淺談BIM在設(shè)計(jì)施工一體化中的應(yīng)用

凌敏

（湖南宏輝建筑有限公司　湖南衡陽(yáng)　421200）

淺談BIM在設(shè)計(jì)施工一體化中的應(yīng)用

凌敏

（湖南宏輝建筑有限公司湖南衡陽(yáng)421200）

目前就我國(guó)而言，在建筑智能化、裝飾裝修、消防設(shè)施等局部工程方面已出現(xiàn)設(shè)計(jì)施工一體化，并逐漸向廣度和深度發(fā)展。設(shè)計(jì)、施工兩大領(lǐng)域聯(lián)系趨于緊密，尤其是受國(guó)外的影響，一些奇特設(shè)計(jì)理念的出現(xiàn)，對(duì)設(shè)計(jì)施工一體化提出了新的挑戰(zhàn)。BIM作為一種全新的建筑信息化工具，可為設(shè)計(jì)施工一體化提供可視化管理和技術(shù)支持。但隨著BIM在設(shè)計(jì)施工一體化中越來越廣泛的應(yīng)用，許多問題也逐漸顯露出來。在此情況下，本文對(duì)BIM在設(shè)計(jì)施工一體化中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。

BIM；設(shè)計(jì)施工一體化；應(yīng)用

引言

目前，設(shè)計(jì)與施工兩大領(lǐng)域的聯(lián)系已越來越緊密，特別是在受到國(guó)外的影響之后，以及一些特殊設(shè)計(jì)觀念的出現(xiàn)，向設(shè)計(jì)施工一體化提出了更高層次的要求。而作為一種全新的建筑信息化工具，BIM能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)施工一體化提供可視化管理以及一些技術(shù)支持，是現(xiàn)階段國(guó)際和行業(yè)建設(shè)領(lǐng)域中關(guān)注的重點(diǎn)。在這種情況下，必須加強(qiáng)對(duì)BIM在設(shè)計(jì)施工一體化中的應(yīng)用的研究。

1　設(shè)計(jì)施工一體化應(yīng)用

1.1設(shè)計(jì)施工一體化總承包模式分析

在原建設(shè)部門發(fā)布的《關(guān)于發(fā)展工程總承包和工程項(xiàng)目管理企業(yè)的指導(dǎo)意見》中，對(duì)于設(shè)計(jì)施工總承包的定義為：工程總承包商按照企業(yè)合同的規(guī)定，承擔(dān)工程設(shè)計(jì)與施工方面的責(zé)任，并全面負(fù)責(zé)承包工程的質(zhì)量、安全、工期以及造價(jià)。目前，我國(guó)普遍采用的設(shè)計(jì)施工一體化組織（合同）架構(gòu)如圖1所示。

圖1　設(shè)計(jì)施工一體化總承包模式組織（合同）架構(gòu)圖

1.2設(shè)計(jì)施工一體化優(yōu)勢(shì)

從項(xiàng)目施工角度考慮，設(shè)計(jì)施工一體化具有以下特征：①能夠精準(zhǔn)的把握總體設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工程方案的選擇時(shí)，如果運(yùn)用施工設(shè)計(jì)一體化，能夠?qū)こ淌┕み^程中存在的各種不確定因素的影響進(jìn)行充分的把握，例如工程工期、質(zhì)量以及安全等，并在此基礎(chǔ)上制定更加合理的、科學(xué)的方案，進(jìn)而方便工程項(xiàng)目的順利實(shí)施。②能夠及時(shí)解決關(guān)鍵技術(shù)方面的問題。設(shè)計(jì)過程中會(huì)存在諸多關(guān)鍵技術(shù)問題影響著工程施工，例如對(duì)于地下室的抗浮問題，大部分的設(shè)計(jì)對(duì)施工階段的抗浮沒有考慮進(jìn)去，致使施工過程中出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，工程質(zhì)量和工期均受到不同程度的影響，因此及時(shí)解決至關(guān)重要。③能夠?qū)こ淌┕ぶ懈鲗I(yè)工作進(jìn)行充分的協(xié)調(diào)。實(shí)行設(shè)計(jì)施工一體化，在對(duì)很多分項(xiàng)工程深化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⒔ㄖ⒔Y(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣等專業(yè)工作溝通到位，保證工程的順利進(jìn)行，提高建筑物的使用功能。④能夠促進(jìn)施工組織安排的順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)施工一體化能夠促使現(xiàn)場(chǎng)組織施工不會(huì)因材料、設(shè)備問題而拖延工程，可在前期做好準(zhǔn)備工作，加快工程進(jìn)度。

2　BIM在我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀

BIM即為建筑信息模型，其主要是在所設(shè)計(jì)的建筑物實(shí)體中建立三維幾何模型的方式，并在虛擬的平臺(tái)上，使得所有建設(shè)的參與單位均能在可視化的環(huán)境下，對(duì)工程進(jìn)行數(shù)字化的管理，從而實(shí)現(xiàn)提高管理水平以及工作效率的目的。BIM這項(xiàng)建筑行業(yè)信息技術(shù)的徹底變革引起我國(guó)的高度重視。從引進(jìn)BIM技術(shù)以來，政府和企業(yè)在加快應(yīng)用方面一直積極努力著，不斷推出基于BIM的相關(guān)軟件及舉辦各種BIM為主題研討會(huì)。作為全新的理念和技術(shù)，在我國(guó)建筑行業(yè)中也初見成效，尤其是在復(fù)雜項(xiàng)目中，效果較為明顯，例如“鳥巢”、世博文化中心以及上海中心大廈等。但通過相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的BIM運(yùn)用還處于宣傳了解和項(xiàng)目試點(diǎn)階段，且其主要的使用者主要是設(shè)計(jì)單位，在施工企業(yè)還未全面展開，處于試探性階段，總體投入力度較小，在對(duì)BIM的價(jià)值充分肯定的基礎(chǔ)上大多數(shù)持觀望態(tài)度。

3　BIM優(yōu)勢(shì)

BIM是指數(shù)字化以及可視化技術(shù)集成和管理方面與建設(shè)項(xiàng)目有關(guān)的信息，且這些信息中不僅有建筑、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備等方面的幾何視覺信息，還涉及成本和性能等方面的非幾何管理信息。而作為一種建筑信息化工具，BIM的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾方面：①全壽命周期管理。BIM模型中包含的技術(shù)以及非技術(shù)信息能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目的設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工、運(yùn)營(yíng)、物業(yè)管理等階段提供管理信息支持，全壽命周期內(nèi)BIM成本利益分析如圖2。②集成協(xié)作。BIM模型能夠?yàn)椴煌A段、不同系統(tǒng)、不同職能、不同單位的集成管理提供統(tǒng)一平臺(tái)。③利于投資控制。建設(shè)工程設(shè)計(jì)階段的費(fèi)用雖然僅占整個(gè)工程成本的1～3%，但其對(duì)整體工程造價(jià)的影響程度卻超過了70～80%。此外，BIM模型不僅是設(shè)計(jì)成果的展示，同時(shí)還為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的依據(jù)。④利于質(zhì)量控制。BIM模型具有的綜合管線碰撞分析等技術(shù)，能夠?yàn)樘崆胺治鲈O(shè)計(jì)的可建造性提供相關(guān)工具。⑤優(yōu)化資源配置。BIM模型的實(shí)現(xiàn)過程本身就體現(xiàn)了施工組織方案的實(shí)施過程，可實(shí)現(xiàn)施工過程和資源配置的模擬優(yōu)化。

4　工程實(shí)例

某中心高度為632m，刷新了中國(guó)超高建筑新高度。且其建筑面積達(dá)到57萬m2。其作為國(guó)內(nèi)最高的超高建筑，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工方式的一種挑戰(zhàn)。同時(shí)，其是基于BIM咨詢顧問方的方式進(jìn)行的BIM技術(shù)運(yùn)用，提出了從設(shè)計(jì)、投資采購(gòu)、建造、運(yùn)營(yíng)的全生命周期的BIM運(yùn)用要求。其中主要體現(xiàn)在復(fù)雜形體、管線綜合、碰撞檢測(cè)等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的應(yīng)用價(jià)值；在材料統(tǒng)計(jì)、招投標(biāo)管理等投資采購(gòu)環(huán)節(jié)應(yīng)用價(jià)值；在施工方案探討、4D施工模擬、施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控等施工各環(huán)節(jié)的運(yùn)用價(jià)值；最后在設(shè)備信息維護(hù)、空間使用變更上，進(jìn)行了運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)的運(yùn)用價(jià)值。

圖2　全壽命周期內(nèi)BIM成本利益分析

5　BIM在設(shè)計(jì)施工一體化中的應(yīng)用

對(duì)于BIM技術(shù)應(yīng)用的案例和應(yīng)用軟件都以設(shè)計(jì)階段為主導(dǎo)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和選擇，像建筑朝向、日照、溫度濕度、風(fēng)環(huán)境、聲學(xué)模擬等施工領(lǐng)域BIM還處于初級(jí)應(yīng)用，主要是利用設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)圖紙，先利用其它軟件建立項(xiàng)目的BIM技術(shù)模型，并復(fù)核檢查，進(jìn)行模擬分析優(yōu)化，成本預(yù)算部門進(jìn)行三維算量、成本預(yù)算。其它應(yīng)用比較多的是利用BIM的模擬、可視化進(jìn)行質(zhì)量安全控制、機(jī)電設(shè)備等的碰撞檢查，如浙江城建贛州中航項(xiàng)目、中天建設(shè)杭州奧體中心項(xiàng)目等，已出現(xiàn)的大量?jī)?yōu)秀的設(shè)計(jì)及施工案例，相比國(guó)外的技術(shù)水平，仍有較大的差距。BIM在設(shè)計(jì)、施工階段主要應(yīng)用如圖3。設(shè)計(jì)單位和施工企業(yè)的BIM應(yīng)用技術(shù)路線分析如圖4。

圖3　BIM在設(shè)計(jì)施工階段的主要應(yīng)用

圖4　設(shè)計(jì)單位、施工企業(yè)BIM應(yīng)用技術(shù)路線分析

目前，隨著BIM的在設(shè)計(jì)在施工領(lǐng)域中越來越廣泛的應(yīng)用，相關(guān)人員也逐漸認(rèn)識(shí)到BIM的三維數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，可視化模擬等能更好的鏈接設(shè)計(jì)、施工的信息。同時(shí)借助BIM，建筑項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)階段就需要施工方的介入，設(shè)計(jì)者與施工者在三維設(shè)計(jì)平臺(tái)上協(xié)同工作，共同商討施工圖是否符合施工工藝和施工流程的要求。目前建設(shè)工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)、施工過程中協(xié)調(diào)性差、整體性不強(qiáng)等問題，都可通過設(shè)計(jì)、施工一體化來解決，而建筑信息模型BIM技術(shù)可為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工一體化提供良好的技術(shù)平臺(tái)和解決思路。設(shè)計(jì)施工一體化模式下BIM應(yīng)用技術(shù)路線分析見圖5。

圖5　設(shè)計(jì)施工一體化模式下BIM應(yīng)用技術(shù)路線分析

6　結(jié)語(yǔ)

雖然BIM技術(shù)還未得到較為廣泛的運(yùn)用，但其未來的應(yīng)用與發(fā)展得到了我國(guó)相關(guān)部門的高度重視，在這種情況下，許多大型企業(yè)為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，都在積極嘗試BIM技術(shù)，一大批高難度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑拔地而起，帶來了前所未有的壯觀場(chǎng)面。大規(guī)模的城市化進(jìn)程、專業(yè)整合的設(shè)計(jì)院加上政府與建設(shè)部門大力支持，設(shè)計(jì)施工一體化進(jìn)程在不斷的加快，中國(guó)的建筑信息模型技術(shù)將會(huì)有廣闊的空間和發(fā)展前景。

[1]武永峰，袁明慧.BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)施工一體化建設(shè)中應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程，2014（32）：137～139.

[2]鄭明華.BIM應(yīng)用在中國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2014（9）：74～75.

[3]馬繼超.BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用[J].低碳世界，2013（4）：118～119.

TU318

A

1673-0038（2015）38-0104-02

2015-8-29

凌敏（1978-），男，工程師，本科，主要從事建筑施工、設(shè)計(jì)工作。