浅谈BIM技术在建筑项目中的应用与发展

黄志斌（广东省建筑设计研究院，广东　广州　510010）



浅谈BIM技术在建筑项目中的应用与发展

黄志斌（广东省建筑设计研究院，广东广州510010）

BIM是一个全生命周期的技术，我们要往这个方向去发展，使BIM能够贯穿于整个项目，最大限度符合全生命周期管理理念，提升我国建设行业生产力水平。

管线综合；协同设计；施工进度模拟；运营维护管理

BIM是目前世界上最先进的建筑行业综合设计施工技术，近几年才在我国建筑行业有所应用。BIM在国内的兴起是从设计行业开始的，后来开始逐渐扩展到施工阶段。究其原因，无非是设计领域离BIM的源头——BIM模型最近。BIM建模软件比较容易上手，建模（最开始只是翻模）也相对简单，到了后面施工阶段发现应用BIM说起来容易落地难，涉及的领域也更广，协同配合难度也更大，正所谓“建模型容易用模型难”。进一步延伸到运维阶段的BIM应用体现得就更明显，实施困难就更大，因为运维阶段往往周期更长，涉及参与方更多更杂，现存可借鉴经验更少。造成这种局面的原因很多，但是整体的BIM应用市场不成熟是重要原因之一。

1　传统的项目建设模式，在设计、施工过程中往往存在不少信息交流障碍，这是造成项目低效的主要问题

图1

在建设项目中，设计、施工由不同的单位负责，工程规模越大，施工技术越复杂，存在的问题就会越多，需要不断进行沟通。当建设单位、设计单位、施工单位各部门之间的信息量增大，交流与传递频繁，就很容易出现信息断层，在施工过程中就会出现各种问题，导致人工、材料浪费，进度拖延甚至工程质量发生问题。

在工程项目中，设计单位常常会使用一些三维可视化设计软件（例如3Dmax、Sketchup等）向业主展示项目方案。但在施工过程中，把三维效果转换为CAD的时候却存在比较大的困难，只要在施工图制作过程中，不断对方案作出优化、修改，以便能顺利施工。在这个过程中往往会使前期的效果图方案成了纸上谈兵，最后施工图出来又是另外一回事。BIM模型相对于其他三维模型，区别在于它包含了许多信息，包括外观、用料、构造等，以备项目全过程中项目各相关利益方随时共享。在前期方案设计的时候可以更充分地整体考虑，以便方案能顺利落地。以往大量的设计工作还是要基于传统CAD平台，使用平、立、剖等三视图的方式表达和展现自己的设计成果。这种由于工具原因造成的信息割裂，在遇到项目复杂、工期紧的情况下，非常容易出错。

2　管线综合是建筑项目实施过程中很重要的一个环节（见图2）

图2

随着时代发展，现代的建筑规模越来越大，功能越来越复杂。一个建筑项目，除了建筑、结构、装修，还有相当大一部分的机电专业。在以往的设计过程中，设计单位通常是由建筑或装修专业牵头，将所有专业图纸进行综合，由于二维图纸的信息不太直观，导致管线综合成为施工过程中最让人不放心的技术环节。往往体现为各机电专业施工主体完成，在进行装修吊顶是才发现高度不够，与原来方案的高度相差一大截，只能修改装修方案，最终出来的效果也大打折扣。使用BIM技术，各专业的设计师通过建立BIM模型，在虚拟的三维环境下方便地发现高度上的冲突、设备与结构之间的碰撞，大大提高了设计效率。也可以减少施工过程中产生的变更，提高施工效率，缩短工期。本人2010年曾在广州西塔（国际金融中心）四季酒店负责设计咨询工作，主要负责协调、处理施工中出现的各种问题。西塔的外形是一个渐变的筒状造型，除了核心筒外，每一层的面积都不同，导致了四季酒店每层客房的面积都略有不同。当时概念方案是由新加坡HBA公司设计的，只是设计了标准客房，因此在深化设计以及施工中就遇到了很多问题，例如家具摆设、管线碰撞、层高限制等问题。当时每周的例会讨论这些问题就花费了大量时间，导致了延误工期、浪费材料、重复工作、工程成本增加等后果。当时BIM软件在广州还没有广泛应用，所以施工的依据就是一堆二维的图纸。如果设计过程中使用BIM软件，将会提前预见这些碰撞问题，从而避免很多不必要的浪费和损失。

BIM的出现使得设计师不仅拥有了三维可视化的设计工具，所见即所得，更重要的是通过工具的提升，使设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计。在设计项目中，包括方案、扩初、施工图几个阶段，其中施工图占了大概一半的设计时间。在运用BIM开始着手设计时，其实已是施工图同步进行，每一次模型的变动，都会直接影响施工图。这样可以把更多的时间用在方案设计阶段，节省施工图时间。其次在方案深化阶段，设计师可能会根据业主要求，或者由于造价原因要调整方案，由于BIM模型含有信息，对局部的细节推敲起到重要作用，从而减少了施工图后期的工作量。通过碰撞检查和模型校验，有效减少专业之间的错、漏、碰现象。

3　在BIM技术中，协同设计是一种新兴的设计模式（见图3）

在以往的设计项目中，往往是建筑结构专业先行，再由各机电专业根据平面进行管线布置，最后再汇总，期间经历数次的相互提资、校对、复核，一旦有建筑方案发生改动，那其他专业的修改工作量就会相当的巨大了。CAD文件仅仅是对图形的描述，而且各专业的数据不具有关联性，这种传统的工作模式必须得到改变，协同设计正是在这种环境下产生的。它可以使处于不同办公地点的不同专业的设计人员通过网络的协同，同时在一个建筑模型上进行设计。

图3

在2012年本人参与了广州塔、新会一中规划及建筑设计、广州设计大厦BIM模型制作。在模型制作过程中，各个不同专业的设计人员通过协同，在同一个中心模型上操作，在建模过程中可以及时发现建筑造型、结构梁柱、空调风格、电气管线、给排水管道等的碰撞问题，并及时得以解决。协同不是简单的文件参照，它以建筑模型为基础，根据各个专业的权限对模型进行修改，如与其他专业有冲突，模型将不能被修改。通过协同设计，减少和缩短各专业间配合和重复沟通的环节，对于整个建筑周期，具备广泛的意义，对于整个项目的综合效益也有很大的提升。

4　工程量统计在工程项目中是一项重要而且复杂的工作

CAD只是一种图形的载体，所有图形都是由线条构成，无法存储构件的做法、信息，在工程量计算时就需要依靠人工根据图纸或者CAD文件进行测量和统计。后来有了专门的造价计算软件，也需要将CAD导入重新建模来计算，在设计的过程中，这也算是一种重复劳动了。本人在日常设计工作外，还有多年工程预概算的工作经验，以往算量基本是人手计算，这种方法除了工作量大之外，还比较容易出错，需要进行反复的检查。BIM则是将信息赋予每一个构件，每个模型相当于一个数据库。在统计复杂的机电设备管线时，列材料清单是一项繁琐而且极易出错的工作。BIM模型的建设是模拟真实施工场景进行的，由此获得的工程量数据比较准确，减少了很多人为的误差。这为前期的成本估算，不同方案的比较，工程量概预算以及工程量决算等工作节约了大量的时间。但目前国内使用的BIM软件在这方面还不太完善，需要依靠一些另外的插件来补充这方面的功能，希望以后的BIM软件可以将算量、计价、甚至套定额这些功能集成起来，更加易于操作，减少工作量、节省时间、减少误差。

5　进入施工阶段，BIM施工进度模拟还起到减少沟通障碍，提高沟通效率的作用

图4

具体来说可以实现设计各专业顾问公司、建设方、监理方、业主方6～8方高效率的设计交底及施工协调会。BIM能实现一种全新的沟通方式是现阶段实践中所体会的最大的好处，“差漏碰缺”在其次。4D，5D模拟和BIM与物业结合是远景发展目标，需要在软件技术和工作流程上做进一步的完善。

建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得极为复杂。提前模拟施工方案，可以提前验证施工方案实施的可行性。通过BIM三维模型，展示各项施工流程，将施工过程中会遇到的一些情况，提前进行处理，减少返工及延误工期的情况出现，修改施工方案未详尽之处。并且有效优化施工方案，做到施工方案可视化及增加方案的可实施性，提前发现问题，解决问题。BIM模型的多种可视化表达使得参与项目的各个单位能有效、快速地沟通，对施工的组织和实施也有显著的辅助作用。

进入施工阶段后，有价值的BIM模型还可以用于施工深化、进度控制、成本控制、质量控制、安全控制等，从总体上改善工程的可控性和效益。

6　竣工模型的交付

项目竣工后，物业管理部门根据BIM模型，将能准确地了解真实的设备状态、材料安装使用等情况，以便于对各种使用过程中产生的问题能及时解决，为后续的管理工作带来便利。BIM模型还有利于日常的维护和数据记录，可以对重要设备制定维护保养计划。

7　结论

BIM是一个全生命周期的技术，但是现在国内还是在前期设计、施工、管线综合等方面应用的比较多一些，后期运维目前还是处于比较尴尬的局面。整体市场不成熟，没有相应的指导性规范，没有成体系的匹配型实施人才，没有明确的责权利细分规则，没有市场角色定位，更没有相关的市场运营机制，这就在所难免的导致了该市场的混乱，短期来看这让不少真正有心从事BIM领域的企业遭受重创，长期来看这又是整个BIM的发展不得不经历的阶段。我们要往这个方向去发展，使BIM能够贯穿于整个项目，最大限度符合全生命周期管理理念，提升我国建设行业生产力水平。

［1］姜剑峰.BIM技术在建筑方案设计中的应用研究.青岛理工大学，2012.

［2］黄亚斌.浅谈现阶段BIM应用及实践.2012.

［3］浅谈BIM在运维阶段的尴尬.山东省工程建设标准造价信息网，2014.

曾获奖项：2013年设计大厦项目获年度广东省优秀工程勘察设计奖“BIM专项设计三等奖”。2013年新会一中规划及建筑设计项目获得中国建筑业协会首届 “工程建设BIM应用大赛三等奖”。2013年广州塔BIM模型应用项目获得中国建筑业协会首届“工程建设BIM应用大赛三等奖”。

黄志斌（1974.10），男，本科，建筑设计工程师，主要从事建筑设计相关工作。一直从事建筑、装修等设计工作，主要作品有：广州市矿泉游泳场改造工程，广州市沙面游泳场改造工程，新会一中校园改造项目、岭南师范学院十二期学生公寓、亚运城运动员村国际区，广州太古汇商业、酒店、办公楼和文化中心工程部分装修工程，湖南省人民大会堂装修工程，广州西塔四季酒店室内装修驻场设计咨询等。

TU201.5

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2095-2066（2016）13-0135-02

2016-4-10