基于BIM技術(shù)的建筑工程施工圖設(shè)計(jì)分析

姜偉

（泰安市工程建設(shè)指導(dǎo)服務(wù)中心，山東 泰安 271000）

0 引言

建筑工程中的相關(guān)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)屬于一種精細(xì)化操作，存在多種設(shè)計(jì)內(nèi)容，涉及多種專業(yè)領(lǐng)域，為此需要注重合理規(guī)避各種技術(shù)性問題。通過合理應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)手段，能夠進(jìn)一步豐富建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)內(nèi)容，有效規(guī)避圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中各種問題，從最大程度上提升工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)效益，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)效率。借助BIM技術(shù)創(chuàng)建建筑信息模型對(duì)各種設(shè)計(jì)信息進(jìn)行系統(tǒng)分析，規(guī)范圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程。

1 BIM技術(shù)分析

BIM技術(shù)即建筑信息模型，屬于工程學(xué)和建筑學(xué)領(lǐng)域的全新工具。建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步將BIM定義為對(duì)建筑功能和物理特性進(jìn)行數(shù)字表示。BIM技術(shù)屬于某種重要的共享信息資源，為建筑物從最初概念到最終拆除整個(gè)生命周期提供了可靠的參考信息和科學(xué)依據(jù)。從BIM技術(shù)模型的設(shè)計(jì)精度層面分析，美國(guó)初步制定了發(fā)展等級(jí)LOD標(biāo)準(zhǔn)，也是對(duì)美國(guó)相關(guān)建筑師協(xié)會(huì)和LOD相關(guān)定義的解釋集合，對(duì)信息具體輸入需求進(jìn)行了準(zhǔn)確描述，提供各種建筑元素開發(fā)不同等級(jí)圖形示例。

BIM以及BIM系統(tǒng)對(duì)應(yīng)子集和相關(guān)技術(shù)特征除了長(zhǎng)、寬、高3種特征之外，同時(shí)還涵蓋各種深入維度，像是運(yùn)營(yíng)維護(hù)、成本以及時(shí)間等。而大部分建筑工程企業(yè)在應(yīng)用BIM技術(shù)系統(tǒng)后，相關(guān)建設(shè)投資都得到正回報(bào)，工程項(xiàng)目整體建設(shè)周期相對(duì)較短，進(jìn)一步節(jié)約材料成本和文書成本[1]。

2 BIM技術(shù)在建筑工程施工圖設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)應(yīng)用原則

2.1 四個(gè)階段

BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程相關(guān)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，能夠方便設(shè)計(jì)人員合理應(yīng)用BIM技術(shù)開展圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作，針對(duì)建筑工程合理構(gòu)建施工設(shè)計(jì)模型，借助BIM技術(shù)系統(tǒng)所具有的碰撞檢測(cè)功能，對(duì)不用專業(yè)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行仔細(xì)檢測(cè)，優(yōu)化調(diào)整整個(gè)設(shè)計(jì)圖紙，健全設(shè)計(jì)檢驗(yàn)報(bào)告，自動(dòng)形成碰撞檢測(cè)報(bào)告，完善各項(xiàng)信息資料，優(yōu)化施工圖紙整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，優(yōu)化設(shè)計(jì)效果[2]。

BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程的深化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)者在該環(huán)節(jié)內(nèi)可以借助BIM技術(shù)構(gòu)建立體三維模型，以此為基礎(chǔ)深化深化工程設(shè)計(jì)，提升建筑圖紙科學(xué)性，創(chuàng)新二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，輔助設(shè)計(jì)工作有序?qū)嵤?，促進(jìn)相關(guān)設(shè)計(jì)隊(duì)伍能夠順利實(shí)現(xiàn)工程圖紙深化設(shè)計(jì)，構(gòu)建全面、細(xì)致的深化設(shè)計(jì)模型，以此為基礎(chǔ)形成設(shè)計(jì)凈空分析、校核報(bào)告，自動(dòng)生成專項(xiàng)檢測(cè)報(bào)告，提高建筑工程圖紙的合理性和科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)深化設(shè)計(jì)。

BIM技術(shù)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)變更當(dāng)中，需要對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)人員對(duì)工程中的各種工程變更問題進(jìn)行密切關(guān)注，實(shí)時(shí)關(guān)注各種設(shè)計(jì)變更文件，及時(shí)更新BIM技術(shù)模型，保證設(shè)計(jì)變更內(nèi)容不會(huì)影響建筑工程質(zhì)量，導(dǎo)致建筑施工中出現(xiàn)其他問題，影響工程質(zhì)量。除此之外，施工建設(shè)單位需要針對(duì)所更新的構(gòu)件模型以及各種變更單編號(hào)實(shí)施合理設(shè)計(jì)，保證一一對(duì)應(yīng)，提高各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息可追溯性。

BIM技術(shù)應(yīng)用于工程竣工環(huán)節(jié)，需要施工設(shè)計(jì)單位進(jìn)行合理控制，保證深化模型和工程現(xiàn)場(chǎng)施工狀況保持良好一致性，隨后以此為基礎(chǔ)在工程竣工后進(jìn)行BIM技術(shù)模型全面整合?？⒐IM技術(shù)模型內(nèi)涵蓋建筑信息、設(shè)計(jì)變更等基礎(chǔ)信息，同時(shí)將最終存檔模型文件以及原始文件信息轉(zhuǎn)交至業(yè)主手中。

2.2 五個(gè)貫穿

在建筑施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)需要始終堅(jiān)持五個(gè)貫穿。

（1）及時(shí)檢查暴露相關(guān)工程設(shè)計(jì)問題，將其融入整個(gè)施工設(shè)計(jì)過程，為此需要施工建設(shè)單位合理利用BIM技術(shù)指導(dǎo)工程科學(xué)施工，同時(shí)全面暴露出各種圖紙?jiān)O(shè)計(jì)問題，為此需要提升技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一致性，形成統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不然便會(huì)降低工程設(shè)計(jì)模型質(zhì)量，影響工程設(shè)計(jì)規(guī)范性，產(chǎn)生各種施工質(zhì)量隱患，降低工程建設(shè)效果。

（2）促進(jìn)BIM技術(shù)以及系統(tǒng)管理平臺(tái)全面融入整個(gè)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。BIM技術(shù)合理應(yīng)用于信息管理平臺(tái)當(dāng)中，能夠針對(duì)各種參見單位數(shù)據(jù)信息做好實(shí)時(shí)更新，針對(duì)建筑工程中各種BIM設(shè)計(jì)報(bào)告實(shí)施綜合管理，如此方便對(duì)工程設(shè)計(jì)文件進(jìn)行實(shí)時(shí)存檔，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問題隱患。

（3）利用BIM技術(shù)實(shí)施圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，能夠促進(jìn)建筑工程各個(gè)分包單位借助BIM系統(tǒng)模型進(jìn)行信息全面共享，促進(jìn)工程建設(shè)資料滲透到整個(gè)施工設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)處理各個(gè)分包單位施工聯(lián)系，幫助其順利得到BIM技術(shù)模型，實(shí)現(xiàn)成果共享，借助BIM技術(shù)合理完成各項(xiàng)施工任務(wù)。

（4）促進(jìn)BIM成果評(píng)審以及BIM協(xié)調(diào)溝通全面融入整個(gè)施工設(shè)計(jì)過程。促進(jìn)BIM技術(shù)合理融入建筑工程整個(gè)施工過程，構(gòu)建建筑虛擬模型，準(zhǔn)確暴露出工程施工各種問題，突出不同專業(yè)施工問題。擴(kuò)大不同環(huán)節(jié)BIM技術(shù)協(xié)調(diào)性。而在綜合協(xié)調(diào)處理中，主要應(yīng)用可視化技術(shù)以及三維模型實(shí)施合理設(shè)計(jì)。該種問題解決方式十分直觀、簡(jiǎn)單，為進(jìn)一步提升BIM技術(shù)模型和系統(tǒng)成果準(zhǔn)確性、科學(xué)性，對(duì)應(yīng)施工單位會(huì)利用BIM技術(shù)成果評(píng)審相關(guān)制度，在工程實(shí)際施工建設(shè)階段充分激發(fā)出BIM技術(shù)模型指導(dǎo)功能，同時(shí)還需要業(yè)主單位以及各個(gè)監(jiān)理部門提高BIM技術(shù)模型以及設(shè)計(jì)成果的認(rèn)可度。

（5）針對(duì)施工設(shè)計(jì)整個(gè)流程實(shí)施嚴(yán)格控制，為此需要建筑工程相關(guān)施工隊(duì)伍將BIM技術(shù)合理應(yīng)用到工程建設(shè)施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用管理，明確BIM技術(shù)現(xiàn)實(shí)需求，嚴(yán)格把關(guān)整個(gè)BIM技術(shù)設(shè)計(jì)過程，針對(duì)不同分包單位創(chuàng)建全面的監(jiān)督管理機(jī)制。

3 BIM技術(shù)在建筑工程施工圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 創(chuàng)建協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)

BIM技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)一步對(duì)建筑工程中各種空間關(guān)系、三維幾何信息以及材料等信息資源實(shí)施全面整合。不論是設(shè)計(jì)單位、施工方或是業(yè)主，在進(jìn)入BIM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)后能夠促進(jìn)各種專業(yè)設(shè)計(jì)資源的全面共享，以此為基礎(chǔ)加強(qiáng)資源信息的全面共享、共通，借助協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)能夠促進(jìn)各種信息資源全面共享，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各方意見和設(shè)計(jì)建議的全面共通，加強(qiáng)不同設(shè)計(jì)專業(yè)交流、溝通，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)目標(biāo)。借助協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)能夠幫助各個(gè)領(lǐng)域工程設(shè)計(jì)者順利擺脫各自專業(yè)限制，擴(kuò)展相關(guān)設(shè)計(jì)信息，充分了解工程設(shè)計(jì)中各種價(jià)值資源，強(qiáng)化各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)交流和溝通，促進(jìn)建筑工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中各個(gè)分包單位能夠順利交流，協(xié)同開展圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作。此外，通過合理應(yīng)用BIM技術(shù)，可以通過創(chuàng)建仿真模型提升施工圖設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度。應(yīng)用BIM技術(shù)針對(duì)整個(gè)建筑工程實(shí)施三維仿真，全面采集各種價(jià)值信息數(shù)據(jù)，在模型設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用各種參數(shù)，再現(xiàn)建筑模擬實(shí)際狀況，保障建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)尺寸、建材設(shè)計(jì)的規(guī)范性，以此為基礎(chǔ)優(yōu)化建筑工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)質(zhì)量，有助于后期合理創(chuàng)建施工環(huán)境，支持建筑工程穩(wěn)定建設(shè)發(fā)展[3]。

通過BIM技術(shù)實(shí)施協(xié)同設(shè)計(jì)，能夠優(yōu)化碰撞檢測(cè)，減少工程后期返工問題發(fā)生，BIM技術(shù)主要應(yīng)有優(yōu)勢(shì)便是3D可視化，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于建筑工程能夠促進(jìn)工程設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，減少施工失誤問題，促進(jìn)建筑工程整體管道布局以及分布間隙實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)人員可以利用協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)化三維管道布局，真實(shí)模擬建筑物，強(qiáng)化業(yè)主溝通，提升建筑工程質(zhì)量。BIM技術(shù)創(chuàng)建三維模型指導(dǎo)工程施工能夠促進(jìn)整個(gè)建筑工程實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，對(duì)建筑綠色設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)具有重要意義，促進(jìn)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)一步延伸到整個(gè)建筑工程建設(shè)周期內(nèi)。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，能夠促進(jìn)建筑整體空間形態(tài)和外觀立面實(shí)現(xiàn)全面統(tǒng)一，引導(dǎo)設(shè)計(jì)者回歸三維設(shè)計(jì)，借助精細(xì)化模型保障設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)對(duì)象維持一致，降低各方設(shè)計(jì)誤差，控制錯(cuò)誤概率。借助參數(shù)對(duì)象創(chuàng)建建筑模型，可以通過整個(gè)視圖顯示各個(gè)屬性修改狀況，加強(qiáng)各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、協(xié)調(diào)，促進(jìn)各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多種專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)。

3.2 創(chuàng)建信息數(shù)據(jù)庫(kù)

從建筑工程中各個(gè)構(gòu)件深度層面分析，需要和模型深度等級(jí)互相呼應(yīng)，初步創(chuàng)建構(gòu)件資源庫(kù)過程中，針對(duì)各個(gè)工程構(gòu)件的屬性信息、版本更新以及具體內(nèi)容進(jìn)行多種層面科學(xué)管理，而對(duì)于其中的編碼、分類等工作應(yīng)該選擇面分法實(shí)施有效處理。通過合理構(gòu)建建筑工程的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠?yàn)榻ㄖこ滔嚓P(guān)施工測(cè)量以及劃分等工作提供有效幫助。在海量科學(xué)數(shù)據(jù)支持下，特別是建筑工程中的各種管理和計(jì)算工作。應(yīng)用BIM技術(shù)能夠順利解決施工材料各種問題。建筑工程中的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用BIM技術(shù)，借助數(shù)字化模型真實(shí)呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)空間，輔助科學(xué)分析工程施工狀況，保障建筑工程的安全施工。優(yōu)化施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，可以圍繞建筑施工模型，細(xì)致分析建筑材料，選擇尺寸和材質(zhì)適合的施工材料，合理應(yīng)用BIM技術(shù)，將各種施工參數(shù)直接輸入系統(tǒng)模型當(dāng)中，優(yōu)化設(shè)置，對(duì)各個(gè)施工參數(shù)進(jìn)行合理匹配。在施工中如果出現(xiàn)參數(shù)不適合問題，需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，完善整個(gè)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，科學(xué)處理建筑工程中各種尺寸和材質(zhì)問題，形成滿足工程實(shí)際要求的工程建設(shè)圖紙。

3.3 形成碰撞檢測(cè)報(bào)告

在建筑工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)創(chuàng)建碰撞檢測(cè)報(bào)告，需要率先明確碰撞檢測(cè)規(guī)則以及碰撞檢查范圍，合理設(shè)計(jì)碰撞檢測(cè)優(yōu)先級(jí)以及碰撞重要程度，對(duì)工程中的各種無(wú)效碰撞內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，包括管道穿板和穿墻問題以及因?yàn)楣こ棠Ｐ途人纬傻呐鲎矄栴}。盡量從根本層面順利解決各種碰撞問題，把對(duì)應(yīng)碰撞點(diǎn)數(shù)量減少到零為止[4]。假如建筑結(jié)構(gòu)和MEP專業(yè)之間存在各種碰撞問題。對(duì)于局部機(jī)電碰撞，像是小管徑管道安裝中的碰撞問題，可以適當(dāng)延后處理，但應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注，促進(jìn)相關(guān)問題的順利解決，碰撞檢測(cè)報(bào)告中關(guān)于各個(gè)碰撞構(gòu)件的描述應(yīng)該盡量保持全面、細(xì)致。建筑工程局部碰撞或某種構(gòu)件出現(xiàn)多種碰撞問題，可以將其單獨(dú)列出，將建筑工程整體碰撞狀況準(zhǔn)確反映出來。建筑工程中的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，碰撞檢查作為一項(xiàng)重要工作和重要環(huán)節(jié)。建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員需要細(xì)致分析工程各個(gè)施工環(huán)節(jié)，明確工程中的核心部位，優(yōu)化關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。例如針對(duì)建筑工程給排水以及基礎(chǔ)消防設(shè)施進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)中，如果發(fā)現(xiàn)各個(gè)管道產(chǎn)生空間碰撞問題，可以借助BIM技術(shù)針對(duì)相關(guān)部位實(shí)施合理優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析，有效預(yù)防建筑工程各個(gè)施工環(huán)節(jié)所出現(xiàn)的碰撞問題。

建筑工程中的碰撞問題主要可以分成硬碰撞以及軟碰撞等問題，而建筑工程中的軟碰撞主要指建筑工程實(shí)體不存在直接接觸，但在具體間距和空間設(shè)置方面存在和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不符的問題，如此降低了人們居住環(huán)境質(zhì)量。硬碰撞則是指建筑工程實(shí)體在安裝施工中出現(xiàn)某種沖突，不同模塊分別占據(jù)一定空間。建筑工程施工以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以直接利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維信息模型預(yù)測(cè)各種碰撞問題，并提出有效解決措施。應(yīng)用BIM技術(shù)檢測(cè)整個(gè)建筑工程三維管線，經(jīng)過細(xì)致分析梳理后順利消除建筑工程中各種專業(yè)碰撞問題。在工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用BIM技術(shù)能夠預(yù)先消除工程中各種潛在問題隱患，提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)性與合理性。建筑工程施工中可以進(jìn)行利用模擬施工圖，將整個(gè)建筑工程效果形象、直觀呈現(xiàn)出來，促進(jìn)施工單位和業(yè)主方之間針對(duì)建筑工程項(xiàng)目中各種施工問題進(jìn)行順暢交流、溝通，促進(jìn)建筑工程穩(wěn)定實(shí)施[5]。

借助BIM技術(shù)還能夠針對(duì)建筑流程實(shí)施可視化指導(dǎo)，對(duì)應(yīng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員以及技術(shù)人員可以聯(lián)系工程現(xiàn)實(shí)狀況利用可視化技術(shù)健全整個(gè)施工流程，工程施工中，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)人員合理展開工程設(shè)想，創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)模型，借助三維模型呈現(xiàn)出科學(xué)設(shè)計(jì)理念，為設(shè)計(jì)人員和施工人員提供較為準(zhǔn)確、直觀的設(shè)計(jì)方案。在先進(jìn)的信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)支持下，針對(duì)建筑工程不同結(jié)構(gòu)、施工環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)分析，隨后將設(shè)計(jì)成果和預(yù)期效果圖進(jìn)行綜合對(duì)比分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)圖紙缺陷，進(jìn)行靈活調(diào)整。應(yīng)用BIM技術(shù)將整個(gè)工程結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)為三維圖紙，促進(jìn)整個(gè)建筑工程實(shí)現(xiàn)可視化發(fā)展目標(biāo)，充分發(fā)揮出設(shè)計(jì)圖紙功能價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)是我國(guó)建筑工程領(lǐng)域中頻繁應(yīng)用的技術(shù)手段主要，可以應(yīng)用到建筑工程初期設(shè)計(jì)階段，有效保障工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，為此可以針對(duì)建筑工程圖紙實(shí)施可視化設(shè)計(jì)，合理構(gòu)建建筑模型，和后期建筑施工過程比起來，建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)呈現(xiàn)出一種標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢(shì)，能夠支持建筑工程的有序?qū)嵤IM技術(shù)的有效應(yīng)用為建筑工程相關(guān)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)提供了有效參考依據(jù)，提升了建筑工程設(shè)計(jì)科學(xué)性，能夠更好保障工程的安全施工，優(yōu)化施工質(zhì)量。