BIM在我國建筑設計施工管理一體化中的應用與展望

林志野，岳 洋

1.沈陽建筑大學研究生學院，遼寧沈陽 110168

2.內蒙古東部電力有限公司呼倫貝爾電業局，內蒙古呼倫貝爾 021008

建筑信息建模的實質在于整合，BIM概念的實現依靠平臺軟件的建立，平臺軟件的架構應具有以下要點：

1）BIM軟件應需要有完備的“接口”，此“接口”可以和市場上已經廣泛普及的各類專業軟件實現良好的數據傳輸與轉換，各專業設計人員接到設計任務后，可以利用自身熟知的專業設計軟件進行初始設計，各階段設計完成后直接把結果數據導入平臺軟件，以便于其他專業合理的安排工作日程。

2）BIM軟件應具有超強的“數據整合能力”，各部分數據進入平臺軟件后，形成平臺軟件本身的數據系統，此系統將建筑設計，結構設計，節點深化設計，機電設計整合，進行后期的“定位處理”，定位處理的結果是形成了包含各專業設計結果的數據庫。

3）BIM軟件同時應具有一定的“數據處理能力”，這也是體現BIM軟件一體化設計理念的核心。“定位處理”所形成的設計結果必定包含各類矛盾信息，這些矛盾信息應在軟件中給予提示并提出相應的解決方案，方案再分化出的各專業數據輸出到專業設計軟件中進行校核，以達到各專業的專業性要求和各專業之間的協調。

復雜空間建筑的建造過程對設計施工管理一體化有較高的要求，BIM很好的適應了這一要求 ，也為這一概念的本土化找到了很好的應用途徑。

深圳兩館是一個典型的復雜空間建筑，整個建筑由內部主體和表皮鋼結構組成。內部主體分為藝術館和城市規劃展覽館，內部兩個場館的所有豎向荷載都由各自的兩組核心筒承重，核心筒外側的大懸挑樓板采用了鋼桁架系統，核心筒內部的樓板則采用普通的網架系統，整個內部主體無多余柱從而營造出了大空間的氛圍。西側入口處為錐臺形的扭曲鋼結構外皮，其他表皮鋼結構系統則為斜面不規則布置。建筑的空間幾何表達復雜，結構在多荷載多作用下的受力形態不清晰，并且結構成形效果對建筑影響較大，作為超限建筑其后期設計修改和完善的工作量巨大。

設計方應用了DP（Digital Project）這個三維數字化建模的BIM軟件來實現項目的設計施工管理一體化，此軟件采用網絡桌面化操作，服務器設在法國巴黎，這樣既有效的保護了知識產權也更加有效的利用了大型計算機對信息的處理運算能力，付費的靈活性降低了購買軟件的資金壓力，人機交互性的提高使得軟件的運用更加人性化。在整個設計過程中，建筑設計師首先是采用DP對這個建筑進行復雜的幾何建模，幾何建模采用多模塊化建模，各部分的建模人員在不同地點用不同的專業軟件建立模型，然后將模型在DP上實現整合，從而有效的提高設計效率。之后結構設計師將DP輸出的模型植入到SAP、MIDAS、ABAQUS等結構計算軟件進行網格劃分、各類荷載的施加、對比校核計算結果等工作。結構模型確定后通過“接口”返回DP。在DP的幫助下，結構設計師還要充分考慮結構的建造過程，對原結構進行拆分，并結合其他影響反復考量并確定結構的成形過程。界定幾何形狀、結構形態后，DP會可以生成比較規范的材料表、平面表達的圖紙、結構的安裝順序等信息，形成模板圖和施工圖，為預算做好了相應的準備。最后可以把相應的信息傳輸到項目管理系統中，從而形成較好的項目管理架構。設計人員還可以利用DP豐富的節點庫資源進行節點的設計，輸出的3D節點模型可以輕松的輸入到數控機床模型系統來對節點進行加工，DP的強大之處還在于它的優化分析，其中包括結構形式、節點選擇建議、用鋼量優化等等，這種優化不僅可以很好的控制造價，也符合低碳環保的發展趨勢。

BIM的“一體化”理念為我國建筑業信息化發展帶來了一個良好的發展機遇。BIM軟件提倡的多界面設計可以提高設計效率，它的交互式設計可以有效降低由于設計修改造成的資源浪費。通過平臺軟件的應用有效的整合國際范圍內優秀的設計資源，提供了溝通的平臺，為國內設計水平提升、人才培養建立了良好的路徑。對于超限、超規范、受力形態不清晰的結構，可以極大的提高設計人員的主觀能動性，從而有利于設計過程中問題的解決。搭載施工時變力學分析功能的BIM平臺軟件可以充分的考慮結構成形過程對成形后結構的影響，對設計施工一體化的發展起到極大促進作用。通過設計施工一體化降低了施工過程中的不確定性，更加有利于項目管理。與數控技術的對接、全信息化的管理、模塊化的設計方式很好的適應未來建筑建造過程工廠化的發展趨勢。

設計施工管理一體化的本土應用有其獨特優勢的同時又存在諸多問題有待解決。首先，由于國內建筑類軟件開發水平的限制，BIM軟件在國內的應用更多的依賴進口，軟件使用費用較高，成本回收期長，導致BIM軟件的使用單位往往需要對人才培養以及技術風險、資金風險承擔更多的壓力。其次，BIM軟件對我國規范的適應還有待時日。再次，我國的招標制度決定了BIM軟件的本土化使用要同項目管理制度很好的結合。新概念的引進與推廣，為國內平臺軟件開發商提升開發能力創造了極好的機遇，作為平臺軟件，BIM軟件的完善和應用也為各專業軟件的開發和創新提供了更廣闊的市場。設計施工管理一體化對設計單位提出更高的要求，結構設計師應對施工與管理具備更多的認知才能適應一體化需求。另外BIM所倡導的三維建模技術不僅可以清晰的表達復雜結構，也為三維圖紙在我國的推廣奠定了堅實的基礎。

BIM概念的應用提升了各專業的交互性，提高了設計效率和設計可靠性，極好的適應我國未來建筑市場的發展要求，在我國必將有著廣闊的市場前景。