劉建彬 王瓊瑛

（新疆建筑科學(xué)研究院（有限公司） 烏魯木齊 830054）

1 BIM的概念

BIM的英文全稱(chēng)是Building Information Modeling，即建造信息模型，它是一項(xiàng)應(yīng)用于設(shè)施全生命周期的3D數(shù)字化技術(shù)，根據(jù)美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)（NBIMS）對(duì)BIM的定義，定義由三部分組成：

（1）BIM是一個(gè)設(shè)施（建設(shè)項(xiàng)目）物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；

（2）BIM是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程；

（3）在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過(guò)在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。[1]

2 BIM的特點(diǎn)

2.1 可視化

對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)、施工來(lái)說(shuō)，CAD制圖以二維為主，無(wú)法直觀(guān)的指導(dǎo)施工，非常依賴(lài)施工人員的經(jīng)驗(yàn)水平，降低了工程的施工效率。而通過(guò)BIM三維設(shè)計(jì)的方法，通過(guò)實(shí)體模型，降低了非專(zhuān)業(yè)人員對(duì)項(xiàng)目的理解難度；BIM技術(shù)改變了往常的技術(shù)溝通方式，將項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)相關(guān)信息都集合于同一個(gè)平臺(tái)上，使項(xiàng)目相關(guān)人員都能夠進(jìn)行良好的溝通和協(xié)作，提高了工作效率。

2.2 協(xié)調(diào)性

現(xiàn)行的基于CAD的二維設(shè)計(jì)方式，雖然各專(zhuān)業(yè)之間也有協(xié)同，但僅僅停留在互提資料層面，溝通不具備實(shí)時(shí)性、全面性。而B(niǎo)IM模型是對(duì)全專(zhuān)業(yè)模型進(jìn)行整合，進(jìn)行檢查碰撞，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行及時(shí)修正與協(xié)調(diào)，使各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師及施工人員在同一工作平臺(tái)下進(jìn)行工作，提高協(xié)作效率，從而降低額外支出。

2.3 模擬性

BIM技術(shù)通過(guò)將三維模型導(dǎo)入naviswork軟件中，將整個(gè)施工進(jìn)度計(jì)劃與模型結(jié)合，可以更加直觀(guān)、精確地反映整個(gè)建筑的施工過(guò)程。通過(guò)施工模擬，優(yōu)化施工資源及場(chǎng)地布置以達(dá)到降低施工成本、提高施工質(zhì)量、提升工程施工速率的目的。

當(dāng)使用新工藝的關(guān)鍵部位或進(jìn)入重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)時(shí)，可采用模擬分析技術(shù)來(lái)指導(dǎo)施工，還可以采用5D模擬技術(shù)，以信息模型的組件為基礎(chǔ)獲取精確的成本估算數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)成本控制。

2.4 優(yōu)化性

對(duì)于工程建設(shè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)、施工、管理過(guò)程是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，傳統(tǒng)方式在優(yōu)化過(guò)程中會(huì)消耗更多的人工、時(shí)間、財(cái)務(wù)成本。BIM在模型建立過(guò)程中包含了建筑的各類(lèi)構(gòu)件信息，并且可以隨時(shí)修改，讓優(yōu)化的過(guò)程更為簡(jiǎn)便；BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的可能。目前基于BIM的優(yōu)化可以做下面的工作：

（1）項(xiàng)目方案優(yōu)化：把項(xiàng)目設(shè)計(jì)和投資回報(bào)分析結(jié)合起來(lái)，這樣業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的選擇就不會(huì)主要停留在對(duì)形狀的評(píng)價(jià)上，而更多的可以使得業(yè)主知道哪種項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案更有利于自身的需求。

（2）特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化：例如裙樓、幕墻、屋頂、大空間到處可以看到異型設(shè)計(jì)，占投資和工作量的比例很大，施工難度比較大和施工問(wèn)題比較多，對(duì)這些內(nèi)容的設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，可以帶來(lái)顯著的工期和造價(jià)改進(jìn)。[2]

2.5 出圖性

在CAD時(shí)代，CAD圖紙往往會(huì)根據(jù)不斷調(diào)整的設(shè)計(jì)方案和施工中不符合現(xiàn)狀的情況不斷調(diào)整圖紙，造成人工成本增加，設(shè)計(jì)質(zhì)量下降，工期的延誤。而B(niǎo)IM出圖是通過(guò)對(duì)建筑全專(zhuān)業(yè)進(jìn)行碰撞、協(xié)調(diào)、優(yōu)化過(guò)的，會(huì)減少大量的變更和修改。

傳統(tǒng)的工程量計(jì)算，消耗大量的人工，還不能避免手工計(jì)算帶來(lái)的差錯(cuò)。而B(niǎo)IM可以真實(shí)地便捷地幫助造價(jià)管理者獲取工程信息，可以快速對(duì)各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，避免人工失誤，高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)工程量信息與設(shè)計(jì)方案的一致。[3]

3 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及存在問(wèn)題

3.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1.1 BIM在方案設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在方案設(shè)計(jì)階段，用CAD繪圖，很難從三維角度對(duì)設(shè)計(jì)方案全面立體的進(jìn)行考慮，利用BIM技術(shù)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，不僅可以將方案的整體相貌呈現(xiàn)出來(lái)，還能夠通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，把設(shè)計(jì)方案中構(gòu)件的真實(shí)數(shù)據(jù)納入BIM模型中，BIM模型憑借能耗分析和建造成本分析的功能，提高其初期方案決策方面的科學(xué)性和便捷性。

3.1.2 BIM在擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

傳統(tǒng)繪圖模式，很難考慮到各專(zhuān)業(yè)間的協(xié)同問(wèn)題，容易造成疏漏或者錯(cuò)誤，造成了額外工作和費(fèi)用。而建立BIM模型，通過(guò)BIM技術(shù)的碰撞檢查功能可以將設(shè)計(jì)中各自專(zhuān)業(yè)及各專(zhuān)業(yè)間的碰撞全部反饋給設(shè)計(jì)人員，同時(shí)自動(dòng)生成碰撞檢查結(jié)果報(bào)表，讓各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師及時(shí)有效的溝通與協(xié)調(diào)，提前減少不必要的碰撞問(wèn)題，減少設(shè)計(jì)變更，提高了實(shí)際的工作效率，降低額外成本。

3.1.3 BIM在施工圖設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

現(xiàn)在的設(shè)計(jì)師大量的時(shí)間都耗在畫(huà)施工圖階段，而對(duì)于BIM來(lái)說(shuō)，先建立好初步模型，就可以細(xì)化和完善建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專(zhuān)業(yè)模型設(shè)計(jì)，幕墻、景觀(guān)等也可同步設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)成型后，進(jìn)行碰撞檢查、管線(xiàn)綜合，優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。模型中的各種平面、立面、剖面圖紙和明細(xì)表即可通過(guò)BIM輕松且準(zhǔn)確的獲??；在BIM建模過(guò)程中是可以進(jìn)行參數(shù)化計(jì)算與編輯的，當(dāng)模型的一處發(fā)生變化或者修改時(shí)，其余相關(guān)圖紙及工程量也會(huì)依據(jù)聯(lián)動(dòng)關(guān)系重新生成。

3.2 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

雖然BIM技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，如對(duì)項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)、施工管理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)都具有極強(qiáng)的輔助作用。但是BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用與理想仍存差距，包括：數(shù)據(jù)傳遞對(duì)信息技術(shù)的需求、流程再造帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)重組、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不斷完善、地區(qū)發(fā)展不均衡等。這些挑戰(zhàn)使得BIM技術(shù)在應(yīng)用當(dāng)中遇到一定的阻力和困難。

對(duì)于設(shè)計(jì)方來(lái)說(shuō)，更希望BIM技術(shù)應(yīng)用于正向設(shè)計(jì)，但是，對(duì)于現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的大多設(shè)計(jì)方，采用的是翻模，這完全違背了BIM的初衷；對(duì)于BIM來(lái)說(shuō)，直接在三維環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用三維模型和其中的信息，自動(dòng)生成所需要的文件，這才是BIM技術(shù)真正的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于正向設(shè)計(jì)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題，使得正向設(shè)計(jì)難以應(yīng)用。

（1）重新學(xué)習(xí)軟件需要投入大量的時(shí)間，但是設(shè)計(jì)師的生產(chǎn)任務(wù)較重，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師的建模水平受限、模型質(zhì)量不高。

（2）三維出圖需要更大的精細(xì)度，也需要付出更多的時(shí)間來(lái)完成出圖工作。

（3）現(xiàn)在的BIM設(shè)計(jì)中更多的只能使用原生軟件，使得工作效率下降，讓人們更傾向于使用CAD繪圖。

（4）在BIM設(shè)計(jì)過(guò)程中，各專(zhuān)業(yè)之間的合作主要是通過(guò)工作集或者鏈接的方式進(jìn)行工作設(shè)計(jì)，與CAD繪圖的方式與過(guò)程不相同，使得大多數(shù)設(shè)計(jì)師并不能適應(yīng)BIM的協(xié)同規(guī)則而降低工作效率。

（5）對(duì)于BIM模型來(lái)說(shuō)，它是由各式各樣的族構(gòu)成，雖然軟件向我們提供了常規(guī)族庫(kù)，但并不能滿(mǎn)足我們?cè)陧?xiàng)目中所需，所以必須要耗費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)新建適合項(xiàng)目的族庫(kù)，因此造成工作效率的下降。

（6）施工圖審查仍是采用二維圖紙審核，讓設(shè)計(jì)方的使用積極性下降。

（7）對(duì)于BIM模型建立來(lái)說(shuō)，會(huì)存在一個(gè)“過(guò)度建?！钡膯?wèn)題，究竟怎樣的精細(xì)度和深度能夠滿(mǎn)足所需，這需要制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行約束。否則不僅增加設(shè)計(jì)師的工作量，也會(huì)降低軟件的運(yùn)行速度。

4 結(jié)束語(yǔ)

使用BIM，不僅僅只是熟練地使用BIM軟件，而要深入理解它的理念。作為現(xiàn)在使用BIM的我們，需要長(zhǎng)久的堅(jiān)持和面對(duì)挑戰(zhàn)的勇氣。

BIM它實(shí)現(xiàn)了從二維設(shè)計(jì)到三維設(shè)計(jì)的跨越，對(duì)于設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)的確是終將所至的一個(gè)趨勢(shì)，雖然它的發(fā)展迅速，在實(shí)踐方面也初見(jiàn)成效，但它在發(fā)展過(guò)程中一定要考慮與大環(huán)境的融合。融入國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的大環(huán)境，結(jié)合現(xiàn)有行業(yè)制圖做法，循序漸進(jìn)地推廣BIM應(yīng)用，相信最終的結(jié)果一定是我們所希望看到的。