淺談BIM技術在項目設計中的應用

文/黃磊磊、費一鳴 昆山城市建設投資發展集團有限公司 江蘇昆山 215300

1、BIM概述

BIM技術能展示整個建筑生命周期，應用于設計、施工、運營管理各個階段，通過多專業集成、可視化溝通、模擬建造等技術手段達到提升項目管控效能、效率的目的，BIM理念在建筑行業內已被廣泛的認知和認可。

現階段建筑業環境，各相關單位都具有BIM技術能力，但根據各自的業務方向、技術背景不同，提供BIM技術服務的內容、深度都各有側重點，一般具有設計背景的BIM團隊對設計意圖、規范的把握比較好，適合于做設計階段的碰撞和管線校核；具有造價估算背景的BIM團隊更適合于做工程量統計、投資概算；具有工程施工背景的BIM團隊更擅長于施工組織。而物業運維管理BIM尚剛起步，還需要長時間的探索和積累。因此貫穿于整個工程項目全生命周期的管理需不同背景BIM技術團隊共同協作。

作為建設項目全生命周期中至關重要的設計階段，BIM技術可以完善設計過程，提高設計質量，減少設計變更，簡化設計施工圖交底等問題。

BIM設計就是各專業的三維協同設計。具有設計背景的BIM團隊更容易抓住項目的亮點，重點體現，能發揮BIM的更大作用，對項目的優化提升也更為明顯。

2、傳統圖紙設計存在的不足

在傳統的項目設計過程中，設計單位主要由建筑專業做為負責人，根據業主方的要求設計出建筑圖紙，再把建筑圖提資給結構、暖通、機電、給排水專業，由于各專業都從各自的角度去設計圖紙，考慮問題都存在不同程度的局限性，。另外傳統2D圖紙，特別是暖通、機電、給排水專業只是平面上的疊加，圖紙中說明，設備和管線都是貼梁底安裝，缺乏豎向布置上的整體考慮，

各專業間的碰撞不可避免。往往出現建筑和結構表達信息不一致，相同構件尺寸做法不一致，設備管線布置、建筑開洞與剪力墻、結構梁沖突等問題，導致對工程進度和材料都造成較大的浪費，施工帶來麻煩，影響室內凈高甚至存在安全隱患。

同樣，作為業主單位，項目管理人員不可能對全專業都了解、掌握。由于知識結構的限制，傳統的2D圖紙，無法讓業主全部看懂，進而不能發現其中的設計錯誤和疏漏，令其及時的進行修正。而通過BIM技術建立的三維模型可轉化為二維圖紙，導出平、立、剖面圖，作為施工依據，同時建立的可視化模型也為業主提供解決問題的信息參考。特別是各專業的交接面，設計單位通常會忽略的地方，往往沒有節點的做法或說明，而施工的復雜性就出現在交界面，對業主來說提前發現問題，提前討論修改設計方案，解決施工前的圖紙問題，提高項目管理的效能效率。

3、BIM技術在項目設計中的應用

采用BIM技術建立三維可視化模型，虛擬展現建筑建成后實際情況，設計師能夠在模型上方便地發現設計中全專業的碰撞點和沖突點，從而促進優化工程設計，優化管線綜合排布，優化凈空，提高了項目的可操作性、完成度和工作效率。這不僅能提前規避施工過程中可能遇到的碰撞問題，顯著減少設計變更單，而且減少項目協調周期、縮短了項目工程時間、降低了項目建設成本、提高施工現場的工作效率。

3.1 碰撞優化

利用BIM技術，把各專業進行三維整合設計，建立BIM模型，把建筑真實建設過程和未來整體形態，提前展示出來，通過預演，提前發現圖紙中的錯誤及缺失問題。整體上通過模型重點校核土建與幕墻、土建與內裝、土建與景觀、室外景觀和市政的交界面節點處理，提前進行界面劃分和做法銜接，補充設計漏缺。單專業內，如土建上，模擬建筑、結構、設備管線的布置，對布局有個清晰的認識，對不合理的排布及時調整至恰當位置，減少設計變更。細節上如合理優化土建墻體留洞問題，根據設備管道的精確定位，導出各墻上的預留洞，風管預留矩形洞，水管預留管套，在砌墻前就出好二次結構的留洞圖，在砌墻時就把洞預留到位。

3.2 管線排布優化

根據給排水、機電、暖通各專業的施工圖紙，分項進行BIM建模，對橋架、給排水管、風管、噴淋管等，各管線采用不同顏色進行區分，建模時注意重力管需要優先考慮，由于不能彎曲，其它管線需要避讓重力管。其次由于風管體積較大，需要在其它管線之前建模，有利于后期其它管線避讓。當凈空要求較緊張時，部分管線可下掛在橋架上，節省橋架構件厚度的尺寸。建模需要把管線的壁厚，保護層等均真實體現，從而更真實的反應實際問題。

3.3 凈高控制

根據碰撞和管線優化后的BIM模型，通過人視漫游，對地下空間有非常直觀的了解，對凈高不滿足使用要求的，進行再碰撞和管線優化，避免施工返工。如地庫車行道控制凈高一般大于2.2米，停車位凈高一般大于2.0米，對有貨運需求的車道凈高一般控制在最小2.5米，甚至更高。

小結：

通過BIM技術在項目設計中的應用，提前規避各專業的各種碰撞，補充了傳統圖紙不完善的圖紙信息，優化了設計，減少了施工過程中的協調、變更和返工問題，另外通過建立的三維可視化模型可以加深對項目的理解，便于項目推進過程中的設計和施工管理。雖然BIM設計階段的應用只是BIM系統很小的一部分，但設計優化做到了立竿見影的效果，對于業主來說極大的降低了成本，也提高了項目運作的效率和質量。