BIM技術在建筑設計施工一體化中的應用

(廣東工業大學 廣東 廣州 510006)

隨著我國的經濟發展，建筑規模的日漸加大，對建筑更高的質量要求以及建筑形式的多樣化、復雜化等，傳統的工程建設模式慢慢不能適應行業的需求，無法滿足工程質量的要求，為了更快的適應建筑業的發展，更好的同國際建筑業接軌，需要一個更加高效的工程建設模式，所以設計施工一體化的研究也開始提上日程。建筑信息模型(building information model,BIM)技術作為一個信息集成平臺能夠很好地去解決設計施工一體化模式下的信息集成局限。在BIM技術下，可以使設計與施工有效結合起來，有效避免獨立板塊帶來的不和諧與碰撞，使BIM技術能更好的發揮其在建設項目全周期的優勢。

一、設計施工一體化模式分析

設計施工一體化模式在國際上是一種常見的建設項目組織實施模式。這種模式能夠有效推動工程項目的可行性研究以及設計深度，能使設計與施工高效結合，減少施工時產生的設計變更，從而有效減少工程的工期，同時設計施工一體化模式將項目部門進行簡化，保證有限的資源被運用到更有需求的地方，保證資源被最合理的配置，減少工作人員，從而減少成本。所以設計施工一體化在進度控制和成本控制上有很大優勢。然而項目團隊的協同、業主的配合以及承包商都對設計施工一體化模式的進行有決定性的影響。

在我國，設計施工一體化模式的研究目前主要集中在理論研究，總體研究情況是實踐在前，經驗總結在后，理論更新得較慢，研究成果零散且沒有形成系統化的體系，實踐運用方面的經驗和案例還不夠充分。在這種工程建設模式下，設計與施工有一定結合，但大多仍屬于不同的專業，設計施工一體化下信息集成存在局限，導致設計、施工不能很好協同進而限制了工作效率的提升。

二、建筑信息模型分析

BIM作為數據信息資源，為項目從設計到后期運維的全生命周期里提供協同平臺以及為建筑全生命周期里做的決策提供信息依據。在工程的每個階段，各部門能通過BIM模型獲取項目信息并進行工程檢查并及時修改，從始至終使用同一個模型，避免了模型間的差異，保證模型應用的時間上一致性和模型更新的時效性。

設計單位在設計階段運用BIM技術主要是對模型進行造型、體量和空間分析，同時對能耗、結構、日照等進行碰撞模擬與成本分析。設計單位在施工圖階段，主要是通過管線綜合對模型進行優化，直接使用BIM模型來生成平、立、剖面圖紙和工程量的初步統計。

施工單位應用BIM技術主要是在施工模擬、碰撞分析、技術交底與資料管理等方面。利用設計單位提供的設計圖紙進行建模、管線綜合的優化和管線排布，減少施工階段中可能發生的問題或返工。施工單位對于一些復雜工序進行施工模擬和碰撞檢查，實現對進度和成本的動態模擬，使各方對施工中的工法、工序、工程量、成本、人材機的資源調配等進行優化分析，解決傳統建造模式下的資源浪費以及施工方案不足等問題。

在設計周期短及BIM效益尚不明顯的現狀下，我國大多數設計單位并不直接提供BIM模型，或者提供的BIM模型大多是通過CAD設計圖紙進行翻模，然后再進行碰撞檢測和管線綜合，難以保證CAD圖紙與BIM模型統一，也很難實現和施工模型進行同步更新。所以目前國內BIM基本上是設計模型和施工模型分開由不同單位建立，同時由于國內并未發布一套完整的建模標準，導致兩個模型具有較大差異性。如果能將設計單位和施工單位的模型進行統一，只出一套模型的話，會大大提高溝通效率，減少施工時的設計變更，加快工程進度。

三、BIM技術在設計施工一體化模式的應用

為了真正實現BIM技術與設計施工一體化結合，必須將設計模型優化深化，使設計模型具有可施工性。BIM技術應用在設計施工一體化中，BIM技術體現出獨特的優勢及創新技術管理思路，主要體現在以下方面：

(1)可視準確。應用BIM技術可直觀且動態地展示模型中各構建的具體空間位置及其工程信息，讓復雜的圖紙變得簡單明了，同時可以直接利用BIM模型進行數據統計和數據分析，提高了方案的技術交底問題發現率和整體效率，從而保證深化設計的準確性和可靠性。

(2)節約工期。采用BIM技術進行深化設計，與傳統的二維深化設計相比，大幅提高了深化效率。例如，采用BIM技術，將復雜鋼筋節點排布的周期由7d縮短為1d，效率提高了近86%[2]。

(3)節省成本。通過BIM技術進行深化設計，是在已經建立的模型基礎上進行深化處理，直接進行節點排布和數據驗證，不用再耗費更多的人力與物力進行實際計算，節省了大量的時間與成本。

(4)提高質量。運用BIM技術進行深化設計，可以實現一模多用，讓設計模型具有可施工性，減少了施工時可能遇到的設計變更，從而影響工期。運用BIM技術進行碰撞模擬，將BIM模型的深化結果順利應用到施工現場，有效提高了項目質量。

(5)協同管理。各單位能夠運用BIM平臺實現協同化管理，便于工程中進行溝通交流，提高前期規劃與設計的等級，有效減少返工與變更的浪費，同時運用排程功能的操作，可以實現實時監控整體工程的流程以及掌握工程的實際進度，對項目進行高效管控。

通過對BIM模型進行錯誤檢查與優化處理，使整個設計過程更加直觀與準確，施工成本和施工錯誤率大幅降低，使工作效率大大提高。在BIM應用在設計施工一體化模式的過程中，對設計模型進行錯誤分類并對設計模型進行施工受限分析，總結BIM模型交付標準；利用BIM技術對項目進行動態資源配置以及4D進度計劃，有效整合模型，實現三維算量與計價，確定在施工過程中的工期進度以及對應的工期內容，并且能夠保證信息數據的傳遞與共享，減少模型的重復構建，提高施工企業的工作效率。不但對工程進行有效的進度控制與成本控制，而且將建設單位、設計、總包和分包等各參與單位的溝通協作統一在BIM模型提供的三維平臺上進行，為項目部開創了一種全新的技術管理模式，提升了項目部的整體管理水平。

四、結語

將BIM技術應用在建筑設計施工一體化中進行建設與管理，使設計符合施工工藝，合理組織分段設計與施工，保證資源被最合理的配置，縮短建設工期，減少變更加快施工進度，通過一套完整的管理體系實現設計與施工的協同工作，并進行建設全過程動態控制，從而節約成本，實現建設的最終目標。