黃志斌（廣東省建筑設(shè)計研究院，廣東　廣州　510010）

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淺談BIM技術(shù)在建筑項目中的應(yīng)用與發(fā)展

黃志斌（廣東省建筑設(shè)計研究院，廣東廣州510010）

BIM是一個全生命周期的技術(shù)，我們要往這個方向去發(fā)展，使BIM能夠貫穿于整個項目，最大限度符合全生命周期管理理念，提升我國建設(shè)行業(yè)生產(chǎn)力水平。

管線綜合；協(xié)同設(shè)計；施工進度模擬；運營維護管理

BIM是目前世界上最先進的建筑行業(yè)綜合設(shè)計施工技術(shù)，近幾年才在我國建筑行業(yè)有所應(yīng)用。BIM在國內(nèi)的興起是從設(shè)計行業(yè)開始的，后來開始逐漸擴展到施工階段。究其原因，無非是設(shè)計領(lǐng)域離BIM的源頭——BIM模型最近。BIM建模軟件比較容易上手，建模（最開始只是翻模）也相對簡單，到了后面施工階段發(fā)現(xiàn)應(yīng)用BIM說起來容易落地難，涉及的領(lǐng)域也更廣，協(xié)同配合難度也更大，正所謂“建模型容易用模型難”。進一步延伸到運維階段的BIM應(yīng)用體現(xiàn)得就更明顯，實施困難就更大，因為運維階段往往周期更長，涉及參與方更多更雜，現(xiàn)存可借鑒經(jīng)驗更少。造成這種局面的原因很多，但是整體的BIM應(yīng)用市場不成熟是重要原因之一。

1　傳統(tǒng)的項目建設(shè)模式，在設(shè)計、施工過程中往往存在不少信息交流障礙，這是造成項目低效的主要問題

圖1

在建設(shè)項目中，設(shè)計、施工由不同的單位負(fù)責(zé)，工程規(guī)模越大，施工技術(shù)越復(fù)雜，存在的問題就會越多，需要不斷進行溝通。當(dāng)建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位各部門之間的信息量增大，交流與傳遞頻繁，就很容易出現(xiàn)信息斷層，在施工過程中就會出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致人工、材料浪費，進度拖延甚至工程質(zhì)量發(fā)生問題。

在工程項目中，設(shè)計單位常常會使用一些三維可視化設(shè)計軟件（例如3Dmax、Sketchup等）向業(yè)主展示項目方案。但在施工過程中，把三維效果轉(zhuǎn)換為CAD的時候卻存在比較大的困難，只要在施工圖制作過程中，不斷對方案作出優(yōu)化、修改，以便能順利施工。在這個過程中往往會使前期的效果圖方案成了紙上談兵，最后施工圖出來又是另外一回事。BIM模型相對于其他三維模型，區(qū)別在于它包含了許多信息，包括外觀、用料、構(gòu)造等，以備項目全過程中項目各相關(guān)利益方隨時共享。在前期方案設(shè)計的時候可以更充分地整體考慮，以便方案能順利落地。以往大量的設(shè)計工作還是要基于傳統(tǒng)CAD平臺，使用平、立、剖等三視圖的方式表達(dá)和展現(xiàn)自己的設(shè)計成果。這種由于工具原因造成的信息割裂，在遇到項目復(fù)雜、工期緊的情況下，非常容易出錯。

2　管線綜合是建筑項目實施過程中很重要的一個環(huán)節(jié)（見圖2）

圖2

隨著時代發(fā)展，現(xiàn)代的建筑規(guī)模越來越大，功能越來越復(fù)雜。一個建筑項目，除了建筑、結(jié)構(gòu)、裝修，還有相當(dāng)大一部分的機電專業(yè)。在以往的設(shè)計過程中，設(shè)計單位通常是由建筑或裝修專業(yè)牽頭，將所有專業(yè)圖紙進行綜合，由于二維圖紙的信息不太直觀，導(dǎo)致管線綜合成為施工過程中最讓人不放心的技術(shù)環(huán)節(jié)。往往體現(xiàn)為各機電專業(yè)施工主體完成，在進行裝修吊頂是才發(fā)現(xiàn)高度不夠，與原來方案的高度相差一大截，只能修改裝修方案，最終出來的效果也大打折扣。使用BIM技術(shù)，各專業(yè)的設(shè)計師通過建立BIM模型，在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)高度上的沖突、設(shè)備與結(jié)構(gòu)之間的碰撞，大大提高了設(shè)計效率。也可以減少施工過程中產(chǎn)生的變更，提高施工效率，縮短工期。本人2010年曾在廣州西塔（國際金融中心）四季酒店負(fù)責(zé)設(shè)計咨詢工作，主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、處理施工中出現(xiàn)的各種問題。西塔的外形是一個漸變的筒狀造型，除了核心筒外，每一層的面積都不同，導(dǎo)致了四季酒店每層客房的面積都略有不同。當(dāng)時概念方案是由新加坡HBA公司設(shè)計的，只是設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)客房，因此在深化設(shè)計以及施工中就遇到了很多問題，例如家具擺設(shè)、管線碰撞、層高限制等問題。當(dāng)時每周的例會討論這些問題就花費了大量時間，導(dǎo)致了延誤工期、浪費材料、重復(fù)工作、工程成本增加等后果。當(dāng)時BIM軟件在廣州還沒有廣泛應(yīng)用，所以施工的依據(jù)就是一堆二維的圖紙。如果設(shè)計過程中使用BIM軟件，將會提前預(yù)見這些碰撞問題，從而避免很多不必要的浪費和損失。

BIM的出現(xiàn)使得設(shè)計師不僅擁有了三維可視化的設(shè)計工具，所見即所得，更重要的是通過工具的提升，使設(shè)計師能使用三維的思考方式來完成建筑設(shè)計。在設(shè)計項目中，包括方案、擴初、施工圖幾個階段，其中施工圖占了大概一半的設(shè)計時間。在運用BIM開始著手設(shè)計時，其實已是施工圖同步進行，每一次模型的變動，都會直接影響施工圖。這樣可以把更多的時間用在方案設(shè)計階段，節(jié)省施工圖時間。其次在方案深化階段，設(shè)計師可能會根據(jù)業(yè)主要求，或者由于造價原因要調(diào)整方案，由于BIM模型含有信息，對局部的細(xì)節(jié)推敲起到重要作用，從而減少了施工圖后期的工作量。通過碰撞檢查和模型校驗，有效減少專業(yè)之間的錯、漏、碰現(xiàn)象。

3　在BIM技術(shù)中，協(xié)同設(shè)計是一種新興的設(shè)計模式（見圖3）

在以往的設(shè)計項目中，往往是建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)先行，再由各機電專業(yè)根據(jù)平面進行管線布置，最后再匯總，期間經(jīng)歷數(shù)次的相互提資、校對、復(fù)核，一旦有建筑方案發(fā)生改動，那其他專業(yè)的修改工作量就會相當(dāng)?shù)木薮罅?。CAD文件僅僅是對圖形的描述，而且各專業(yè)的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性，這種傳統(tǒng)的工作模式必須得到改變，協(xié)同設(shè)計正是在這種環(huán)境下產(chǎn)生的。它可以使處于不同辦公地點的不同專業(yè)的設(shè)計人員通過網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同，同時在一個建筑模型上進行設(shè)計。

圖3

在2012年本人參與了廣州塔、新會一中規(guī)劃及建筑設(shè)計、廣州設(shè)計大廈BIM模型制作。在模型制作過程中，各個不同專業(yè)的設(shè)計人員通過協(xié)同，在同一個中心模型上操作，在建模過程中可以及時發(fā)現(xiàn)建筑造型、結(jié)構(gòu)梁柱、空調(diào)風(fēng)格、電氣管線、給排水管道等的碰撞問題，并及時得以解決。協(xié)同不是簡單的文件參照，它以建筑模型為基礎(chǔ)，根據(jù)各個專業(yè)的權(quán)限對模型進行修改，如與其他專業(yè)有沖突，模型將不能被修改。通過協(xié)同設(shè)計，減少和縮短各專業(yè)間配合和重復(fù)溝通的環(huán)節(jié)，對于整個建筑周期，具備廣泛的意義，對于整個項目的綜合效益也有很大的提升。

4　工程量統(tǒng)計在工程項目中是一項重要而且復(fù)雜的工作

CAD只是一種圖形的載體，所有圖形都是由線條構(gòu)成，無法存儲構(gòu)件的做法、信息，在工程量計算時就需要依靠人工根據(jù)圖紙或者CAD文件進行測量和統(tǒng)計。后來有了專門的造價計算軟件，也需要將CAD導(dǎo)入重新建模來計算，在設(shè)計的過程中，這也算是一種重復(fù)勞動了。本人在日常設(shè)計工作外，還有多年工程預(yù)概算的工作經(jīng)驗，以往算量基本是人手計算，這種方法除了工作量大之外，還比較容易出錯，需要進行反復(fù)的檢查。BIM則是將信息賦予每一個構(gòu)件，每個模型相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)庫。在統(tǒng)計復(fù)雜的機電設(shè)備管線時，列材料清單是一項繁瑣而且極易出錯的工作。BIM模型的建設(shè)是模擬真實施工場景進行的，由此獲得的工程量數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，減少了很多人為的誤差。這為前期的成本估算，不同方案的比較，工程量概預(yù)算以及工程量決算等工作節(jié)約了大量的時間。但目前國內(nèi)使用的BIM軟件在這方面還不太完善，需要依靠一些另外的插件來補充這方面的功能，希望以后的BIM軟件可以將算量、計價、甚至套定額這些功能集成起來，更加易于操作，減少工作量、節(jié)省時間、減少誤差。

5　進入施工階段，BIM施工進度模擬還起到減少溝通障礙，提高溝通效率的作用

圖4

具體來說可以實現(xiàn)設(shè)計各專業(yè)顧問公司、建設(shè)方、監(jiān)理方、業(yè)主方6～8方高效率的設(shè)計交底及施工協(xié)調(diào)會。BIM能實現(xiàn)一種全新的溝通方式是現(xiàn)階段實踐中所體會的最大的好處，“差漏碰缺”在其次。4D，5D模擬和BIM與物業(yè)結(jié)合是遠(yuǎn)景發(fā)展目標(biāo)，需要在軟件技術(shù)和工作流程上做進一步的完善。

建筑施工是一個高度動態(tài)的過程，隨著建筑工程規(guī)模不斷擴大，復(fù)雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為復(fù)雜。提前模擬施工方案，可以提前驗證施工方案實施的可行性。通過BIM三維模型，展示各項施工流程，將施工過程中會遇到的一些情況，提前進行處理，減少返工及延誤工期的情況出現(xiàn)，修改施工方案未詳盡之處。并且有效優(yōu)化施工方案，做到施工方案可視化及增加方案的可實施性，提前發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。BIM模型的多種可視化表達(dá)使得參與項目的各個單位能有效、快速地溝通，對施工的組織和實施也有顯著的輔助作用。

進入施工階段后，有價值的BIM模型還可以用于施工深化、進度控制、成本控制、質(zhì)量控制、安全控制等，從總體上改善工程的可控性和效益。

6　竣工模型的交付

項目竣工后，物業(yè)管理部門根據(jù)BIM模型，將能準(zhǔn)確地了解真實的設(shè)備狀態(tài)、材料安裝使用等情況，以便于對各種使用過程中產(chǎn)生的問題能及時解決，為后續(xù)的管理工作帶來便利。BIM模型還有利于日常的維護和數(shù)據(jù)記錄，可以對重要設(shè)備制定維護保養(yǎng)計劃。

7　結(jié)論

BIM是一個全生命周期的技術(shù)，但是現(xiàn)在國內(nèi)還是在前期設(shè)計、施工、管線綜合等方面應(yīng)用的比較多一些，后期運維目前還是處于比較尷尬的局面。整體市場不成熟，沒有相應(yīng)的指導(dǎo)性規(guī)范，沒有成體系的匹配型實施人才，沒有明確的責(zé)權(quán)利細(xì)分規(guī)則，沒有市場角色定位，更沒有相關(guān)的市場運營機制，這就在所難免的導(dǎo)致了該市場的混亂，短期來看這讓不少真正有心從事BIM領(lǐng)域的企業(yè)遭受重創(chuàng)，長期來看這又是整個BIM的發(fā)展不得不經(jīng)歷的階段。我們要往這個方向去發(fā)展，使BIM能夠貫穿于整個項目，最大限度符合全生命周期管理理念，提升我國建設(shè)行業(yè)生產(chǎn)力水平。

［1］姜劍峰.BIM技術(shù)在建筑方案設(shè)計中的應(yīng)用研究.青島理工大學(xué)，2012.

［2］黃亞斌.淺談現(xiàn)階段BIM應(yīng)用及實踐.2012.

［3］淺談BIM在運維階段的尷尬.山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)造價信息網(wǎng)，2014.

曾獲獎項：2013年設(shè)計大廈項目獲年度廣東省優(yōu)秀工程勘察設(shè)計獎“BIM專項設(shè)計三等獎”。2013年新會一中規(guī)劃及建筑設(shè)計項目獲得中國建筑業(yè)協(xié)會首屆 “工程建設(shè)BIM應(yīng)用大賽三等獎”。2013年廣州塔BIM模型應(yīng)用項目獲得中國建筑業(yè)協(xié)會首屆“工程建設(shè)BIM應(yīng)用大賽三等獎”。

黃志斌（1974.10），男，本科，建筑設(shè)計工程師，主要從事建筑設(shè)計相關(guān)工作。一直從事建筑、裝修等設(shè)計工作，主要作品有：廣州市礦泉游泳場改造工程，廣州市沙面游泳場改造工程，新會一中校園改造項目、嶺南師范學(xué)院十二期學(xué)生公寓、亞運城運動員村國際區(qū)，廣州太古匯商業(yè)、酒店、辦公樓和文化中心工程部分裝修工程，湖南省人民大會堂裝修工程，廣州西塔四季酒店室內(nèi)裝修駐場設(shè)計咨詢等。

TU201.5

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2095-2066（2016）13-0135-02

2016-4-10