基于傳統設計優化下的BIM優化

張 敏

湖南省建筑設計院有限公司，湖南長沙 410000

1 方案階段

與建筑專業充分溝通，對建筑的平面布置、立面造型、柱網布置、標高等提出合理的建議和要求，使建筑的高度、復雜程度、不規則程度等均控制在合理的范圍內，一般來說，經濟柱網約在8～9m，整個建筑構思簡單明了，概念明確。如果在此階段就引入BIM技術（BIM源自于“Building Information Modeling ”的縮寫，即“建筑信息模型”），這個信息不光只包括傳統意義上的建筑尺寸，還內涵了非幾何信息，比如，材料的耐火等級、傳熱系數、材料的造價采購信息等，這樣業主對設計方案的選擇也不會停留在傳統的形狀上，可以更理性的選擇哪個設計方案有利于自身的需求。在傳統的設計方案階段，結構工程師并不是很關注，但往往從一開始一個方案的選擇就注定了投資造價的多少。造型的難易程度直接關系到成本的控制，這些信息，在傳統的設計中不夠精細，但如果在方案階段我們就引入BIM，雖然開始會多耗一點些時間，但是從整個項目的宏觀角度出發，最終會減少施工圖所需的時間。

2 初步設計階段

從結構體系、結構布置、建筑材料、設計參數、基礎型式出發，一般來說，有做淺基礎的盡量采用淺基礎，選擇順序依次為獨立基礎、條形基礎、筏板基礎、需采用樁基礎時，也可優先考慮人工挖孔樁和預應力管樁。為了最大限度地減少土方開挖深度，比如根據項目情況，按照圖集16G101-3第105頁，獨基設計時，采用基礎聯系梁平基礎頂的構造一措施比基礎聯系梁搭置在獨礎頂的構造二措施少開挖了基礎梁高度的一個土方的開挖深度，在傳統的初步設計思維下，我們一路引用BIM設計貫穿了整個設計的生命周期，BIM具有可視化，即“可見即所得”，它能更準確全面的去傳遞設計信息；傳統的二維設計，是通過圖紙上的線條，來表示方案效果圖，而結構設計人員在設計的同時，往往沒有時間關注效果圖，這樣就導致了信息傳達的丟失，而BIM 全專業的協同配合，設計人員在一個平臺上工作，對信息的提取都是一致統一的。其能最大程度地減少重復性的建模和繪圖工作，以及建筑師與繪圖人員，結構工程師和其他專業設計師之間手動協同所導致的錯誤。它隨著項目的推動自動保持設計變更的一致，任何一處變更，所有相關位置隨之改變，由于所有信息模型都在一個協同數據庫中，因而對信息的修改和更新都會自動反映到整個模型中。

3 施工圖設計階段

通過精細的配筋設計摳出多余鋼筋，模型計算中荷載輸入的準確與否直接關系到整個工程的含鋼量，一般來說不能漏算，少算，錯算，也不能多算，應該嚴格按照規范取值，對于比較特殊的材料，也可以同甲方共同測算，根據實際情況取值。這個階段，過去的設計方式是各專業各自做各自的設計，并沒有在一個共同的平臺上去核查設計的錯誤，最后導致在施工階段才發現問題的嚴重性，比如層高減去梁高和設備空間后的凈空不足、梁與梁搭接不上、設備管線與梁打架等，這些應該在設計中解決而未能解決的問題就遺留到了施工現場去處理，然后設計人員再來協調 ，做出相應的變更和補救措施來解決問題，問題的協調也只能等發現問題后再協調解決，這樣造成大量的返工，人力、物力、財力都有部分的損失，而如果我們改變一種設計思路，通過BIM具備的協調性平臺，各專業之間的碰撞問題通過碰撞分析，出具碰撞報告，篩選出有效信息，那么錯誤一目了然，在施工前期就解決了這種錯漏碰缺，提高了生產力，此外，以BIM模型為基礎按照BIM建筑模型的各個構件，都會附帶上構建的信息，這樣對于造價專業，可以實時的計算出造價清單，而且模型有變動，清單也會相應變化，這樣不僅提高了工程算量的精準度還提高了算量的工作效率。筆者通過自己的項目，用圖片的形式展示BIM從方案到施工圖以及出圖的一系類工作流程：

第一階段，模型的搭建，如圖1、圖2。第二階段，運用navisworks軟件與revit軟件配合，進行土建與設備專業的碰撞檢查，對建模進行檢查和標記，再返至各專業修改，完善模型，如圖3。第三階段，施工動畫漫游，進一步在核對模型。第四階段，出具施工圖，這是一種二維到三維生產模式的轉變。

4 BIM對于施工和運營過程的優化

圖1 模型搭建（a）

圖2 模型搭建（b）

圖3 模型完善

傳統的二維設計，施工單位接到審核通過的設計圖紙之后，開始編制施工組織設計，施工組織設計一般包括工程概況、施工部署、施工方案、施工進度計劃、施工平面圖和主要的經濟技術指標等內容。但是往往施工單位在進行圖紙會審時，對結構的關鍵部位，三維空間關系把控并沒有那么精準，加上普遍施工的都是工人，所以一旦有問題，大部分都是在施工完后才發現，此階段，如果我們將施工方案和BIM模型進行集成，應用BIM對關鍵部位、關鍵環節進行模擬，在施工準備前期就建立了臨建結構和設備空間的立體關系，這樣還可形象的模擬出各個階段現場情況、檢查、修改臨建布置。

5 BIM對造價的影響

傳統的工程造價工作模式，造價員拿到圖紙以后，先識圖，再通過軟件提量和手工算量二種形式，通過套定額、調價等很多復雜的工作來完成造價。這個流程是很復雜的，需要消耗大量的人工勞動力，而且從可研到設計到施工等不同階段都在進行著重復的計算，尤其是施工后期，往往會經歷各種變更，每一次修改都要重新核對圖紙的改變程度，但是這種修改往往不會被造價人員所發現，這樣的造價清單肯定會與實際的清單有很大的誤差。而以BIM模型為基礎，按照BIM建筑建模的模型各個構件都自動的掛上了材料的信息，這些信息就直接對應了清單和定額，這樣不管模型怎么改動，只要模型足夠精細，它都可以實時的計算出造價的清單，真正的達到了一處修改實時計量的工作模式。而且從工程造價出發，其分為三個部分，分別為算量、組價和合同問題，BIM直接簡化了工程量的計算，使造價師從繁瑣的工程算量中脫離出來，把工作的重點更多的集中在組價和合同上。對于價格和合同等，這些都需要造價師們常年累月的工程經驗積累，是任何一種軟件都無法模擬的。所以當工程不需要花太多精力去計算的時候，造價師們就有更多的時間和精力去做成本控制等一系類的造價核心內容。

6 結語

顯而易見，通過BIM在各個階段起到的優化作用，可以看出BIM最核心的2大優點是：（1）全流程智能化控制。從規劃設計、建筑設計、招投標、造價、施工模擬、質量和進度、物資管理、合同管理等，它都可以全流程智能控制，減少信息傳遞的丟失，大大提高了經濟效率；（2）全流程協同工作。設計階段，各個專業協同工作，有效地減少了在傳統設計中容易忽視的錯漏碰缺，施工階段，模擬施工，各個工序、各個工種、各個管理崗位有效地協同工作，大大提高了工作的管理模式。