陳志宏（成都基準方中建筑設計股份有限公司,四川 成都 610000）

從2016 年～2019 年期間，政府先后發(fā)布了多部關于BIM的標準。住房和城鄉(xiāng)建設部在《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》提出：“十三五”時期，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強BIM信息技術應用能力，加強信息技術在工程質量安全管理中的應用，規(guī)范了BIM發(fā)展的行業(yè)標準。

在政府的倡導和市場推動下，BIM發(fā)展經歷了多個階段，也取得了一些成就，然而至今BIM未能大規(guī)模使用，其中與其發(fā)展特點息息相關。

1 BIM在設計應用方面的發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 BIM在設計應用方面的發(fā)展歷程

BIM在發(fā)展過程中可大致分為三個階段：第一階段是BIM 應用于設計復核階段；第二階段是BIM 正向設計初步探索階段；第三階段是多方向BIM 設計應用階段。

第一階段是BIM 應用于翻模階段，這一階段主要為BIM 在設計項目中應用的起步階段，主要用于施工圖完成后，對施工圖紙進行翻模，尤其針對電氣、給排水和暖通專業(yè)的管線，進行二次深化設計，以解決施工階段的設備管線打架交叉等問題，如圖1所示。在BIM軟件應用時代，BIM整體參數(shù)模型由各專業(yè)的BIM模型整合而來，作為統(tǒng)籌信息的平臺消除了空間碰撞等情況，且其對于設計變更具有全局更新的特性，方便了建設項目的整體協(xié)調運作[1]。

圖1 翻模復核管線碰撞等問題

第二階段是BIM應用在設計上的正向設計，因為BIM能實線三維模型可視化的特點，因此應用在設計階段就可以實現(xiàn)復核校審的工作。該階段的應用可分為兩種，第一種是在常規(guī)施工圖設計過程中，BIM翻模工作提前介入建模，復核中發(fā)現(xiàn)錯、漏、碰、缺等問題時可以直接反饋至設計端，起到校審的作用，如圖2所示；第二種是利用BIM軟件的出圖功能，直接利用BIM軟件進行施工圖設計和出圖，如圖3所示。由于多數(shù)BIM軟件為國外軟件，因此，應用中較為難直接適應于國內設計制圖習慣、出圖標準等，不能直接應用，因此，利用BIM出圖的形式五花八門，不同設計單位、建設單位的標準均不統(tǒng)一。

圖2 BIM翻模復核凈高反饋至設計

圖3 BIM正向設計通過模型出二維圖紙

第三階段是針對BIM發(fā)展的成果及上一階段的問題進行BIM正向設計的轉型。集合原BIM特點進行模塊封裝設計、正向設計、利用BIM進行算量等工作。這一階段BIM 的應用有了一定程度的收緊，但是應用面較為寬闊，且以小范圍試點探索和研發(fā)為主，可能為后續(xù)的大規(guī)模應用做一定的積淀。BIM 技術除了集成了詳盡數(shù)字化信息的工程數(shù)據(jù)模型外，還是一種可以應用于設計、建造、管理的數(shù)字化方法[2]。因此，BIM可能向集成化和多元化發(fā)展。

1.2 BIM在設計應用方面的現(xiàn)狀

BIM 在發(fā)展過程中，由于BIM 存在自身的短板，例如BIM較常規(guī)設計投入較大，項目周期較長，且短期內很難看出BIM應用的優(yōu)勢，因此，建設單位對BIM設計的支持力度不夠，不愿意增加BIM 的成本投入，BIM 的價值難以得到最大的體現(xiàn)。但是BIM在設計中依然具有巨大價值，主要體現(xiàn)在提升設計質量、數(shù)據(jù)集成、全生命周期、圍繞高效、成本控制、全過程設計管理中。同時，也因為缺乏BIM人才，導致軟件設定慢及設計管理復雜以及缺乏行業(yè)標準等問題，阻礙了正向設計的快速發(fā)展。那么，BIM 在設計中的應用探索，可從如下方面進行：正向設計體系建立、模塊化設計的應用以及其他（例如成本算量）等方面。

正向設計體系中正向設計是一種設計方法、模式，具體指的是設計過程中應用BIM軟件完全取代二維設計工具的設計模式，主要利用BIM軟件可出圖的特點，將三維模型與二維圖紙相結合。正向設計出圖范圍也非全部，例如建筑專業(yè)出圖范圍如表1 所示，其他專業(yè)在原有的出圖技術路線基礎上，根據(jù)項目情況也會做出相應調整。

表1 建筑專業(yè)正向設計出圖范圍

模塊化設計具體指的是將企業(yè)標準化成果、標準戶型、基礎模塊等固化成為原型模型，通過BIM平臺推廣應用到具體項目，該種模式主要運用了BIM 模型可重復利用性。模塊化、預制、預裝配、數(shù)字模具生產、4D虛擬建造和全生命周期的管理都是數(shù)字化模塊建造理論中的核心概念[3]。模塊封裝可以加快正向設計進程，但不是必要前提。

除了以上兩個方面BIM 在設計中的應用探索，實際上，BIM 的應用范圍非常廣泛，可以涵蓋整個建筑工程生命周期[4]，例如進行了一些成本算量方面的一些工作。其研究的思路大致為，模型交付之前，通過與成本算量進行對比，通過修改模型，進行適量的修改，將成本算量控制在一定的范圍之內，然后反向確定模型標準以及算量的標準。這種思路與純粹的依靠模型來直接導出成本清單不同，后者是希望通過模型的足夠精細，模型信息足夠精準，達到通過模型的構件統(tǒng)計成本的目的。這樣的工作對于設計來說是繁瑣的，不具有設計特點。而前者控制成本是不明顯增加工作量的基礎上，控制一定的成本誤差比例，達到成本控制的目的。在實際項目中主要針對鋼筋混凝土、建筑構件、外墻涂料和安裝等進行算量工作。

2 BIM正向設計轉型探索應用

2.1 BIM正向設計

2.1.1 案例分析

以某商業(yè)綜合體項目為例，項目地上局部四層，地下局部兩層，總面積12 萬m2,見圖4。該項目為正向設計試點項目，在設計過程中遇到了很多的干擾，第一個是方案調整的擾動，例如屋面的仿古建筑，見圖5。內裝的中庭洞口等等遲遲不能定案，方案的反復對于正向設計的工作量內容增加很多；第二是項目需要進行構件掛接，需要將模型族掛接在項目平臺上，如圖6；第三是模型精細度和二維圖紙表達的沖突，就是對于模型精度的要求是高于二維表達的，例如樓梯的抹灰、扶梯的上下關系等，見圖7。

圖4 項目效果圖

圖5 屋頂仿古建筑造型

圖6 BIM模型構件量大影響掛接

圖7 模型精度與圖紙表達深度不一致

針對這些問題，我們進行了如下解決措施：一是對于計劃的管理，一定要嚴格按照計劃進行，若有延遲則需要進行風險報備及應對措施；二是提前梳理新增的構件，提供新增構件的清單，以便后面能夠順利地入庫；三是圖紙精細度，務必充分認識模型精度和二維表達的差異，提前考慮；最后，針對管綜的鏈接方式，避免過多的拆分出現(xiàn)多余的族類型。

2.1.2 經驗及啟發(fā)

通過這個試點項目，可以總結出如下經驗和啟發(fā)：一是要做好圖模一致，正向設計若做不到，那么項目就是失敗的，不能促進BIM正向設計的發(fā)展；二是計劃的管理，務必做好預判和時間的緩沖，提前做好風險報備和應對措施，尤其控制好修改內容，修改對于正向設計的工作量增加十分巨大；三是構件入庫，控制好兩次入庫的時間，會節(jié)省后面大量的掛接時間。

2.2 BIM的模塊化設計

2.2.1 案例分析

針對模塊化BIM 設計我們以某住宅項目為例，模塊化封裝設計也是專門針對住宅的。簡單來說，模塊化BIM設計是根據(jù)一個實際項目的施工圖進行BIM模型的建立，做一個母版標準，圖紙/模型和信息都在里面，后面的實際項目中就直接套用這個模板的模型，見圖8。在這個住宅項目中，通過封裝模型，也拆分出了模塊，例如門廳、主臥、廚房、衛(wèi)生間和核心筒模塊的應用，通過對封裝模型尺寸、布局和點位的分析，來處理模型，針對尺寸、點位等參數(shù)的變化進行調整，然后應用到現(xiàn)在的項目中，見圖9。可以看出，模塊化BIM 設計的重點，就是模塊的參數(shù)調整，在這個項目中，僅對衛(wèi)生間和廚房在尺寸和點位有一點點微調，核心筒等是直接利用，得到了最終的BIM模型。

圖8 住宅項目模塊化BIM設計過程

圖9 住宅項目模塊化BIM設計過程

2.2.2 經驗及啟發(fā)

模塊化BIM 設計在項目實踐中，應充分運用BIM標準化的特點和優(yōu)勢，并將其特點與住宅的標準戶型相結合，確不失為BIM 的一個有效發(fā)展方向。同理可知，模塊化BIM 設計可以應用在酒店設計、宿舍、醫(yī)院住院部等項目設計中。模塊化BIM設計在后續(xù)的發(fā)展方向是制定建模標準，合理的模塊文件拆分、模塊集的應用以及在模塊拆分前對于二維圖紙的反復校審和完善。

3 結語

BIM在設計中的應用經過多年的發(fā)展，才達到現(xiàn)在的高度，雖然過程坎坷，且現(xiàn)在仍然不具備大規(guī)模使用和推廣的條件。但是，BIM的優(yōu)勢以及能夠在設計中起到的巨大作用的理念毋庸置疑，因此BIM 在后續(xù)的發(fā)展前景十分可觀。

BIM在設計方面的應用，直接應用在設計仍然以設計出圖為主，再以后的發(fā)展可從以下方面考慮：一是企業(yè)定制，出圖標準固化、企業(yè)標準封裝、效率工具延展方面均可以針對不同企業(yè)的定制；第二，輕量化平臺應用指導施工，利用BIM 模型的可視性進行三維立體施工規(guī)劃，可以通過合作資源建立（例如瑞斯圖平臺），提高施工模型使用的機會；第三、深化設計的應用，例如鋁模深化設計的應用，BIM 指導鋁模深化設計，減少鋁模深化圖紙錯誤和返工；第四是VR 體驗，第一視角置身于項目中，提前感知項目實際建成效果。