建筑设计前期及方案设计阶段BIM技术运用

1、BIM技术与建筑方案设计

建筑方案设计是指在建筑项目实施之前，根据项目的建设要求及内容和所给定的条件确立的项目设计主题、项目构成、内容和形式的过程。建筑方案设计主要以平面图、立面图、剖面图及必要的技术分析图纸作为表达方式，为初步设计，施工图设计奠定基础，是具有创造性的一个关键环节。传统的建筑方案设计阶段，多为建筑专业的单独设计工作，并未涉及太多的结构、设备及绿色建筑专业的协同工作。

在设计阶段，BIM使建筑、结构、给排水、暖通、电气等各专业基于同一个模型进行工作，从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能。将整个设计整合到一个共享的建筑信息模型中，结构与设备、设备与设备间的冲突会直观的显现出来，工程师们可在三维模型中随意查看，并准确查看问题的所在，并及时调整，从而极大避免了项目建设过程中出现的问题。这在很大程度上促进了设计施工的一体化过程，如下图所示。

2、概念设计阶段BIM应用

在项目的前期方案设计阶段，利用BIM数据模型进行环境各项指标参数分析，为建筑位置及形体的确定提供了可靠的技术支持，同时避免了后期设计的调整与反复修改，提高工作效率及设计质量。

（1）场地风环境模拟：利用场地环境数据模型，导入CFD软件进行风环境分析。可以获得场地建筑的风环境指标，从而判定是否满足Green Building对自然通风及其它各项指标的要求。

BIM技术的场地风环境模拟图

（2）场地日照分析：利用场地环境数据模型，基于BIM日照分析技术，分析得到太阳辐射量分布图，分析场地日照是否满足当地日照标准要求。

BIM技术的场地日照分析

（3）局部日照分析：重点分析场地内部对日照要求较高的区域及建筑的日照遮挡情况，为建筑物的规划布局方案提供指导性建议。

通过在方案设计前期阶段，凭借与BIM技术结合的风光热分析的结果，方便建筑设计师总结场地环境的优势与劣势，并综合规划局的审批意见及甲方或业主方对建设需求等多方面因素，最终确定最优的、合理的建筑体块及建筑物规划布局。

3、方案设计阶段BIM应用

传统方案设计阶段，仅为单一的平面、立面、剖面的设计工作，对建筑空间分配的比例及空间组织布局并未有清晰的概念。BIM技术的运用，在项目的方案设计阶段，可完成组织空间、优化建筑造型等设计工作。

（1）合理分配平面空间：建筑平面空间的分配，以适用为原则，组成完整功能平面。在方案的设计阶段，为了提高设计工作的工作效率及设计质量，运用BIM模型对体块进行推敲，并在较短时间内得出空间分配数据，通过BIM技术实现数据与模型的实时交互。

结合BIM技术获取空间分配数据

（2）建筑能耗分析：新建建筑对绿色节能的要求均较高，传统的方案设计工作，只会对绿色节能提出概念性设计方案，并未考虑实际的可执行度。BIM技术的运用，在设计工作开展前，直接将BIM数据导入到Autodesk Ecotect等环境分析软件，对初步确定的设计方案进行能耗分析，并对重点区域进行深化分析，总结设计方案的优缺点，结合可持续发展需求提出指导性意见，让设计师能在方案设计过程中更有针对性的敲定设计方案。在方案设计阶通过光热分析，确保方案满足绿色节能的需求，可以有效的避免后期方案设计的重大变更。

BIM数据结合Autodesk Ecotect软件获取建筑能耗信息

（3）建筑方案比选：结合BIM技术的数据分析，辅助方案的比选工作。通过数据平台的支持，建筑设计师可以轻易地选择最优方案，并在可视化的备选方案中寻找方案设计中的亮点所在，加入方案设计中以达到优化最终方案的目的。

BIM技术在建筑设计的前期及方案设计阶段的运用过程主要为前期对建筑项目进行大致的建模工作，并对场地声、光、热、风等环境指标进行分析，综合获取各类数据，指导建筑设计师更好、更快、更直观的从事建筑设计工作，提高工作效率，也减少后期的反复改图的工作量，推动建筑设计从初级绘图阶段进入到辅助设计阶段，从平面绘图模式进入到三维设计模式，从传统的设计模式进入到多专业协同设计模式，开启建筑设计新时代。