B IM 技術(shù)在建筑施工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

宋艷玲

山西西山白家莊礦業(yè)有限責(zé)任公司（030053）

隨著城市化進(jìn)程的加快，越來越多的高層建筑拔地而起。由于高層建筑空間功能多元化,建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,所以傳統(tǒng)的建筑施工圖設(shè)計(jì)方式已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代高層建筑施工的技術(shù)要求。在高層建筑的施工過程中，設(shè)計(jì)與施工是非常重要的環(huán)節(jié)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量管理對提高高層建筑物的質(zhì)量具有非常重要作用。傳統(tǒng)施工圖設(shè)計(jì)存在信息不對稱、信息共享程度低等問題,易導(dǎo)致工程返工,降低工程質(zhì)量，還影響施工進(jìn)度。利用BIM 技術(shù)，可以優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)，避免施工階段由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致的返工，既提高了施工進(jìn)度，又達(dá)到降本增效的目標(biāo)?；诖?，綜合建筑施工特性，有針對性地使用BIM技術(shù)極為關(guān)鍵。

1 在建筑施工設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的特性

1.1 可視化

在建筑施工設(shè)計(jì)中，CAD 制圖主要采用二維形式，不能直觀地引導(dǎo)整體施工進(jìn)程，需要技術(shù)人員具備較強(qiáng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而更好地提升工作效率。然而，利用BIM 三維設(shè)計(jì)技術(shù)，借助實(shí)踐模型，可使專業(yè)技術(shù)員能夠更好地掌握建筑施工技術(shù)。BIM 技術(shù)把建筑施工設(shè)計(jì)與運(yùn)營有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一在對應(yīng)平臺(tái)上，極大地提高了施工人員相互間的交流與協(xié)同能力，進(jìn)一步提升了整體工作成效[1-3]。

1.2 協(xié)調(diào)性

使用CAD 二維設(shè)計(jì)方法，不同專業(yè)相互間的協(xié)作，只是簡單地互相提取材料，交流不具有實(shí)時(shí)性與全面性。BIM 模型融合全專業(yè)模型，實(shí)施篩查碰撞，探索問題，隨后實(shí)施改正與協(xié)作，可讓不同專業(yè)設(shè)計(jì)及其施工人員在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行建筑施工設(shè)計(jì)，全方位提升協(xié)同成效，縮減工程費(fèi)用投入。

1.3 模擬性

BIM 技術(shù)借助三維模型輸入到naviswork 軟件，把整體施工進(jìn)程規(guī)劃與模型融合，能夠直觀、精準(zhǔn)映射出整體建筑施工流程。利用施工模擬，改進(jìn)施工材料及場地設(shè)置，進(jìn)一步優(yōu)化施工費(fèi)用投入，提升整體施工品質(zhì)，同時(shí)也提升了整體施工效率。在施工的關(guān)鍵位置或者主要施工節(jié)點(diǎn)，利用模擬解析技術(shù)來指引施工操作，也可利用5D 模擬技術(shù)，通過信息模型組件獲得精準(zhǔn)的成本預(yù)算信息，科學(xué)把控費(fèi)用投入。

1.4 優(yōu)化性

建筑項(xiàng)目的施工設(shè)計(jì)與管理進(jìn)程為持續(xù)改進(jìn)的過程，傳統(tǒng)方法在改進(jìn)實(shí)踐中會(huì)大量損耗人力、時(shí)間、財(cái)務(wù)成本。BIM 在創(chuàng)建模型中，具體囊括了建筑不同構(gòu)件數(shù)據(jù)，能隨時(shí)隨地整改，簡化了改進(jìn)流程。

第一，施工方案改進(jìn)。將工程設(shè)計(jì)與投資回報(bào)解析融合起來，會(huì)使業(yè)主針對設(shè)計(jì)方案篩選不光只關(guān)注形狀評估，同時(shí)也會(huì)讓大量業(yè)主獲知哪個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案更加切合工程實(shí)踐要求。第二，特殊工程設(shè)計(jì)改進(jìn)。如裙樓、幕墻、屋頂、大空間等，其費(fèi)用投入與工作量十分龐大，施工困難度非常高，施工問題層出不窮，因此需要利用BIM 改進(jìn)設(shè)計(jì)施工方案，減少施工周期，優(yōu)化了造價(jià)成本。

1.5 出圖性

CAD 圖紙通常會(huì)依據(jù)持續(xù)微調(diào)的設(shè)計(jì)方案與施工進(jìn)程不合規(guī)的情況實(shí)時(shí)調(diào)整圖紙，導(dǎo)致人工費(fèi)用投入加大，設(shè)計(jì)品質(zhì)受影響，整體工期拖延。相反，BIM 制圖則利用建筑全專業(yè)實(shí)施碰撞、協(xié)作與改進(jìn)的流程，降低變更與微調(diào)的可行性。以往手工核算工程量，不但損耗人工成本，而且不可規(guī)避手工核算的偏差。相反，BIM 能夠迅速地獲取工程數(shù)據(jù)，且針對不同構(gòu)件實(shí)施統(tǒng)計(jì)解析，預(yù)防人工偏差，高品質(zhì)地完成工程量信息與設(shè)計(jì)方案的統(tǒng)一。

2 建筑施工設(shè)計(jì)應(yīng)用階段BIM 技術(shù)存在的問題闡述

第一，利用學(xué)習(xí)課件自學(xué)則要花費(fèi)大量精力，然而設(shè)計(jì)人員日常工作繁忙，造成設(shè)計(jì)人員建模水準(zhǔn)與模型品質(zhì)受到影響。第二，三維制圖需要更加精準(zhǔn)地精確度，也要花費(fèi)大量時(shí)間來實(shí)現(xiàn)制圖任務(wù)。第三，BIM 設(shè)計(jì)大部分采取原生軟件，致使整體工作成效不高，從而設(shè)計(jì)人員更喜歡采取CAD 制圖。第四，BIM 設(shè)計(jì)實(shí)踐中，跟CAD 制圖方法與進(jìn)程不一致，致使絕大部分設(shè)計(jì)人員無法適應(yīng)BIM 協(xié)作規(guī)則，從而整體工作效率低下。第五，BIM 模型由不同族構(gòu)成，雖然軟件給大家?guī)砹顺Ｒ?guī)族庫，但無法符合施工中的需求，勢必花費(fèi)時(shí)間創(chuàng)建適合項(xiàng)目的族庫，導(dǎo)致工作效率低下。第六，施工圖審核依舊利用二維圖紙，設(shè)計(jì)方不愿主動(dòng)應(yīng)用。第七，針對BIM模型創(chuàng)建來講，會(huì)出現(xiàn)過度建?，F(xiàn)象，要將精細(xì)化與深度化符合實(shí)踐需求，則要擬定標(biāo)準(zhǔn)化流程來制約，不但增添了設(shè)計(jì)人員整體工作任務(wù)，同時(shí)也會(huì)影響軟件運(yùn)轉(zhuǎn)速率[4-6]。

3 BIM 技術(shù)在建筑施工設(shè)計(jì)中的優(yōu)化措施

3.1 在設(shè)計(jì)方案時(shí)段BIM 的使用

利用CAD 制圖在設(shè)計(jì)方案時(shí)段，無法從三維視角對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全方位立體考量。相反，BIM技術(shù)不但能把整個(gè)方案輪廓展現(xiàn)出來，也可利用參數(shù)設(shè)計(jì)理念，將設(shè)計(jì)方案當(dāng)中的構(gòu)件真正信息融入BIM 模型當(dāng)中，借助消耗解析與建設(shè)費(fèi)用投入解析功能，提升早期設(shè)計(jì)決策方案的合理性與便捷性。

3.2 在擴(kuò)初設(shè)計(jì)時(shí)段BIM 的使用

傳統(tǒng)制圖方式，無法綜合考量不同專業(yè)的協(xié)作問題，極易出現(xiàn)偏差，致使人工與成本過度消耗。相反，創(chuàng)建BIM 模型，不但利用BIM 技術(shù)碰撞篩查功能把設(shè)計(jì)中不同專業(yè)相互間的碰撞整體回饋設(shè)計(jì)員，且自主形成碰撞檢測數(shù)據(jù)表格，可使不同專業(yè)設(shè)計(jì)人員實(shí)施高效的交流與協(xié)作，降低設(shè)計(jì)微調(diào)頻率，全面提升了工作實(shí)踐成效，縮減了額外費(fèi)用投入。

3.3 在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)段BIM 的使用

絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員將時(shí)間花費(fèi)在施工圖時(shí)段，BIM 技術(shù)可將整個(gè)項(xiàng)目視為一個(gè)整體，使各專業(yè)在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，信息共享，降低了不一致性，使施工人員對項(xiàng)目設(shè)計(jì)的理解大大增強(qiáng)。當(dāng)設(shè)計(jì)成型之后，實(shí)施碰撞檢測、管線整合、改進(jìn)設(shè)計(jì)，節(jié)省了時(shí)間和成本。將模型當(dāng)中不同平面、立面、剖面圖紙與明細(xì)表利用BIM 精準(zhǔn)獲取數(shù)據(jù)。在BIM 建筑模擬實(shí)踐中，完全可實(shí)施參數(shù)化核算與編輯，在模型某位置產(chǎn)生改變或修正時(shí)，其他關(guān)聯(lián)圖紙及其工程量也會(huì)隨之再次生成。

3.4 增強(qiáng)軟硬件投入力度

首先，注重軟件兼容性。第一，格式兼容性；第二，市場需求兼容性。然而，BIM 技術(shù)高效應(yīng)用勢必創(chuàng)建在這兩種兼容性之上，所以，軟件兼容性針對BIM 技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用至關(guān)重要。

其次，選擇效率較高的軟件。在建筑施工設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到特殊設(shè)計(jì)，選用整體設(shè)計(jì)能力較高的軟件無法符合設(shè)計(jì)需求。相反，選擇單一或針對局部效率較強(qiáng)的軟件，比如在建筑結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)過程中，只是依賴日常使用的設(shè)計(jì)軟件無法設(shè)計(jì)出完美的效果，但是采取造型能力較輕軟件則快速把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來，且效率非常高[7]。

3.5 創(chuàng)建相關(guān)法律法規(guī)

如何讓BIM 技術(shù)更好地在建筑設(shè)計(jì)中獲得普及使用，則要?jiǎng)?chuàng)建相關(guān)法律法規(guī)。努力改變DBB 施工中通用圖塊替換構(gòu)件設(shè)施導(dǎo)致尺寸大小不符的狀況，可借助BIM 在設(shè)計(jì)時(shí)段發(fā)揮作用，進(jìn)一步縮減費(fèi)用投入，確保設(shè)計(jì)不發(fā)生改變，讓BIM 獲得肯定，進(jìn)而全面推動(dòng)其普及使用。

4 結(jié)語

BIM 技術(shù)不僅完成了由二維設(shè)計(jì)至三維設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)針對設(shè)計(jì)領(lǐng)域來講其也是未來發(fā)展趨向。BIM 技術(shù)發(fā)展較為快速，實(shí)踐中也頗見成效，需要完美契合我國建筑領(lǐng)域的大環(huán)境，整合當(dāng)前領(lǐng)域繪圖方式方法，穩(wěn)扎穩(wěn)打地普及BIM 技術(shù)使用，才能讓大量施工單位認(rèn)可并獲得收益。