大型商業(yè)綜合體建筑設計中BIM技術(shù)的應用

【摘要】文中通過分析BIM應用管理體系的框架設計、關(guān)鍵要素和實施步驟，嘗試BIM技術(shù)在大型商業(yè)綜合體建筑設計中構(gòu)建一個全面的BIM應用管理體系。管理體系包含操作層面的框架設計，涵蓋組織架構(gòu)、流程管理、標準規(guī)范、技術(shù)支持和人才培養(yǎng)五大關(guān)鍵要素，并遵循從需求分析到持續(xù)優(yōu)化的實施步驟。結(jié)果表明，科學合理的BIM應用管理體系能夠顯著提高大型商業(yè)綜合體建筑設計的質(zhì)量和效率，并為項目全生命周期管理提供有力支持。

【關(guān)鍵詞】大型商業(yè)綜合體；BIM技術(shù)應用管理體系；建筑設計

【中圖分類號】TU201.4 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）07-0010-03

0 引言

大型商業(yè)綜合體作為集購物、餐飲、娛樂、休閑、文化教育等多種功能于一體的綜合性建筑，逐漸成為城市發(fā)展的重要組成部分。為了滿足消費者多元化、個性化的需求，提高商業(yè)綜合體的競爭力，越來越多的設計單位開始嘗試運用BIM技術(shù)進行建筑設計。

1 BIM應用管理體系的構(gòu)建

1.1 BIM應用管理體系的框架設計

BIM應用管理體系的框架設計應從三個層面確保BIM技術(shù)在大型商業(yè)綜合體項目中的高效應用。①在戰(zhàn)略層面，應著眼于長遠發(fā)展，制定BIM應用的總體目標和方向；建立與企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略相匹配的BIM應用路線圖，為具體實施提供指導。②在戰(zhàn)術(shù)層面，應聚焦于中期目標的實現(xiàn)，通過制定BIM應用標準、優(yōu)化工作流程、建立協(xié)同機制等措施，確保BIM技術(shù)能夠有效融入項目的各個環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)設計、施工和運維等階段的無縫銜接。③在操作層面，框架設計應當著重解決實際應用中的具體問題，包括但不限于建立詳細的BIM創(chuàng)建和管理規(guī)范、制定數(shù)據(jù)交換和共享的標準流程、開發(fā)適用于不同專業(yè)的BIM應用指南等，以確保BIM技術(shù)能夠在項目的日常工作中得到切實有效落實。

1.2 BIM應用管理體系的關(guān)鍵要素

BIM應用管理體系的成功構(gòu)建和運行依賴于多個關(guān)鍵要素的有機結(jié)合。其中，組織架構(gòu)、流程管理、標準規(guī)范、技術(shù)支持和人才培養(yǎng)這五大要素尤為重要。第一，組織架構(gòu)需要明確各部門和角色的職責，建立跨專業(yè)的協(xié)作機制，以確保BIM技術(shù)能夠在整個項目生命周期中得到有效應用。第二流程管理則是保障BIM應用順暢運行的關(guān)鍵。通過優(yōu)化和重構(gòu)傳統(tǒng)工作流程，實現(xiàn)BIM技術(shù)與現(xiàn)有業(yè)務的深度融合。第三，標準規(guī)范的制定和執(zhí)行對于保證BIM應用的一致性和可復制性至關(guān)重要，涵蓋了管理規(guī)范和質(zhì)量控制標準。第四，強大的技術(shù)支持體系是確保BIM技術(shù)穩(wěn)定運行的基礎，包括硬件設施、軟件平臺和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。第五，人才培養(yǎng)作為BIM應用的核心動力，需要通過系統(tǒng)化的培訓計劃和實踐機會，不斷提升團隊的BIM技術(shù)能力和管理水平。

1.3 BIM應用管理體系的實施步驟

首先，通過全面的需求分析，深入了解項目特點和各方需求，為體系設計奠定基礎；根據(jù)分析結(jié)果進行體系設計，確保BIM應用能夠與項目目標緊密結(jié)合。其次，設計完成后，選擇典型項目進行試點實施，通過實踐檢驗體系的可行性和有效性，并及時調(diào)整完善。再次，試點成功后，逐步推廣到更多項目，同時建立反饋機制，收集各方意見和建議。在全面推廣階段，需要注重培訓和宣導，確保所有參與者都能理解并正確使用BIM技術(shù)；應建立考核機制，激勵團隊積極應用BIM技術(shù)。最后，通過持續(xù)的數(shù)據(jù)收集和分析，不斷優(yōu)化管理體系，以適應項目需求的變化和技術(shù)的發(fā)展。在整個實施過程中，項目管理團隊應保持開放和靈活的態(tài)度，既要堅持既定目標，又要根據(jù)實際情況及時調(diào)整策略[1]。

2 BIM技術(shù)在大型商業(yè)綜合體建筑設計中的應用

2.1 BIM技術(shù)在設計前期階段的應用

1）在方案設計階段，BIM技術(shù)可以快速創(chuàng)建建筑模型，并進行可視化呈現(xiàn)。通過BIM軟件，以三維形式展示建筑物外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能布局，使設計更加直觀和具體。這有助于更好地理解設計方案，并與客戶進行溝通和確認。

2）在投資估算階段，充分利用BIM中的構(gòu)件信息和材料屬性，結(jié)合市場行情和歷史數(shù)據(jù)，對建筑材料和構(gòu)件的數(shù)量和成本進行精確計算。通過BIM技術(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)設計中可能存在的成本問題，并進行調(diào)整和優(yōu)化，從而控制項目的投資成本。

3）在可行性分析階段，可以利用BIM進行各種性能分析和模擬，并通過這些分析結(jié)果，評估設計方案的可行性和可持續(xù)性，并根據(jù)需要進行相應的調(diào)整和改進。這有助于確保設計方案符合客戶需求的同時，也滿足相關(guān)法規(guī)和標準的要求[2]。

2.2 BIM技術(shù)在設計中期階段的應用

首先，在初步設計階段，通過建立建筑信息模型，設計師可以快速創(chuàng)建建筑物的三維模型，并進行可視化呈現(xiàn)。這有助于更好地理解設計方案，評估空間布局和流線，以及優(yōu)化建筑形態(tài)和功能分區(qū)。此外，BIM技術(shù)還可以進行光照分析和能源模擬，協(xié)助評估建筑的采光效果和能耗情況，從而進行合理的設計決策。其次，在施工圖設計階段，BIM技術(shù)可以實現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)同設計和數(shù)據(jù)共享；可以在BIM中添加詳細的構(gòu)件信息和材料規(guī)格，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、機電、給排水等專業(yè)的協(xié)同設計。此外，BIM技術(shù)還可以自動生成施工圖紙和規(guī)范要求，減少了設計的重復和錯誤。通過BIM技術(shù)的應用，可以提高施工圖設計的效率和準確性，減少設計變更和返工的風險。最后，在工程量清單編制階段，BIM技術(shù)可以協(xié)助進行精確的材料計算和成本估算。通過對BIM的解析和分析，可以自動生成工程量清單，并計算出所需的材料數(shù)量和成本。這有助于進行預算控制和成本管理，提高工程項目的經(jīng)濟效益。

2.3 BIM技術(shù)在設計后期階段的應用

在大型商業(yè)綜合體建筑設計中，BIM技術(shù)可以用于施工過程的模擬。通過建立建筑模型，在虛擬環(huán)境中模擬各種施工工序和操作，包括材料運輸、施工設備布置、人員流動等。這樣可以提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題和沖突，優(yōu)化施工方案，減少施工過程中的錯誤和延誤。同時，施工過程模擬還可以幫助設計師評估不同施工方案的效果，選擇最佳的施工方法，提高施工效率和質(zhì)量。BIM技術(shù)在設計后期階段的應用還包括施工進度管理。通過與施工進度計劃相結(jié)合，BIM可以實時更新施工進度信息，包括已完成的工作、正在進行的工作和即將進行的工作。設計人員可以根據(jù)這些信息對施工進度進行監(jiān)控和管理，及時發(fā)現(xiàn)并解決施工延誤的問題[3]。此外，BIM技術(shù)還可以生成施工進度報告和圖表，方便設計人員和項目管理人員進行進度分析和決策。BIM技術(shù)在設計后期階段的應用還可以用于成本控制與管理。通過與成本數(shù)據(jù)庫的集成，BIM可以自動計算和分析建筑項目的成本信息，包括材料成本、人工成本、設備成本等。設計人員可以根據(jù)這些信息對項目成本進行預測和控制，及時調(diào)整設計方案和施工方案，以降低成本并提高經(jīng)濟效益。

2.4 BIM技術(shù)在運營維護階段的應用

設施管理是確保商業(yè)綜合體建筑正常運行和提供良好服務的關(guān)鍵。通過BIM技術(shù)，可以建立全面的設施管理系統(tǒng)，包括設備清單、維修記錄、保養(yǎng)計劃等。這些信息可以在BIM中進行可視化展示和管理，方便運維人員進行設備維護和故障排除。此外，BIM技術(shù)還可以與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)設備的遠程監(jiān)控和智能維護，提高設施管理的效率和準確性。

在商業(yè)綜合體建筑運營中，通過BIM技術(shù)可以實現(xiàn)對能源消耗的實時監(jiān)測和分析。BIM中的建筑元素可以與能源系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)，通過模擬和優(yōu)化設計，減少能源浪費并提高能源利用效率。同時，BIM技術(shù)還可以與智能控制系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)對照明、空調(diào)、電梯等設備的自動調(diào)節(jié)和節(jié)能控制，進一步降低能源成本。除此之外，商業(yè)綜合體建筑的空間管理對于提供良好的使用體驗至關(guān)重要。通過BIM技術(shù)可以實現(xiàn)對空間的可視化管理和優(yōu)化布局。BIM中的樓層平面圖和三維模型可以幫助運維人員了解每個區(qū)域的使用情況和租賃情況，并進行合理的空間規(guī)劃和調(diào)整[4]。

3 某大型商業(yè)綜合體建筑設計項目分析

3.1 項目背景

某大型商業(yè)綜合體項目位于城市中心地帶，占地面積約20萬平方米，建筑面積約60萬平方米。項目包括購物中心、酒店、辦公樓、住宅等多種業(yè)態(tài)，旨在為消費者提供一站式購物、休閑、娛樂等服務。

3.2 BIM技術(shù)應用

1）設計前期階段。設計師利用BIM技術(shù)進行方案設計。通過創(chuàng)建三維模型，更直觀地理解和共享設計意圖，提高了設計效率。BIM技術(shù)在投資估算階段的應用為項目提供了更準確、可靠的成本估算。通過BIM技術(shù)，設計團隊能夠更精確地量化和估算各種建筑元素的成本。此外，在可行性分析階段，BIM技術(shù)為項目團隊提供了更全面、系統(tǒng)的可行性分析支持。

2）設計中期階段。設計師利用BIM技術(shù)進行三維建模和空間分析。通過建立建筑信息模型，快速創(chuàng)建建筑物的三維模型，并進行可視化呈現(xiàn)，如圖1所示。在施工圖設計階段，BIM技術(shù)實現(xiàn)了各專業(yè)之間的協(xié)同設計和數(shù)據(jù)共享。設計人員可以在BIM中添加詳細的構(gòu)件信息和材料規(guī)格，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、機電、給排水等專業(yè)的協(xié)同設計。最后，在工程量清單編制階段，BIM技術(shù)協(xié)助進行精確的材料計算和成本估算。

3）設計后期階段。BIM技術(shù)用于施工過程的模擬。通過建立建筑模型，在虛擬環(huán)境中模擬各種施工工序和操作，提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題和沖突，優(yōu)化施工方案，如圖2所示。BIM技術(shù)在設計后期階段的應用還包括施工進度管理。通過與施工進度計劃相結(jié)合，BIM可以實時更新施工進度信息，方便設計人員和項目管理人員進行進度分析和決策。此外，BIM技術(shù)還可以通過與成本數(shù)據(jù)庫的集成，BIM可以自動計算和分析建筑項目的成本信息，方便設計人員和項目管理人員進行成本分析和決策[5]。

4）運營維護階段。設施管理是確保商業(yè)綜合體建筑正常運行和提供良好服務的關(guān)鍵。通過BIM技術(shù)，可以建立全面的設施管理系統(tǒng)，包括設備清單、維修記錄、保養(yǎng)計劃等。這些信息可以在BIM中進行可視化展示和管理，方便運維人員進行設備維護和故障排除。BIM技術(shù)還可以實現(xiàn)能源消耗的實時監(jiān)測和分析，提高能源利用效率。通過BIM技術(shù)可以實現(xiàn)對空間的可視化管理和優(yōu)化布局，提供良好的使用體驗。

BIM技術(shù)應用的具體數(shù)據(jù)分析見表1。

4 結(jié)語

通過對大型商業(yè)綜合體建筑設計中BIM技術(shù)應用進行研究，可以看到BIM技術(shù)在提高設計效率、降低成本、優(yōu)化施工方案、設施管理和能源管理等方面具有顯著的優(yōu)勢。然而，BIM技術(shù)在實際應用中還面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)成熟度和標準化問題、數(shù)據(jù)安全和信息共享問題、法規(guī)政策和市場接受度問題等。因此，需要進一步研究和探索BIM技術(shù)在大型商業(yè)綜合體建筑設計中的應用，以充分發(fā)揮其潛力，推動建筑設計行業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。

參考文獻

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[3] 劉丹，金國棟.BIM技術(shù)高效助力大型商業(yè)綜合體項目設計管理[J].上海建設科技，2021（5）：57-59.

[4] 黃思敏.大型商業(yè)綜合體建筑設計BIM技術(shù)的應用[J].門窗，2022（5）：79-81.

[5] 韋良，甘佩仙.基于BIM技術(shù)的商業(yè)綜合體管線綜合優(yōu)化策略研究[J].機電工程技術(shù)，2022，51（6）：11-13.

[作者簡介]陳宇（1987—），男，山東日照人，本科，工程師，研究方向：建筑設計。