BIM在建筑施工圖設(shè)計中的應(yīng)用研究

文/方鐘明 佛山市順德建筑設(shè)計院有限公司 廣東佛山 528300

1、引言

BIM技術(shù)研究始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過幾十年的研究、實踐，最終BIM被廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計領(lǐng)域。BIM的理論基礎(chǔ)來自制造業(yè)系統(tǒng)，包括計算機集成CIMS概念和基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的PDM、STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。BIM可以跟蹤建設(shè)單位的所有建筑信息、啟動項目、設(shè)計單位設(shè)計、施工單位建設(shè)、工程驗收投入使用，后續(xù)運行維護階段，確保BIM信息符合有效提高工程施工過程和運行過程的效率，改進工作方法。

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計、施工、管理等各個機構(gòu)和部門有著不同的意義。對于軟件供應(yīng)商來說，BIM是新的軟件;對于硬件廠商來說，BIM是一款高性能的圖形工作站和圖形卡；對于設(shè)計機構(gòu)來說，BIM是管道合成，自動繪圖和異型設(shè)計的工具；對于承包商來說，BIM是一種4D/5D，在施工現(xiàn)場跟蹤的方法；對于施工單位來說，BIM是一種能夠控制成本、縮短施工周期、提高質(zhì)量、降低風(fēng)險并能反映整個項目信息的多功能工具。

2、BIM在施工圖設(shè)計中的常規(guī)應(yīng)用方法

2.1 BIM工作團隊組成

在傳統(tǒng)的BIM施工圖設(shè)計中，準(zhǔn)備BIM工作的條件首先包括：建立BIM應(yīng)用環(huán)境，如準(zhǔn)備計算機軟件、硬件設(shè)備、建立協(xié)同設(shè)計平臺；建立BIM應(yīng)用設(shè)計小組，如設(shè)計審查小組、施工承包商二次深化設(shè)計小組、施工成本費用控制小組、物資資源管理小組、項目工期和進度管理小組；確定BIM應(yīng)用協(xié)調(diào)部門負責(zé)BIM的全面管理，如顧問公司代表建設(shè)單位擔(dān)任BIM項目經(jīng)理負責(zé)BIM應(yīng)用的技術(shù)、管理和協(xié)調(diào)問題。其次是開發(fā)BIM工作流程，如原設(shè)計院的設(shè)計團隊將二維設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為三維BIM文件，包括：建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電等專業(yè)信息。其他單位隨后進行干預(yù)。

2.2 BIM模型深度要求

根據(jù)合同建模深度要求的要求，如：施工圖設(shè)計階段需要達到LOD300的深度水平，全部反映在模型系統(tǒng)中，相關(guān)部件，部件給出的材料類型和成本信息。隨后，二次設(shè)計單位等設(shè)計單位根據(jù)原設(shè)計單位的BIM模型和分包設(shè)計任務(wù)，對合同范圍內(nèi)的內(nèi)容進行設(shè)計、建模（如玻璃幕墻、鋼結(jié)構(gòu)遮陽篷、地下車庫遮陽篷、大型標(biāo)識等），經(jīng)過模型整合、復(fù)審后，交到甲方進行施工。

LOD被定義為從概念設(shè)計到完成設(shè)計的五個層次，足以定義整個模型過程。但是，為了給未來可能插入的級別保留空間，定義一個100到500的LOD。在BIM的實際應(yīng)用中，我們的主要任務(wù)是根據(jù)項目的不同階段和項目的具體目的來確定LOD級別，并根據(jù)不同層次總結(jié)的模型精度要求確定建模精度。可以說，LOD讓BIM應(yīng)用程序有據(jù)可查。

2.3 BIM團隊協(xié)作平臺

傳統(tǒng)BIM施工圖設(shè)計過程中存在一些問題，包括：施工單位尚未使用BIM，軟硬件及人員配備不足、施工單位開展BIM的積極性不高。對于原設(shè)計單元，二次深化設(shè)計單位、施工單位都有BIM應(yīng)用能力的情況下，BIM需要統(tǒng)一軟件系統(tǒng)，統(tǒng)一的軟件版本，以便讀取不同設(shè)計單位的成果。假設(shè)所有的單位選擇Autodesk軟件，Revit軟件版本也需要相同。因為BIM導(dǎo)致各種版本的軟件兼容性不好，比如Revit軟件對于其各種版本的軟件不兼容，即新版本的軟件無法讀取舊版軟件的結(jié)果。設(shè)計人員的能力水平需要相當(dāng)，根據(jù)甲方的要求，需要相同的文檔目錄結(jié)構(gòu)，文件命名規(guī)則、組件命名規(guī)則和文件存儲格式。

一般情況下，不同的設(shè)計單位、施工單位在BIM應(yīng)用過程中，將根據(jù)各自的業(yè)務(wù)方向，針對性的為客戶，重點投入資金購置設(shè)備、培訓(xùn)技術(shù)人員。當(dāng)多個企業(yè)面對同一個具體項目時，發(fā)現(xiàn)各個企業(yè)所擁有的軟件、硬件和工作模式存在差異，兼容性不夠理想。在相互傳遞設(shè)計結(jié)果的過程中，信息的損失相對較大。而在這種情況下，要求各單位統(tǒng)一軟件、系統(tǒng)，難度較大。

3、BIM在施工圖設(shè)計中的改進方法

鑒于傳統(tǒng)BIM應(yīng)用方法的局限性，提出了一種改進的應(yīng)用方法。該方法的核心內(nèi)容是：施工單位或施工單位委托的咨詢單位代表施工單位主導(dǎo)BIM的應(yīng)用，在施工單位的授權(quán)下，BIM工作室由設(shè)計單位組建和管理。設(shè)計單位提供BIM技術(shù)人員、硬件設(shè)備、軟件和協(xié)同設(shè)計平臺，詳細實施BIM設(shè)計工作；其次，安排設(shè)計技術(shù)人員，施工單位和其他技術(shù)人員協(xié)助設(shè)計BIM工作。BIM版權(quán)屬于建設(shè)單位。設(shè)計單位負責(zé)BIM系統(tǒng)的質(zhì)量。施工單位負責(zé)施工成果。合作關(guān)系對于施工單位聘請的設(shè)計單位和施工單位的BIM設(shè)計工作，其工作范圍可能包括原始合同，也可以簽訂。

結(jié)論:

BIM技術(shù)可以改善項目設(shè)計過程，提高設(shè)計效果，減少信息反饋數(shù)量，減少設(shè)計變更、簡化施工協(xié)調(diào)等問題，可以更直接的影響項目相關(guān)單位的工作，因此，建筑師和工程師非常關(guān)注這個優(yōu)勢。通過對現(xiàn)有項目的應(yīng)用情況進行分析、總結(jié)，找到一種更方便，更快速的BIM應(yīng)用方法，可以極大地促進BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

設(shè)計師完成施工圖設(shè)計，完成BIM設(shè)計。此時的BIM模型需要相互碰撞并達到LOD300的深度。該模型與二維CAD圖紙信息一致，清除模型中未使用的項目和其他參考。BIM模型經(jīng)過業(yè)主審核后，交付施工階段使用。

目前BIM在建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用表明BIM在建設(shè)領(lǐng)域的實施價值，對建筑施工企業(yè)和建設(shè)項目具有重要意義。通過分析BIM應(yīng)用中存在的障礙，提出了BIM在施工中的實施方式和方法。并預(yù)測BIM在建筑領(lǐng)域近期和遠期的應(yīng)用前景。在整個建筑項目的整個生命周期中，BIM都可以從項目的規(guī)劃階段進行干預(yù)。隨著項目設(shè)計的深入，隨著項目的建設(shè)進展到項目建成投入運行，BIM將開始帶回施工單位。BIM可以在整個周期內(nèi)為施工單位提供必要的數(shù)據(jù)支持，協(xié)助施工單位控制成本、管理設(shè)計質(zhì)量、管理施工進度、節(jié)約材料、確保項目的安全和成功。

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