国产BIM工具在设计施工一体化中的应用尝试

摘" 要：近些年来，提升BIM应用价值，倡导一模多用的呼声在房屋工程行业中愈发明显。考虑国外BIM工具对于国内房建设计项目应用存在的局限性，该文采用国产BIM设计工具——广联达数维设计工具以及施工应用工具BIMMAKE，分析国产BIM设计工具在施工图设计及施工深化应用中的价值。可以看出，数维设计工具能够满足国内现浇结构的施工图设计需要，而且土建设计数据可以直接对接BIMMAKE工具，来进行施工阶段砌体深化设计、木模板深化设计等应用，满足设计成果与施工应用一体化的要求，提升项目的盈余率。

关键词：国产BIM设计工具;设计-施工一体化;建筑信息模型;BIM技术;数维设计

中图分类号：TU17" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2024）26-0172-05

Abstract： In recent years， the voice of promoting the application value of BIM and advocating multi-purpose of one module has become more and more obvious in the housing engineering industry. Considering the limitations of foreign BIM tools in the application of domestic housing design projects， this paper uses domestic BIM design tools-Guanglianda digital design tools and construction application tools BIMMAKE， to analyze the value of domestic BIM design tools in construction drawing design and construction deepening application. It can be seen that the multi-dimensional design tools can meet the construction drawing design needs of domestic cast-in-place structures， and the civil design data can be directly docked with BIMMAKE tools to carry out the application of masonry deepening design and wood formwork deepening design in the construction stage， which can meet the requirements of the integration of design results and construction application， and improve the surplus ratio of the project.

Keywords： domestic BIM design tools; design-construction integration; building information model; BIM technology; dimensional design

2016年，国务院以及国家住建部大力推广工程总承包制，深化建设项目组织实施方式的改革[1]，2019年12月，国家住建部决定于2020年3月1日，正式实施《工程总承包管理办法》，工程总承包的房建项目设计模式逐步发展壮大。在这样的趋势下，EPC的项目模式被广泛地采用。总承包单位需要在这样的模式下对建设项目的设计、采购、施工等要素进行全面的管控，对于相关单位的综合管理能力提出了极高的挑战。

在EPC模式中，建设项目的各种风险，包括项目控概、工期进度、资金采购等风险正逐步向总承包单位转移[1]。因此，总承包单位需要利用多维手段，全面分析并化解各类潜在风险，以确保项目能够顺利履约，并在合理范围内实现盈利。这对总承包单位的综合管理和风险应对能力提出了更高的要求。

房建工程项目在施工阶段的核心要素主要在于安全、质量和进度[1]。目前传统的3D建模技术可以搭建建筑模型，然而模型表达还很单一，模型的应用局限性较大[2]。另外，房建工程项目中依然面临着材料规范性不足、专业协调性差以及安全措施不到位等问题，这将会导致项目施工过程中存在许多潜在隐患。利用建筑信息模型（BIM）技术能够更妥善地规避这些问题。BIM技术可以根据建筑信息和项目特点，建立更加全面且准确的模型，并能够实时修改模型，为项目施工提供便利，进一步提高施工管理水平[3]。

在设计工具层面，目前国内主流的BIM三维设计软件主要是国外的Revit、Tekla等产品，国产软件在行业跨度及深度上存在一定距离;还有，BIM三维设计需要大量的设计规范来进行设计限定，国外的设计软件平台遵从的设计规范和国内存在大量差异，选用适合国内建筑设计产业的BIM三维设计软件，满足国内的专业设计规范以及设计人员的设计习惯，是一项非常重要的工作路线的选择。

本文选择一个大型办公楼设计项目中，选用国产设计工具完成设计任务，并推进完成设计施工一体化应用尝试，包括砌体深化、木模板深化等。

1" 项目概况及工具介绍

1.1" 项目简要介绍

本文讨论的设计项目是一栋办公楼，项目位置位于陕西省，属于中国西北地区，项目占地面积5 000 m2，总建筑面积超过65 000 m2，总建筑高度49.65 m，地下共3层，地上12层，工程设计等级一级，耐火等级一级;整体设计内容涵盖建筑、结构、给排水、电气、暖通和幕墙等专业的设计内容。项目大致的效果图如图1所示。

1.2" 设计工具选用及说明

本文探讨的是国产BIM设计工具在房建项目应用领域中的价值，所以选用的都是国内自主研发的工程设计软件。本项目选用的设计工具是广联达科技股份有限公司自研的数维房建设计套件（以下简称“数维工具”）。软件建立了统一的数据标准和构件级云端协同机制，为建筑设计与咨询企业提供全专业、全过程、全参与方的数字设计整体解决方案，为设计业务降本、提效、增值，构建建筑设计互联网平台和设计市场新生态，推动行业数字化转型升级。

首先，数维工具自身以数字驱动新设计作为产品理念，建立了统一的BIM数据标准，做到模型构件级别的协同和结构化的专业设计规则;其次，充分利用网络云端来做数据集成和团队协同，做成“云+端”的设计产品，实现多人实时协同和异地协同;最后，产品自身具有开放的三维建模功能，为BIM开发提供了轻量、简单、高效的平台，保障BIM应用开发的灵活性。整体来说，这套设计产品旨在让建筑设计团队可以“零成本”获得BIM价值。

项目层面施工方面选用的工具是广联达BIMMAKE，它可以做到直接接收数维工具的设计格式实现一模多用以及对应的系统性土建专业深化设计，通过精准的工程量和模型信息提升项目的盈余率，满足深化设计出图、施工算量以及可视化交底指导等方面的应用。实现施工应用模型高效搭建并满足多项成果应用。他的4大核心功能是快速获取模型、灵活构件创建、施工BIM深化设计、多远数据接口。

2" 项目设计阶段及施工阶段的应用点简介

2.1" 应用广联达数维工具的项目设计流程

在现阶段，数维工具主要用于施工图模型的建立以及施工图图纸的绘制，最终成果模型也可以在云端进行轻量化的展示。软件使用的整体流程包括“协同设计中心完成项目初始化”—“设计工具建模”—“软件成果归档及交付”三大步骤，接下来我们将会分步进行展示。本文主要讨论的是设计与施工一体化的应用讨论，鉴于工具现有能力的问题，本文暂不讨论机电专业的设计任务。

2.1.1" 在数维协同平台上完成的项目初始化

软件协同设计中心的项目初始化主要包括以下4步操作（图2）。

登录广联达数维协同设计平台并登录账号，根据项目的单体配置来创建项目。

项目创建完成后，需要按流程逐步完善项目的具体设置信息。包括项目工作团队成员的定义，每个工作团队的工作单元的定义。

项目团队用来明确设计建模工作人员是谁，工作单元需要按照工作人员的工作任务将项目逐步划分出来。

完成项目工作团队以及工作单元的定义，需要为项目安排足量的设计构件以及通用的设计信息——标高、轴网。正确设置这些条件，才可以保证同一个项目单体的设计信息的一致性。

其中，最为重要的是第2步，工作单元的划分设置关乎到设计人员是否可以在设计工具端打开工作单元开始项目设计工作。当项目管理人员完成以上步骤之后，建筑项目各专业设计人员才可以打开对应专业的设计软件工具端，登录账号开启模型设计工作。

2.1.2" 利用设计工具开始三维模型设计工作

现阶段，建筑软件主要工作进度从施工图设计工作开始，在这个阶段，初步设计结果已经基本完成了。建筑师需要依照项目的施工图精度开始后续设计任务，完成墙、柱、楼板、洞口、门、窗、楼梯和坡道等基础建筑构件的模型搭建工作。本项目为典型的办公楼，相关建模任务更多的时间聚焦于首层平面、标准层平面、机房层平面以及屋顶平面的模型组成任务（图3）。

结构专业工具可以直接对接结构计算工具盈建科的计算模型，将模型导入数维工具中完成结构模型的初始搭建。数维结构工具提供了便捷的施工图初始化生成工具，用户可以直接输出结构平面图、墙柱平面图、梁平法、板平法施工图。配合配筋修改工具完成结构专业的施工图图纸（图4）。

2.1.3" 设计成果制作以及数据交付

数维协同设计平台提供了项目交付模块，交付模块可以按照要求整合多专业的工作单元设计模型，整合完毕可下载为轻量化BIM模型，这个模型不仅可以用于后续从网页端查看模型，也可以对接BIMMAKE，开展后续土建深化设计工作（图5）。

设计交付需要在协同设计中心中用管理员账号进行操作，选择结构全专业模型，交付给某个设计师账号。当用施工BIM设计软件打开交付的结构模型时，登录交付的设计师账号，就可以从协同设计中心打开交付的结构设计模型（图6）。

2.2" 设计施工一体化应用介绍

数维完成土建专业设计之后，可以在BIMMAKE端登录账号点选获得施工模型，来推进后续土建BIM施工应用，无需进行二次施工模型建模。本文主要探讨基于BIMMAKE软件进行的一些施工层面的应用。

首先介绍二次结构域砌体深化设计。项目上技术工程师在做砌体深化设计时，需要出砌体排布图，统计材料用量。但是手动画图、统计材料用量太麻烦，如果进行了调整，还需要进行大量的调整，给二次结构与砌体排布带来很大的困难。

在BIMMAKE中，可以直接设定排布规则，快速布置构造柱，门窗过梁，腰梁深化设计，自动排布砌体，出图出量出效果图，轻量化模型，用于施工交底和质量检查（图7）。

其次介绍钢筋深化设计。钢筋是主体结构施工时重点内容，在实际施工中经常会遇到钢筋过密、碰撞、复杂节点不清晰等问题，二维图纸不易发现这些问题。如果使用三维建模软件，由于钢筋模型的数量往往较多，钢筋三维模型的创建将耗费大量的时间与精力。

在BIMMAKE中，支持数维结构的模型数据，可以实现快速创建钢筋模型的目的。同时对于导入的钢筋模型，进行节点精细化调整，使其符合规范及施工要求，引注钢筋做法，支持图片或模型交底，详细指导现场钢筋的施工（图8）。

最后介绍模板设计的应用。BIMMAKE支持灵活设置木模材料、尺寸规格、拼模参数等，一键配模，自动生成相应的设计方案，输出施工图表来指导下料和施工，包括模板排布方案图、非标模板加工图、模板接触面积统计表等施工设计成果（图9）。

3" 结论

1）广联达数维设计工具可以满足房建设计项目中各专业的施工图模型设计工作，模型建模工作可以逐步替代Revit在施工图设计阶段的工作;针对数维工具可适配的项目，模型相关的施工图出图工作已经满足了设计院的审图要求。

2）数维工具“云+端”的设计模式，让设计人员不再严格限制工作地点，数字化的云端存储给设计成果存档提供了多一种可能，配合“公有云”或“私有云”的服务器存储选择，提高了设计成果的保密程度。

3）加快基于正向设计的BIM建模软件的开发，让设计师能够从设计阶段使用国产开发的软件，对建筑业数字化转型起到引领作用。

4）设计施工一体化，让房建设计项目的数字化应用解决方案得到进一步落实。面向建筑设计企业、融合最先进的二三维数字技术，支持设计用户实现从想法到表达、从协同到管理、以及施工一体联动的多项产品与服务。

参考文献：

[1] 孙浩，姜安庆，缪仁卿，等.基于EPC的BIM技术在“设计-施工一体化”中的综合应用[J].建筑结构，2024，54（8）：152-158，151.

[2] 赵元，薛元琴，朵呈华，等.BIM技术在房屋建筑工程施工阶段的应用研究[J].中国建筑装饰装修，2024（2）：68-70

[3] 孟庆明.基于BIM技术在土建现场施工管理工作中的探索与思考[J].大众标准化，2024（4）：172-174.

作者简介：王艺霖（1988-），男，硕士，工程师。研究方向为BIM技术在建筑设计行业中的应用。