淺析 BIM 在設(shè)計(jì)模式中的應(yīng)用

宋曉蕓，宋繼強(qiáng)（內(nèi)蒙古科大工程項(xiàng)目管理有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

0 引 言

隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）逐步登上了建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的舞臺(tái)。面對(duì)這一變革帶給建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，應(yīng)該理性地分析與思考，認(rèn)清 BIM 帶給現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)模式的機(jī)遇，并善加利用這一模式帶來的新鮮血液，思考并接納新思想及新技術(shù)的發(fā)展；同時(shí)，更要認(rèn)清推行BIM 變革所存在的阻力，在努力提升建筑修養(yǎng)及技術(shù)水平的同時(shí)，理性分析 BIM 存在的不足。

1 概 述

BIM 由 Chuck Eastman 教授在 20 世紀(jì) 70 年代首次提出，成為 Autodesk 公司在 2002 年推出的 Revit 系列軟件的理論基礎(chǔ)。BIM 已經(jīng)在業(yè)界得到了廣泛應(yīng)用與認(rèn)可。

BIM 不僅是設(shè)計(jì)模式與設(shè)計(jì)理念的載體，更是運(yùn)營模式與管理模式的綜合呈現(xiàn)。這一強(qiáng)大綜合體的功能展現(xiàn)，正是由于其擁有統(tǒng)一的信息交互平臺(tái)，能將各專業(yè)、各階段的建筑碎片化信息及時(shí)進(jìn)行有效的整合、分析、共享和管理，使所建項(xiàng)目在設(shè)計(jì)前期、勘察設(shè)計(jì)、招標(biāo)代理、造價(jià)咨詢、工程監(jiān)理、項(xiàng)目管理等各環(huán)節(jié)的信息相互協(xié)同、統(tǒng)一管理，避免信息孤島現(xiàn)象的產(chǎn)生，真正做到建筑全壽命周期一體化。

2 現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式

2.1 現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式的階段概述

受制圖設(shè)備、出圖速度及相關(guān)輔助軟件等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)因素的影響，擬將我國設(shè)計(jì)行業(yè)的設(shè)計(jì)模式粗略概括為兩個(gè)階段。

第一階段為計(jì)算機(jī)普及以前。在這一階段，我國建筑行業(yè)的主要設(shè)計(jì)模式為手工畫圖，雖具有繪圖時(shí)間長，出圖效率低等劣勢，但在這個(gè)時(shí)期不乏梁思成、吳良庸等當(dāng)代建筑界的泰斗。他們以精湛的畫作和扎實(shí)的建筑修養(yǎng)，為后人留下了寶貴的建筑財(cái)富。

第二階段為計(jì)算機(jī)普及后至今。在這一階段，我國建筑行業(yè)主要運(yùn)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖，出圖效率得到明顯提升。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的不斷提升，以及 CAD、SU、犀牛等軟件對(duì)于各階段建筑設(shè)計(jì)的軟件支持，以利用計(jì)算機(jī)模擬建模為主要設(shè)計(jì)形式的設(shè)計(jì)模式脫穎而出。

2.2 設(shè)計(jì)模式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

本文所重點(diǎn)論述的設(shè)計(jì)模式，指的是制圖設(shè)備為計(jì)算機(jī)、出圖效率較高且時(shí)間節(jié)點(diǎn)位于第二階段，并在方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段依靠制圖軟件出圖或輔助設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)模式。該階段的設(shè)計(jì)模式存在以下優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

2.2.1 優(yōu) 點(diǎn)

以計(jì)算機(jī)為媒介、制圖軟件輔助設(shè)計(jì)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式，有如下優(yōu)點(diǎn)。

（1）可以有效地提高出圖效率。首先，通過對(duì)軟件復(fù)制、粘貼、剪切等基礎(chǔ)命令的運(yùn)用，可以有效減少設(shè)計(jì)者對(duì)于圖紙修改的時(shí)間投入；其次，通過對(duì)各其他專業(yè)輔助插件的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了設(shè)計(jì)者的畫圖效率；最后，通過對(duì)設(shè)計(jì)成果的重復(fù)使用，有效減少了諸多單一工作重復(fù)勞動(dòng)的現(xiàn)象。

（2）提高了建筑圖紙的精確性。首先，與手工畫圖相比，運(yùn)用軟件繪制設(shè)計(jì)圖紙的精確性更高；其次，軟件對(duì)于建筑日照、建筑風(fēng)環(huán)境、室內(nèi)聲環(huán)境等數(shù)據(jù)的分析，更加準(zhǔn)確且系統(tǒng)；最后，對(duì)于不滿足設(shè)計(jì)要求的技術(shù)參數(shù)，可以通過相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，獲取更高效的解決方案。

（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙的保存方式。與傳統(tǒng)紙質(zhì)文檔、典籍的保存方式不同，以計(jì)算機(jī)為媒介的現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式，不僅可以將設(shè)計(jì)圖紙保存在主機(jī)上，也可以將其保存在光盤、U 盤等移動(dòng)設(shè)備上，甚至可以將重要的材料保存在網(wǎng)盤上，以方便使用者隨時(shí)隨地地查詢和下載。

2.2.2 缺 點(diǎn)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和設(shè)計(jì)者對(duì)于設(shè)計(jì)模式的不斷探索，現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式的局限性相繼顯露出來。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

（1）容易出現(xiàn)信息知曉不對(duì)等現(xiàn)象。對(duì)于施工圖的繪制，各專業(yè)雖然多以 CAD 等基礎(chǔ)軟件為主，但主要設(shè)計(jì)參數(shù)還是要依托以 CAD 為平臺(tái)的其他專業(yè)軟件計(jì)算，因此各專業(yè)設(shè)計(jì)信息便成了獨(dú)立的孤島，僅僅為相關(guān)設(shè)計(jì)人員所知曉；并且隨著項(xiàng)目越大、各專業(yè)信息滯留時(shí)間越長，各專業(yè)之間的銜接越容易出現(xiàn)信息知曉不對(duì)等的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致了無謂的返工，增加了不必要的工作量，影響了出圖效率。

（2）不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。在施工圖繪制階段，除了建筑專業(yè)之外，其他專業(yè)均在同一時(shí)間獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)；設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)匱乏，對(duì)于其他專業(yè)的設(shè)計(jì)原則不了解；受出圖時(shí)間緊等因素的影響，會(huì)出現(xiàn)標(biāo)高不統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)與管線碰撞等問題；由于各專業(yè)圖審僅對(duì)本專業(yè)的圖紙?zhí)岢鲂薷囊庖姷仍颍@些問題大多在施工階段才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，因此往往只能采取變更等方式進(jìn)行修改，甚至需要將已完成部分推倒重建。這樣的話，在給投資方帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，也給設(shè)計(jì)者及公司的聲譽(yù)帶來了負(fù)面影響。

（3）建筑造價(jià)計(jì)算難度較大。傳統(tǒng)的建筑造價(jià)決算，需要在各專業(yè)施工圖完成之后，交由建筑造價(jià)人員進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。因各專業(yè)信息的不對(duì)等而形成的信息孤島，以及這一現(xiàn)象造成的其他連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致建筑造價(jià)與總決算的偏差較大，因而對(duì)該建筑產(chǎn)生的收益及投資金額無法進(jìn)行相應(yīng)的和準(zhǔn)確的說明。

3 BIM 在設(shè)計(jì)模式中的優(yōu)勢

BIM 不僅繼承了現(xiàn)有設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)勢，而且具備多專業(yè)、多階段、多類型制圖軟件的優(yōu)勢，能有效彌補(bǔ)現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式存在的不足。

自 2014 年起，在住建部的大力推動(dòng)下，各地相繼出臺(tái)了推廣 BIM 及其應(yīng)用的文件。2015 年 6 月 16 日，住建部發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，并在其中明確提出 BIM 的具體推進(jìn)目標(biāo)，進(jìn)一步加快了 BIM 在勘察設(shè)計(jì)單位、施工單位和運(yùn)營維護(hù)單位中的推廣與應(yīng)用；并通過建立統(tǒng)一運(yùn)維平臺(tái)的方式，使設(shè)計(jì)模式與管理模式、運(yùn)營模式有效結(jié)合，加速信息流動(dòng)，避免信息孤島的形成。

BIM 具有的數(shù)字化、可視化、協(xié)同化、可控化和多元化等優(yōu)勢，受到施工單位、監(jiān)理單位和運(yùn)營維護(hù)單位的青睞。BIM 的諸多優(yōu)勢彌補(bǔ)了現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式存在的不足。

BIM 在設(shè)計(jì)模式中的優(yōu)勢，可概括為以下幾點(diǎn)。

（1）統(tǒng)一設(shè)計(jì)各階段工作平臺(tái)。BIM 以其強(qiáng)大的信息多元化、技術(shù)包容性的特點(diǎn)，使各專業(yè)在 BIM 軟件中的不同專業(yè)界面下對(duì)同一項(xiàng)目進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，有效規(guī)避了各專業(yè)之間軟件兼容性差、信息知曉不對(duì)等、銜接不暢等問題，進(jìn)而減少了不必要的返工、影響出圖效率等問題的出現(xiàn)。通過統(tǒng)一運(yùn)維平臺(tái)，投資方、施工方、運(yùn)營方可以進(jìn)行多方有效溝通，提升解決問題的效率。

（2）及時(shí)發(fā)現(xiàn)各專業(yè)協(xié)同問題。依托 BIM 統(tǒng)一平臺(tái)的數(shù)字化、可視化、協(xié)同化等技術(shù)優(yōu)勢，在各專業(yè)獨(dú)立作圖的過程中，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間可能產(chǎn)生的碰撞問題，并通過實(shí)時(shí)信息共享，尋求更加準(zhǔn)確和有效的解決方案。在有效減少人員投入的同時(shí)，增加出圖效率，縮短出圖周期。這對(duì)于建設(shè)規(guī)模大、建設(shè)周期長的項(xiàng)目尤為有利。

（3）有效監(jiān)控建造工期與造價(jià)。BIM 在其數(shù)字化、可視化、協(xié)同化和多元化的基礎(chǔ)上，可以有效模擬建筑的建造過程，并同時(shí)考慮當(dāng)?shù)貧夂颉⒌刭|(zhì)、地形等因素對(duì)于建設(shè)周期的影響；模擬建造過程中可能產(chǎn)生的其他費(fèi)用，并結(jié)合各專業(yè)提供具有數(shù)字化、可視化的建筑模型，整合材料用量，評(píng)估建筑的建造成本，按量合理計(jì)算建筑造價(jià)，避免由于圖紙標(biāo)注不清、造價(jià)人員對(duì)于所計(jì)算物體認(rèn)識(shí)不足等因素而造成的較大的誤差。

4 BIM 在設(shè)計(jì)模式中需要解決的問題

當(dāng)然，我們?cè)诳吹?BIM 所具有的在設(shè)計(jì)模式上的優(yōu)勢的同時(shí)，也要冷靜地分析其需要解決的問題。這其中不僅有 BIM 自身的問題，也包括 BIM 在現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式中舉步維艱的原因。具體可以概括為以下幾點(diǎn)。

（1）各版本之間無法轉(zhuǎn)換。Autodesk 公司出品的Revit 系列軟件，因其兼容性好、各專業(yè)可匹配插件多、功能完善、出圖效率高等優(yōu)勢，已成為現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的BIM 載體軟件。但是，該軟件很難在現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式下推行的最主要原因是：Revit 系列軟件在各版本之間不能任意查看與修改。

（2）各專業(yè)沒有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。與現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式下長期使用的輔助軟件不同的是，BIM 進(jìn)入中國市場的時(shí)間相對(duì)較短，對(duì)于本土設(shè)計(jì)需要使用的法律法規(guī)都不是很熟悉；再加上我國對(duì)于 BIM 的規(guī)范條文均處在各地區(qū)探索階段，并未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于各專業(yè)的專業(yè)設(shè)計(jì)條款更是少之又少。對(duì)于早已習(xí)慣現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式的設(shè)計(jì)人員而言，短時(shí)期內(nèi)難以適應(yīng)以 BIM 為平臺(tái)的新型設(shè)計(jì)模式。這也成為BIM 難以推廣的一個(gè)重要原因。

（3）缺少本土的運(yùn)營平臺(tái)。運(yùn)營平臺(tái)是 BIM 保持設(shè)計(jì)方、施工方、投資方和運(yùn)營方等多方進(jìn)行信息交換的必要平臺(tái)，應(yīng)依據(jù)國家現(xiàn)行法律、法規(guī)及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑各階段進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)。我國現(xiàn)在對(duì)于 BIM 的運(yùn)營缺少本土的技術(shù)支持，以及兼顧 BIM 知識(shí)和專業(yè)技術(shù)知識(shí)的設(shè)計(jì)人員較少，導(dǎo)致參與設(shè)計(jì)活動(dòng)的各方的信息交互不暢。這是導(dǎo)致BIM 不能大步推進(jìn)的關(guān)鍵性問題。

5 結(jié) 語

歷史的車輪永遠(yuǎn)滾滾向前，技術(shù)發(fā)展也日新月異，使我們?cè)诓唤?jīng)意間主動(dòng)或被動(dòng)地接受著這些改變。雖然 BIM在推廣過程中仍存在很多不足，但其終會(huì)登上歷史的舞臺(tái)。與其怨天尤人，不如鼓足勇氣抓住這一機(jī)遇，坦然接受變革帶來的挑戰(zhàn)，為積極推進(jìn)建筑全壽命周期信息一體化貢獻(xiàn)自己的智慧和力量。