BIM技术在建筑设计施工一体化中的应用

(广东工业大学 广东 广州 510006)

随着我国的经济发展，建筑规模的日渐加大，对建筑更高的质量要求以及建筑形式的多样化、复杂化等，传统的工程建设模式慢慢不能适应行业的需求，无法满足工程质量的要求，为了更快的适应建筑业的发展，更好的同国际建筑业接轨，需要一个更加高效的工程建设模式，所以设计施工一体化的研究也开始提上日程。建筑信息模型(building information model,BIM)技术作为一个信息集成平台能够很好地去解决设计施工一体化模式下的信息集成局限。在BIM技术下，可以使设计与施工有效结合起来，有效避免独立板块带来的不和谐与碰撞，使BIM技术能更好的发挥其在建设项目全周期的优势。

一、设计施工一体化模式分析

设计施工一体化模式在国际上是一种常见的建设项目组织实施模式。这种模式能够有效推动工程项目的可行性研究以及设计深度，能使设计与施工高效结合，减少施工时产生的设计变更，从而有效减少工程的工期，同时设计施工一体化模式将项目部门进行简化，保证有限的资源被运用到更有需求的地方，保证资源被最合理的配置，减少工作人员，从而减少成本。所以设计施工一体化在进度控制和成本控制上有很大优势。然而项目团队的协同、业主的配合以及承包商都对设计施工一体化模式的进行有决定性的影响。

在我国，设计施工一体化模式的研究目前主要集中在理论研究，总体研究情况是实践在前，经验总结在后，理论更新得较慢，研究成果零散且没有形成系统化的体系，实践运用方面的经验和案例还不够充分。在这种工程建设模式下，设计与施工有一定结合，但大多仍属于不同的专业，设计施工一体化下信息集成存在局限，导致设计、施工不能很好协同进而限制了工作效率的提升。

二、建筑信息模型分析

BIM作为数据信息资源，为项目从设计到后期运维的全生命周期里提供协同平台以及为建筑全生命周期里做的决策提供信息依据。在工程的每个阶段，各部门能通过BIM模型获取项目信息并进行工程检查并及时修改，从始至终使用同一个模型，避免了模型间的差异，保证模型应用的时间上一致性和模型更新的时效性。

设计单位在设计阶段运用BIM技术主要是对模型进行造型、体量和空间分析，同时对能耗、结构、日照等进行碰撞模拟与成本分析。设计单位在施工图阶段，主要是通过管线综合对模型进行优化，直接使用BIM模型来生成平、立、剖面图纸和工程量的初步统计。

施工单位应用BIM技术主要是在施工模拟、碰撞分析、技术交底与资料管理等方面。利用设计单位提供的设计图纸进行建模、管线综合的优化和管线排布，减少施工阶段中可能发生的问题或返工。施工单位对于一些复杂工序进行施工模拟和碰撞检查，实现对进度和成本的动态模拟，使各方对施工中的工法、工序、工程量、成本、人材机的资源调配等进行优化分析，解决传统建造模式下的资源浪费以及施工方案不足等问题。

在设计周期短及BIM效益尚不明显的现状下，我国大多数设计单位并不直接提供BIM模型，或者提供的BIM模型大多是通过CAD设计图纸进行翻模，然后再进行碰撞检测和管线综合，难以保证CAD图纸与BIM模型统一，也很难实现和施工模型进行同步更新。所以目前国内BIM基本上是设计模型和施工模型分开由不同单位建立，同时由于国内并未发布一套完整的建模标准，导致两个模型具有较大差异性。如果能将设计单位和施工单位的模型进行统一，只出一套模型的话，会大大提高沟通效率，减少施工时的设计变更，加快工程进度。

三、BIM技术在设计施工一体化模式的应用

为了真正实现BIM技术与设计施工一体化结合，必须将设计模型优化深化，使设计模型具有可施工性。BIM技术应用在设计施工一体化中，BIM技术体现出独特的优势及创新技术管理思路，主要体现在以下方面：

(1)可视准确。应用BIM技术可直观且动态地展示模型中各构建的具体空间位置及其工程信息，让复杂的图纸变得简单明了，同时可以直接利用BIM模型进行数据统计和数据分析，提高了方案的技术交底问题发现率和整体效率，从而保证深化设计的准确性和可靠性。

(2)节约工期。采用BIM技术进行深化设计，与传统的二维深化设计相比，大幅提高了深化效率。例如，采用BIM技术，将复杂钢筋节点排布的周期由7d缩短为1d，效率提高了近86%[2]。

(3)节省成本。通过BIM技术进行深化设计，是在已经建立的模型基础上进行深化处理，直接进行节点排布和数据验证，不用再耗费更多的人力与物力进行实际计算，节省了大量的时间与成本。

(4)提高质量。运用BIM技术进行深化设计，可以实现一模多用，让设计模型具有可施工性，减少了施工时可能遇到的设计变更，从而影响工期。运用BIM技术进行碰撞模拟，将BIM模型的深化结果顺利应用到施工现场，有效提高了项目质量。

(5)协同管理。各单位能够运用BIM平台实现协同化管理，便于工程中进行沟通交流，提高前期规划与设计的等级，有效减少返工与变更的浪费，同时运用排程功能的操作，可以实现实时监控整体工程的流程以及掌握工程的实际进度，对项目进行高效管控。

通过对BIM模型进行错误检查与优化处理，使整个设计过程更加直观与准确，施工成本和施工错误率大幅降低，使工作效率大大提高。在BIM应用在设计施工一体化模式的过程中，对设计模型进行错误分类并对设计模型进行施工受限分析，总结BIM模型交付标准；利用BIM技术对项目进行动态资源配置以及4D进度计划，有效整合模型，实现三维算量与计价，确定在施工过程中的工期进度以及对应的工期内容，并且能够保证信息数据的传递与共享，减少模型的重复构建，提高施工企业的工作效率。不但对工程进行有效的进度控制与成本控制，而且将建设单位、设计、总包和分包等各参与单位的沟通协作统一在BIM模型提供的三维平台上进行，为项目部开创了一种全新的技术管理模式，提升了项目部的整体管理水平。

四、结语

将BIM技术应用在建筑设计施工一体化中进行建设与管理，使设计符合施工工艺，合理组织分段设计与施工，保证资源被最合理的配置，缩短建设工期，减少变更加快施工进度，通过一套完整的管理体系实现设计与施工的协同工作，并进行建设全过程动态控制，从而节约成本，实现建设的最终目标。