BIM在建筑施工圖設計中的應用研究

方鐘明

【摘要】通過對BIM在建筑施工圖設計中的應用研究和參與者反饋的研究，提出了在施工圖設計和施工指導過程中應用BIM技術的改進技術方法、管理流程，調整原有設計思路與合作模式。然后對BIM的應用策略進行了對比分析，研究了適用于施工圖設計和施工引導階段的應用方法，并提出了相應的應用策略。為后續施工圖設計提供指導建議。

【關鍵詞】BIM；施工圖；技術方法；施工指導

1、引言

BIM技術研究始于20世紀70年代，經過幾十年的研究、實踐，最終BIM被廣泛應用于建筑設計領域。BIM的理論基礎來自制造業系統，包括計算機集成CIMS概念和基于產品數據管理的PDM、STEP標準的產品信息模型。BIM可以跟蹤建設單位的所有建筑信息、啟動項目、設計單位設計、施工單位建設、工程驗收投入使用，后續運行維護階段，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技術在建筑設計、施工、管理等各個機構和部門有著不同的意義。對于軟件供應商來說，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；對于設計機構來說，BIM是管道合成，自動繪圖和異型設計的工具；對于承包商來說，BIM是一種4D/5D，在施工現場跟蹤的方法；對于施工單位來說，BIM是一種能夠控制成本、縮短施工周期、提高質量、降低風險并能反映整個項目信息的多功能工具。

2、BIM在施工圖設計中的常規應用方法

2.1 BIM工作團隊組成

在傳統的BIM施工圖設計中，準備BIM工作的條件首先包括：建立BIM應用環境，如準備計算機軟件、硬件設備、建立協同設計平臺；建立BIM應用設計小組，如設計審查小組、施工承包商二次深化設計小組、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應用協調部門負責BIM的全面管理，如顧問公司代表建設單位擔任BIM項目經理負責BIM應用的技術、管理和協調問題。其次是開發BIM工作流程，如原設計院的設計團隊將二維設計圖紙轉化為三維BIM文件，包括：建筑、結構、水、暖、電等專業信息。其他單位隨后進行干預。

2.2 BIM模型深度要求

根據合同建模深度要求的要求，如：施工圖設計階段需要達到LOD300的深度水平，全部反映在模型系統中，相關部件，部件給出的材料類型和成本信息。隨后，二次設計單位等設計單位根據原設計單位的BIM模型和分包設計任務，對合同范圍內的內容進行設計、建模（如玻璃幕墻、鋼結構遮陽篷、地下車庫遮陽篷、大型標識等），經過模型整合、復審后，交到甲方進行施工。

LOD被定義為從概念設計到完成設計的五個層次，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的實際應用中，我們的主要任務是根據項目的不同階段和項目的具體目的來確定LOD級別，并根據不同層次總結的模型精度要求確定建模精度。可以說，LOD讓BIM應用程序有據可查。

2.3 BIM團隊協作平臺

傳統BIM施工圖設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。對于原設計單元，二次深化設計單位、施工單位都有BIM應用能力的情況下，BIM需要統一軟件系統，統一的軟件版本，以便讀取不同設計單位的成果。假設所有的單位選擇Autodesk軟件，Revit軟件版本也需要相同。因為BIM導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果。設計人員的能力水平需要相當，根據甲方的要求，需要相同的文檔目錄結構，文件命名規則、組件命名規則和文件存儲格式。

一般情況下，不同的設計單位、施工單位在BIM應用過程中，將根據各自的業務方向，針對性的為客戶，重點投入資金購置設備、培訓技術人員。當多個企業面對同一個具體項目時，發現各個企業所擁有的軟件、硬件和工作模式存在差異，兼容性不夠理想。在相互傳遞設計結果的過程中，信息的損失相對較大。而在這種情況下，要求各單位統一軟件、系統，難度較大。

3、BIM在施工圖設計中的改進方法

鑒于傳統BIM應用方法的局限性，提出了一種改進的應用方法。該方法的核心內容是：施工單位或施工單位委托的咨詢單位代表施工單位主導BIM的應用，在施工單位的授權下，BIM工作室由設計單位組建和管理。設計單位提供BIM技術人員、硬件設備、軟件和協同設計平臺，詳細實施BIM設計工作；其次，安排設計技術人員，施工單位和其他技術人員協助設計BIM工作。BIM版權屬于建設單位。設計單位負責BIM系統的質量。施工單位負責施工成果。合作關系對于施工單位聘請的設計單位和施工單位的BIM設計工作，其工作范圍可能包括原始合同，也可以簽訂。

結論：

BIM技術可以改善項目設計過程，提高設計效果，減少信息反饋數量，減少設計變更、簡化施工協調等問題，可以更直接的影響項目相關單位的工作，因此，建筑師和工程師非常關注這個優勢。通過對現有項目的應用情況進行分析、總結，找到一種更方便，更快速的BIM應用方法，可以極大地促進BIM技術的廣泛應用。

設計師完成施工圖設計，完成BIM設計。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模型經過業主審核后，交付施工階段使用。

目前BIM在建設領域的應用表明BIM在建設領域的實施價值，對建筑施工企業和建設項目具有重要意義。通過分析BIM應用中存在的障礙，提出了BIM在施工中的實施方式和方法。并預測BIM在建筑領域近期和遠期的應用前景。在整個建筑項目的整個生命周期中，BIM都可以從項目的規劃階段進行干預。隨著項目設計的深入，隨著項目的建設進展到項目建成投入運行，BIM將開始帶回施工單位。BIM可以在整個周期內為施工單位提供必要的數據支持，協助施工單位控制成本、管理設計質量、管理施工進度、節約材料、確保項目的安全和成功。

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