设计人员应该注重设计工作的能耗系统分析。为增强能耗分析的专业性以及真实性，可以运用3D—BIM模型进行较为直观准确的分析。例如，可以凭借模型对建筑封闭空间以及隔热性能等情况进行有效分析，从而在实际设计工作中可以做到有的放矢。

3.工程协同设计和冲突检查

（1）协同设计分析。如果建筑施工期间，每一位设计人员都可以共享同样的BIM模型，那么每个人的设计成果就能够在最短时间之内有效反映专业化的BIM模型中，保证了设计人员可以及时得知其他团队成员的具体设计，不同专业就会逐渐构建起共享协同机制，从而避免了因专业不同而出现的沟通障碍，进一步减少了设计冲突或是不必要的设计矛盾的发生。运用协同设计能够对2D背景下的沟通方式进行有效改变，进而对设计流程产生非常严重的影响。通常情况下，工程设计企业还应该为BIM协同设计工作提供一个全新的软硬件系统或技术性培训，在科学化的项目管理方法的基础上，降低建筑工程实施初期的实际设计费用。此外，不同软件的数据信息共享都属于协同设计工作的重要因素。国际协同联盟提出了一个设想：因不同品牌或功能而存在差异性的BIM软件可以在兼容数据格式的基础上有效支持相关信息数据的科学共享。现阶段，在商业环境发展的前提下，因涉及相应的商业效益，不同品牌软件实现该设想并不是一件简单的事情，相对来说，相同品牌软件数据的共享具有更强的可靠性。

（2）冲突检查。在实际工作过程中，可以把专业上存在较大差异的模型进一步实施集成，使其能够集成为不同的模型，之后再运用相关软件的冲突检查，准确寻找到不同专业构件的空间冲突。此外，运用该软件还可以及时发现可疑的地方，并在第一时间内向操作人员进行报警，经过人工确认冲突。具体来说，设计期间，执行冲突检查工作的时间一般是初步设计后期，随着设计工作的有效开展，必须要就设计过程进行反复检查，保证冲突可以被快速准确地寻找出来，然后对冲突进行修正，最终保证冲突数为零，只有在这种情况下才说明了设计工作获得了非常完美的协调性。现阶段，由于建筑设计专业上的差异性，设计建模也会出现不同，因此必须要实施分别建模。

4.工程设计阶段的造价管理

建筑项目设计环节的造价管理其主要职责在于设计估算以及设计概算，而实际工作中的很多建筑工程往往不重视，将造价管理重点放置到施工阶段，从而在一定程度上错失了设计阶段的造价管理时机。采用BIM模型实施设计期间的造价管理工作有着相对较强的可操作性，究其原因在于，BIM模型既包括建筑空间以及建筑构件几何数据信息，又包括构件材料所具有的属性，并能够将以上所有信息都传递到工程量统一软件中去。因此，该过程的完成必须要借助BIM模型的有效利用，从而及时反映工程造价水平，这在一定程度上为限额设计以及价值工程设计优化等的应用提供坚实基础，使造价管理具有较强的可能性。

5.工程设计阶段的施工图生成

建筑工程设计成果中最为重要的形式在于建筑施工设计图，因为一般情况下施工图中包含了比较丰富的具有技术标注的建筑图纸。虽然借助CAD技术的应用能够在一定程度上大大提升建筑设计人员在施工图绘制层面的工作效率，然而，传统形式的CAD方式所具有的弱势是非常显著的。施工图设计完成之后，若工程的某一个部位出现了设计更新，那么将会对与其相关的多张设计图纸都产生较大影响。

实质上，BIM模型能够较为全面系统地描述出建筑的实际空间情况，还可以建构出3D型模型，而实际生活中我们所说的2D设计图纸仅仅是3D模型的平行投影。当我们在BIM模型下绘制2D图纸的时候，大多数情况下都很难生成最为理想的图纸。施工图生成作为BIM建模软件的关键性功能之一，所发挥的作用是至关重要的。现阶段，BIM软件表现出来的自动出图功能得到了较为迅猛的发展，但是在实际应用期间仍然需要进行某种程度的人工干预。例如，需要就标注信息进行修正、科学化整理图面等，这样就导致最终的工作效率往往不尽人意。

（二）工程设计阶段BIM应用的技术手段

1.协同工作模式

借助BIM技术开展协同设计，一般情况下将会使信息数据始终保持较好的关联性，而且在一致性上也受到了人们广泛的认可，还能够增强数据共享有效性，实现信息的充分利用。因此，在这种情况下，模式在BIM模型管理方面的要求是非常严格的，通常要比在传统模式中的要求高出很多。如果在实际工作期间仅仅是借助人工管理来执行工作往往是不能够顺利完成规定任务的。此时，相关设计单位借助协同平台完成指定工作就会成为大势所趋，同时也是BIM技术开发的重点条件。借助BIM协同平台能够在相关的BIM项目当中进行科学化的数据管理，并凭借BIM设计相互间的协同，增强数据储存所具有的完整性，进一步实现传递的及时与准确。实质上，从BIM的协同作用来看，运用该平台还可以为建筑工程设计、施工与供应商等创造较为舒适的工作环节，从而促进建筑信息的统一性与准确性，提高设计质量。

在BIM技术应用中，除了要有基础性的IT条件之外，还需要借助专业化的模型分级等手段，进一步摸索大量新型工作模式，并制定出系统化的工作流程。

（1）建筑项目建设的相关工作人员应该提前实施防火区域的制定，从而指导并建立合理化的BIM模型的参数设定等工作。

（2）设计初期环节要注重不同专业之间的协同管理，避免实际设计中管线叠加现象的出现。此外，当设计工作已经得到顺利开展的时候，必须要就设计期间遇见的碰撞问题实施针对性的分析，并制定出合理的解决方案。

（3）就BIM协同模式来讲，信息所具有的时效性是非常关键的，必须要保证设计团队最佳化的沟通，并构建强有力的通信机制，增强图纸修改的协调性与统一性。

（4）从BIM协同平台内容上进行阐述，我们可以将其分为七项内容：①平台内置设计标准以及相关设计流程；②设计期间用户管理；③针对设计内容的共享管理；④加强设计期间的流程管理，包括专业配合以及质量控制等；⑤强化协同平台的多方参与以及共享管理；⑥交付数据生成以及模型交付管理；⑦项目归档管理以及再利用管理。(www.xing528.com)

2.工作标准分析

为了在一定程度上顺利执行项目协同模式，相关工作人员必须要制定出有针对性的工作模板。然后在此基础上，建筑工程各参与方会根据当时的设计需求情况对建模软件进行有效选择，并结合设计方法与相关的设计流程开展工作。具体来说，应该科学选择本专业主流的创建软件，并作为核心软件来对待，再借助项目需求开展实时性调整与补充。在软件得到实际应用的时候，工作人员还必须就软件数据的交换标准进行进一步分析，特别是要注重软件文件格式的兼容，使其符合规定要求。

借助BIM设计单位可以积累较为丰富的构件，然后在加工处理的前提下形成能够再次利用的资源。与此同时，有条件的建筑设计单位还将促进构件资源库的合理开发，保证构件资源能够得到充分开发，从而使设计成本大大下降，增强了BIM技术的价值。

3.模型分级标准

在实际工作中，我们可以将基于BIM技术的设计与传统形式的设计进行对比，当硬件要求高的时候，如果构件创建较为复杂，则引入项目模型会出现硬件资源过度占用的现象，最终影响设计效率，加大硬件投入。当构件深度不足时，项目精度以及信息含量也会受到严重影响。所以，在实际工作过程中，相关工作人员必须要结合建筑设计工作的不同发展阶段，明确BIM模型需求，实现构件深度与模型等级的相互吻合。

BIM模型在实施等级划分的过程中，相关工作人员应该首先从整合模型架构方面进行处理，明确资源数据、专业模型对象以及族模型对象。等级划分中的资源数据应符合信息描述特征，反映出模型对象的关联关系；族模型对象作为建筑工程实施周期不同环节中必须要用到的必要模型对象，由专业模型资源信息与共性信息两个部分构成，它能够充分表达出不同模型间的相关属性与实际关联关系。针对专业模型对象，在实际集成工作开展的时候，应该注重模型体系情况的变化，全面构建符合生命周期发展的模型。从资源数据内容出发，应该包含几何信息、成本信息以及材料信息等描述的相关数据。就族模型对象包含的内容来看，往往还包含关系元素、共享构件以及属性元素等内容。

BIM模型在实际深度等级划分上，一般会结合设计专业差异，对等级进行划分，包含建筑类、设备类与结构类，设计单位应结合自身业务，对专业化深度等级实施更为详细化的划分。相关工作人员还需要高度重视每个后续等级当中都必须要包含前一等级的特征，增强不同模型的逻辑关系。

4.数据传递方式层面的分析

当建筑信息模型面对不同要求的情况时，相关人员应进行深度分级，进而才不会使数据传递发展为设计难题。实际工作期间，工作人员需结合不同设计环节的不同需求，对建筑信息模型实施有效划分，一般划分三个阶段，然后再凭借模型数据的运用，强化各个阶段的信息数据集成，使建筑信息模型能够始终贯穿整个建筑设计过程。此外，在整个建筑施工阶段应特别注重设计环节的数据模型，然后就施工需求模型进行科学化整理，并梳理出应需模型，加强细节完善，增强其延伸性，充分满足施工需求。

（三）工程设计阶段BIM应用的流程优化

1.BIM信息创建

BIM应用的核心是数据信息，而应用基础则是三维模型。一般情况下，数据信息是在模型之前出现的，模型又会因数据信息的存在有着非常高的价值。实际工作中，工作人员在建立BIM模型前，需要科学创建生命周期范围内的关键性数据，进而建立起科学化的价值模型。现阶段，BIM模型数据信息的创建逐渐成为BIM应用期间的重大阻碍，要想从根本上解决这一障碍，往往需要从两个方面进行考虑：一方面就建筑生命周期理论出发，科学制订系统化的解决方案；另一方面明确所需要的数据信息应该由怎样的方式进行传递以及组织，从而使其可以充分满足建筑施工信息共享的要求。而要想处理好这两个难题，应该具备完善的数据基础以及数据存储前提，以此实现数据信息的不断优化。

当数据信息基础已经完备的情况下，相关人员必须要加强数据存储与访问，进一步增强BIM自身交互性。从BIM数据交换工作出发，其交换的领域是非常广泛的，而且还会涉及多个施工环节，关系多个BIM平台，整个交换过程需要严格遵守标准化交换形式，增强BIM技术应用的科学性与完整性。

IFC属于国际范围内唯一一个得到广泛应用的交换标准，同时也是BIM数据共享的有效保障，并能够为数据组织以及交换方式制定通用化标准。除此之外，IDM以及IFD作为确保BIM体系得到顺利运用的关键性技术，能够在一定程度上科学地解决交换信息的界定与交换信息的一致性的问题。此外，信息创建的优化工作中对于不同设计环节需要运用不同的操作措施，然后结合数据信息的不同发展阶段加强组织管理。建筑设计前期规划阶段与设计阶段通常是来自于业主需求以及具体的物理信息，包括场地问题、气候问题以及光照问题等，且构件信息也是需要考虑的关键性问题之一，我们将墙体作为设计案例，往往包括墙体厚度以及墙体功能等多个设计参数。当熟练掌握上述信息之后，需进一步加强信息提取以及信息扩展，在建筑设计环节更加侧重建筑空间面积情况以及楼层承重情况等，致力于了解门窗开口位置或设备部署情况。建筑设计期间的深度设计通常是指就上述信息实施再次完善；建筑设计施工阶段需要关注施工进度的制定、相关的设计变更情况以及设备具体采购问题等信息的获取；发展到运营维护环节，就需要强化空间管理以及人员管理等，做到机械设备的及时维修与养护，将维修人员的工作职责进行明确，对维修任务进行有效管理。根据实践结果显示，运营维护环节的信息扩展可以达到整个建筑过程的70%左右，由此可见，所占比例是非常高的，而且还会随建筑运营情况的发展而日益增加，建筑设计环节与施工环节产生的信息决定工程材料总用量、建筑成本以及后期管理方向等，与工程成败息息相关，其中包含的信息价值相对较高。上述全部信息都会在工程进展基础上得到日益积累，形成完整化信息集合，从而保证工程的顺利完成。

2.BIM模型共享

通常情况下，信息模型所具有的有效性依赖于完善化的数据信息集合。结合功能信息对模型结构与类型等进行明确，之后再根据不同的尺寸设计出最初的三维轮廓，最终在结构信息的基础上适当添加组件，并在材质信息确定的条件下对材质进行添加等。从模型几何实体的最终数据信息量来看，它是模型能不能够正常使用的关键性要素。模型信息量太大，不仅会占用过多内存，降低计算能力，而且还会造成模拟计算量增加，如光照条件下对几何平面基础上的相关折射数据与反射数据的计算等。经过长时间的测试以及验证，最终结果显示，模型数据量与模型创建期间所用到的平面之间是直接关联关系，一方变化，则另一方也会出现变化。

实质上，任何一种软件产品的开发应用都具有各自的特点，并需结合实际情况对信息格式进行特殊化定义。具体来说，Revit软件的文件以RVT格式以及RAT格式保存，以NWG或是NWF作为与Navisworks软件的交换格式。

Navisworks属于BIM模型的一种转换平台，能够支持的格式大于30种。在大量数据格式或交换格式中，协同过程显得更加复杂多样，因此，具有非常强的专业性与复杂性。

3.功能优化模块推广与应用

功能优化属于工程设计工作中相对重要的步骤，其目的在于借助计算机所具有的计算能力，并在标准化工程规范的基础上，凭借计算机解决大量繁杂的设计工作。实际设计工作期间，相关设计人员仅需要实施参数设置，并对最终结果实施少量修正即可，因此几乎是不需要全程参与。所以说，优化功能的发挥可以有效解放工作人员的劳动力，是一种高质量以及低成本的设计保障。

一般情况下，优化功能模块包含五个内容：构件自动布置、管线净高检测、材料用量统计、综合管线碰撞检测以及综合管线智能避让。其中，构件自动布置能满足设计参数规范以及建筑模型，进而生成相应的结构构件，并且与设计工作人员的方案生成要求相符合，起到解放生产力的作用；材料用量统计通常被应用到建筑设计以及结构设计工作中，并将三维模型作为核心，然后对其设计的用料实施实时检测。具体来说，问题检测主要是对设计方案中的相关问题进行检测。例如，碰撞检测主要是用在构件与管线碰撞检测中，其结果需要用检测报表的方式进行提交，以此供设计人员参考。