BIM技術正向設計建模標準研究

劉志忠，申靖宇

（廣東碧桂園職業學院，廣東 清遠 511500）

1 引言

BIM技術是以計算機建模軟件為手段實現建筑物在計算機中進行模擬建造的一種先進的建造管理技術。目前的BIM技術具有時間滯后性，利用BIM技術建立三維模型，通過三維圖形來發現圖紙中的設計問題來進行設計優化，對于“先CAD出圖、后翻模”的BIM逆向設計而言，這種“先建模、后出圖”的BIM正向設計方法是先建立建筑物三維模型后導出二維圖紙來提高設計質量，減少工作重復，提高設計效率。BIM正向設計是對建筑設計流程的改變，讓建筑物在設計之前就可以直觀地展示出來，提高設計的科學性。正向設計的方式強化了規劃、設計、施工、運維的建筑全生命周期及建筑信息的統一性。可以用一套BIM模型同滿足業主、施工、監理、審圖機構等多個項目參與方對建筑信息模型及圖紙的需要，同時也避免了BIM逆向設計造成的工作重復、設計效率低的問題。

2 BIM技術在設計中的應用

2.1 BIM正向設計團隊組建

BIM正向設計的順序首先進行概念設計，然后進行初步設計，建筑設計和結構設計，最后進行機電設計，機電設計是在建筑和結構設計的基礎之上。設計單位BIM正向設計團隊一般由BIM項目負責人組織領導，建筑專業、結構專業和機電專業負責人進行分專業設計，BIM團隊成員的主要任務如下。

2.1.1 BIM項目負責人

和業主溝通明確設計意圖，確保在整個項目實施中信息的統一，制定相關導則及標準，參與項目實施過程中的BIM決策，制訂BIM工作計劃并且落實成員實施計劃。

2.1.2 專業負責人

負責本專業內部的任務分工及協調。將工程項目進程和遇到的問題準確反映在BIM 模型之中，為項目負責人設計決策提供依據。BIM 專業負責人在項目管理中是最直接的操作者和信息的提供者。

2.1.3 BIM專業工程師

根據本專業負責人的要求建立BIM模型并且根據建模標準導出符合施工要求的施工圖紙。BIM工程師是具體設計的執行者。具體的組織架構分工如圖1。

圖1 BIM項目組織架構圖

2.2 BIM技術在建筑設計中的應用

利用BIM正向設計可以提前了解建筑物的外觀形狀根據業主的需求更好執行設計意圖，提高設計質量。通過BIM技術直接建立三維模型再通過BIM模型生成圖紙，使得圖紙質量從以前CAD二維平面出圖變成BIM三維設計出圖，使得圖紙更加規范合理。

2.3 BIM技術在結構設計中的應用

目前市面上有很多結構設計軟件，其核心功能就是利用BIM建筑信息模型技術對結構的安全性進行分析。常見的結構分析軟件有ANSYS、PKPM、ABAQUS、SPA2000等結構設計軟件，這些軟件都屬于BIM軟件，利用BIM技術強大的模擬性在建筑物建造之前對其進行力學模擬分析。對建筑物桿件受力和結構穩定性進行力學試驗會耗費大量時間和金錢，有些大型項目需要通過力學模擬實驗和計算機模擬同步進行相互驗證。所以，BIM技術可以很好對建筑物的受力和安全性進行模擬。

2.4 BIM技術在機電設計中的應用

由于機電設計是在結構和建筑設計完成的基礎上進行，利用傳統方式設計機電圖紙中的標高和位置和建筑與結構圖不統一，容易產生機電管線和建筑結構專業碰撞的情況。利用BIM建筑信息模型將BIM模型建立在建筑和結構模型之上，在出圖之前就可以完成碰撞檢查、管線綜合等工作，通過機電建模可以使設計更加合理，更加直觀。保證設計管線布置的合理性和水電出圖的準確性，如圖2所示。

圖2 BIM在機電設計中的應用示意圖

2.5 BIM技術在節能設計中的應用

為了使建筑設計更加節能，在設計過程中要考慮建筑物的保溫、隔熱、防風、日照等節能設計。在設計過程中可以通過BIM技術對建筑物進行能耗分析，在建造之前模擬建筑物的日照、保溫、隔熱、隔音等情況對建筑物進行節能分析。常用的BIM軟件有Revit和Sketch UP等。利用這些BIM軟件可以提前模擬建筑物的日照和保溫等對建筑物進行能耗分析，提升建筑物的節能設計質量，最終實現綠色建筑。BIM技術在節能設計中的應用如下圖3所示。

圖3 BIM技術在綠色建筑中的應用

3 BIM正向設計交付標準

3.1 正向設計對模型基本要求

3.1.1 建筑物位置信息需要統一

①基點：統一選取項目結構建筑平面對應左下角（A軸和1軸的交點）作為項目基點。②定位：建立項目統一標高、軸網的基礎文件，各工作模型參照此文件進行定位。③模型方位：模型方位應與平面方位一致，當場地方位與建筑不一致時，在模型整合時需要保持共享坐標。

3.1.2 模型顏色要求一致

對于不同的構件設置不同的顏色，同類型構件應設置同種顏色，便于區分不同構件的類型，要求不同構件按顏色進行分類。

3.1.3 文件內部名稱一致

同類別的構件命名方式要求固定標準表達一致，最終完成的模型文件名稱也要有固定標準，最后導出的圖紙也要有固定的圖紙名稱標準。

3.1.4 建模深度要求標準統一

模型深度即模型需要表達的精細程度，需要統一，包括表面裝修層材質的定義，細部構造做法的精細程度需要進行各專業的統一。

3.1.5 扣減條件要求統一

不同構件相交的扣減方式一般按照清單計價規范進行扣減，特別是結構建模是對于梁、板、柱混凝土的扣減方式應該嚴格按照清單計價規范進行扣減，方便后期進行BIM工程量的統計輸出。

3.2 各專業職業設計協同工作

為了實現BIM設計團隊在一個項目上同時工作，節省時間，提高項目的操作效率及不同專業間的協作，團隊所有成員應按照以下要求開展工作。

3.2.1 文件保密要求

①項目參與各人員必須對該項目資料（包括設計圖紙、設計模型、統一標準等）做好保密工作，未經同意，一律不得外傳；②正在構建中的設計和模型內容，未經審核和確認，不得交予項目團隊之外人員使用；③各參與方在工作中的過程模型文件交換和共享，僅作為工作中的步驟。

3.2.2 成果一致要求

BIM模型文件和模型應用成果，經過內部審核后，符合交付條件，按規定提交模型和應用成果。成果模型文件在本導則范圍內，應與經過校審的二維設計圖文件一致，以便最大限度地降低溝通中的錯誤風險。

3.2.3 書面溝通要求

模型和應用成果，交付后相關方給予反饋，反饋意見需以書面形式。團隊成員應按照書面反饋意見進行整改，發現項目相關問題如圖紙錯誤、碰撞問題，應以書面報告的形式交予甲方或設計單位。

3.2.4 文件歸檔要求

按服務內容要求及合同約定，最終簽收的BIM文件和成果都應進行歸檔，并與圖紙等設計文件構成的完整一致的版本進行保存。

3.2.5 模型協調原則

根據本項目的實際情況，各專業之間協作采用鏈接的形式，同時采用鏈接的形式分工協作。也可以在協同大師軟件進行協同文件的操作，保證工作同時進行，遇到模型問題可以及時地進行反饋及修改。

4 結語

綜上所述：通過BIM正向設計可使設計更加符合規范要求，利用BIM模型直接進行設計出圖和項目管理可節約成本，提升設計質量和效率，為項目的建設增值，BIM技術的正向設計是建筑行業未來發展的必然趨勢。