BIM技術在設計方案報建審查中的應用

文｜山東同圓數字科技有限公司 侯曉穎 孫梅強

【關鍵字】BIM；設計方案審查；規則庫；智能審查

2018年，住房城鄉建設部發布的《關于開展運用 BIM 系統進行工程建設項目審查審批和CIM 平臺建設試點工作的函》（建城函〔2018〕222 號）中已經明確提出要以工程建設項目三維電子報建為切入點，在“多規合一”的基礎上，建設具有規劃審查、建筑設計方案審查、施工圖審查、竣工驗收備案等功能的CIM 平臺。2020年，《關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》（建標規〔2020〕8 號）中提出要試點推進BIM 報建審批和施工圖BIM 審圖模式，推進與城市信息模型（CIM）平臺的融通聯動。目前，全國各個試點城市已經陸續開展了基于BIM 的審批審查系統建設與應用工作。

建設方案審查是工程建設項目審查工作的開頭，結合國家政策要求和未來智慧城市建設的需要，實現基于BIM 技術的設計方案報建審查也是大勢所趨，未來與施工圖審查、竣工驗收備案審查系統完成對接后，即可實現全過程的BIM 報建審查。

1 應用現狀

隨著政策的大力推行和技術的日漸成熟，國內許多城市都相繼開展了基于BIM的審查審批相關工作。其中，廈門市在2019年啟動了基于BIM 技術進行工程報建審查的相關政策研究，并開展了BIM 規劃輔助報建審查系統的建設；南京市主要是在CIM 平臺總體框架之下搭建工程建設項目BIM 報建智能審查系統，并要求2021年3月以后的新建工程應用該系統進行各階段的報建審查管理[1]；2020年1月，廣州市要求部分新建工程項目全過程應用BIM 技術，同時建設兩個基于審批制度改革的輔助系統和基于CIM 的統一業務辦理平臺；湖南省在2020年發布了《湖南省住房和城鄉建設廳關于開展全省房屋建筑工程施工圖BIM 審查工作的通知（試行）》，要求新建房屋建筑工程施工圖分階段實施BIM 審查，并先后下發了《湖南省BIM 審查系統技術標準》《湖南省BIM 審查系統模型交付標準》《湖南省BIM 審查系統數字化交付數據標準》，以支撐新政實施。

可見，基于BIM 技術的工程建設項目報建審查工作的落地實施深受關注，在各個試點城市推行的效果較為顯著。目前的試點應用多集中在施工圖報建審查階段，在前期規劃設計階段的應用較少，一方面是由于在當前的工程建設項目中，BIM 建模及應用大多始于施工圖階段，模型深度和建模水平都更接近審查要求，更有助于BIM 審查制度的推行；另一方面，施工圖審查階段的審查要點和指標體系已較為明確，在規則庫建立時，更有助于提高自動化指標占比。

在設計方案審查階段，傳統模式是由報建單位提交PPT 方案、效果圖和CAD 圖紙，由主管部門組織技術審查與審批工作。這種方式的問題在于，文字版方案無法用于分析計算，不利于對上報數據進行核算和比對；同時，效果圖的展示形式容易更多地凸顯和美化自己，弱化周邊環境，從而影響科學決策；此外，這類資料不利于后續的全過程管理，無法支撐項目管理的延續性。而從施工圖階段的應用來看，BIM技術能夠很好地解決以上問題。

2 基于BIM 的設計方案報建審查

本研究的主要思路和目標是，基于設計方案BIM 模型實現計算機智能化檢查，對比論證其與標準規范條文和前期規劃條件的符合性、與實際報審文件的一致性，從而快速規范方案指標數據，減少后續環節的審查時間、提高審查精準性。

計算機審查的原理[2]是，對方案審查相關指標進行分析和拆解，建立審查算法規則庫，同時在方案建模時，將審查指標錄入設計方案BIM 模型，并導出專用的中間交換格式文件實現數據加密與信息存儲，然后在系統中導入該交換格式文件，對模型中的設計參數和對應指標的算法規則進行自動比對，如比對結果一致或誤差在允許的范圍內，則審查通過，否則為不通過。最終導出審查結果。

2.1 BIM 建模

BIM 模型是實現BIM 報建的基礎元素，報建單位需根據統一的模型交付標準制作BIM 模型，并由指定的模型審核單位負責審核。方案階段的模型制作內容主要包括場地總平面模型（例如建筑紅線、用地紅線、道路紅線、綠化用地、地形、道路、室外停車場、園林景觀、場地附屬設施及配套設施等）和建筑單體模型（例如建筑外墻、建筑內墻、幕墻、梁、柱、結構基礎、門、窗、屋頂、樓板、坡道等）。

將審查指標分為幾何信息與非幾何信息兩種類型，通過BIM 模型搭建，可將幾何信息體現在模型本身的屬性信息當中，包含軟件自帶信息和手動輸入信息兩種，例如，用地紅線、建筑退界、場地標高、建筑高度、建筑面積、建筑狀態、綠地類型等；而同時也要在建模時，將非幾何信息以文本或數字參數的形式錄入或掛接到模型構件中，結合計算公式與模型本身的幾何數據計算出相應的指標參數，例如，容積率、建筑密度、綠地率、計容建筑面積等。

此外，不同BIM 建模的軟件平臺格式不統一，會對模型入庫產生影響，因此可以采用中間交換格式來解決這樣的問題。例如雄安新區在應對數據交付問題時，提供了XDB 插件，無論使用哪一種BIM 軟件平臺搭建模型，都可利用插件轉換成.xdb格式，解決了格式不統一的問題。

圖1 設計方案審查指標分類

2.2 規則庫建設

規則庫是計算機判定方案是否滿足標準規范要求的依據，而當前規范條文為便于人工解讀，多是以語言描述的形式，包含了文本式語句、圖表和計算公式等內容[3]。因此，需要由系統開發單位依據報建相關的審查規范，結合行業專家與技術審查人員的意見，將其中非結構化的規范條文轉換為計算機能夠識別的語句，建立規則庫，從而實現自動審查。

對標準規范條文進行梳理和分類，主要分為可量化指標和不可量化指標；其中不可量化指標不作為機器自動化審查的控制性指標，以人工審查為主；可量化指標按照管控類型又分為類型管控、上限管控、下限管控、區間管控和不管控。

具體來說，類型管控指標是通過一個條件判斷該項指標應當屬于哪種類型，例如建筑類型，需要結合用地類型來判斷，民用建筑賦值1，工業建筑賦值2，農業建筑賦值3，如果居住用地對應工業建筑那么就會判定不符合；上/下限管控就是將標準規范中的量化要求作為上限或下限，如方案指標超出對應的限定值，則判定不符合；區間管控也是同理，將標準規范中設定為一定數值范圍的控制性指標作為管控區間，方案指標處在這個區間內，則判定符合，如超出區間，則判定不符合；另外對于規范中未進行強制要求的指標設定為不管控指標，僅作為參考指標，最終由主管部門進行判定。同時，還應提供自定義指標，對依照本地特點及控制性詳細規劃所提出的特殊指標要求進行管控。

由于不同項目類型的技術管控要求有較大區別，因此需設定多種規則庫以供篩選，如可劃分為建筑工程指標庫、市政工程指標庫、道路工程指標庫等；針對特定行業建筑也應結合相應的規范設定規則庫，如幼兒園、中小學校、醫院等；此外，也可加入特殊方向的指標庫，如，海綿城市指標庫、綠色建筑指標庫、智慧城市指標庫等。

2.3 指標符合性審查

報建方上傳BIM 模型后，計算機自動提取模型中掛接的屬性信息，與BIM 模型聯動顯示，在查看指標信息時，可以同時在模型中進行對應查看，以空間+屬性相結合的方式輔助審查。根據項目類型及相關情況選擇規則庫，屬性信息與規則庫中的指標進行匹配對比，符合的顯示通過，不符合的則給出提示說明，以輔助審查人員進行判斷。

2.4 空間分析輔助審查

提供多種三維可視化空間分析工具輔助方案審查。

1）方案比選。同一項目上傳多個方案，可在三維可視化場景中實現多屏查看和對比分析，支持多方案對比、同一方案的不同版本對比、方案與現狀對比，能夠直觀反映該項目與其周邊城市現狀環境的關系，便于選擇最佳方案。

2）日照分析。查看在不同日期、不同時間點上，當前區域建筑物的日照陰影變化。

3）天際線分析。用一條連續閉合線段描繪城市景觀在不同視角下的天際輪廓線效果。

4）控高分析。檢查方案建筑物高度是否符合指標，并用不同顏色標示出建筑物超高程度。

5）貼線率分析。對比沿街建筑及建筑控制線，自動計算出貼線率。

6）樓間距分析。自動計算所選區域范圍內建筑的樓間距。

7）通視分析。以不同顏色顯示三維場景中兩點之間的可見性，如從某建筑上某一點往西看，能看到的區域以綠色顯示、看不到的區域以紅色顯示。

2.5 報告生成

按照相關主管部門要求，建立報告生成格式，列出指標符合性審查結果及審查意見，并提供下載打印功能，為行政審批提供有效依據。

3 結語

本研究為工程建設項目方案設計階段提供了一種全新的報建審查方式，實現了從二維模式到三維模式的轉變，有效提高了審查效率，減少了人為因素影響，并且對于實現工程建設項目全生命周期的數字化管理和城市智慧化治理具有非常重要的意義。為確保新方式的順利實施和推廣，還需提供一定的保障措施：

1）統一數據標準。為使報建方能夠順利上傳BIM 模型，并且模型深度與文件大小能夠滿足數據應用與輕量化要求，需制定統一的BIM 模型數據制作與入庫標準，以確保BIM 報建的可行性與應用效率。

2）制定配套政策。傳統的報建審查資料以二維圖紙和圖文方案為主，要改變原有工作方式，不僅要有高效便捷的應用工具，也必須有自上而下的鼓勵性或強制性要求，因此，要推行新的方案審查方式，應制定和下發相應的政策要求，從而使相關方都能接受并按照新的要求執行。

3）支持多方協同。按照方案報批報建的流程，參與方包含了報建方、主管部門、技術審查專家、各相關部門等，線上溝通的便捷性就變得尤為重要。系統需支持在線問題標注、意見編寫、點對點發送、實時溝通、意見匯總和消息提醒等功能，以提升協同工作效率，確保溝通記錄留存、資料安全共享。

表1 設計方案審查指標規則化示例