淺談BIM在設計施工一體化中的應用

凌敏

（湖南宏輝建筑有限公司　湖南衡陽　421200）

淺談BIM在設計施工一體化中的應用

凌敏

（湖南宏輝建筑有限公司湖南衡陽421200）

目前就我國而言，在建筑智能化、裝飾裝修、消防設施等局部工程方面已出現設計施工一體化，并逐漸向廣度和深度發展。設計、施工兩大領域聯系趨于緊密，尤其是受國外的影響，一些奇特設計理念的出現，對設計施工一體化提出了新的挑戰。BIM作為一種全新的建筑信息化工具，可為設計施工一體化提供可視化管理和技術支持。但隨著BIM在設計施工一體化中越來越廣泛的應用，許多問題也逐漸顯露出來。在此情況下，本文對BIM在設計施工一體化中的應用進行了一定的研究。

BIM；設計施工一體化；應用

引言

目前，設計與施工兩大領域的聯系已越來越緊密，特別是在受到國外的影響之后，以及一些特殊設計觀念的出現，向設計施工一體化提出了更高層次的要求。而作為一種全新的建筑信息化工具，BIM能夠為設計施工一體化提供可視化管理以及一些技術支持，是現階段國際和行業建設領域中關注的重點。在這種情況下，必須加強對BIM在設計施工一體化中的應用的研究。

1　設計施工一體化應用

1.1設計施工一體化總承包模式分析

在原建設部門發布的《關于發展工程總承包和工程項目管理企業的指導意見》中，對于設計施工總承包的定義為：工程總承包商按照企業合同的規定，承擔工程設計與施工方面的責任，并全面負責承包工程的質量、安全、工期以及造價。目前，我國普遍采用的設計施工一體化組織（合同）架構如圖1所示。

圖1　設計施工一體化總承包模式組織（合同）架構圖

1.2設計施工一體化優勢

從項目施工角度考慮，設計施工一體化具有以下特征：①能夠精準的把握總體設計方案。設計人員在進行工程方案的選擇時，如果運用施工設計一體化，能夠對工程施工過程中存在的各種不確定因素的影響進行充分的把握，例如工程工期、質量以及安全等，并在此基礎上制定更加合理的、科學的方案，進而方便工程項目的順利實施。②能夠及時解決關鍵技術方面的問題。設計過程中會存在諸多關鍵技術問題影響著工程施工，例如對于地下室的抗浮問題，大部分的設計對施工階段的抗浮沒有考慮進去，致使施工過程中出現上浮現象，工程質量和工期均受到不同程度的影響，因此及時解決至關重要。③能夠對工程施工中各專業工作進行充分的協調。實行設計施工一體化，在對很多分項工程深化設計的基礎上，能夠將建筑、結構、給排水、暖通、電氣等專業工作溝通到位，保證工程的順利進行，提高建筑物的使用功能。④能夠促進施工組織安排的順利進行。設計施工一體化能夠促使現場組織施工不會因材料、設備問題而拖延工程，可在前期做好準備工作，加快工程進度。

2　BIM在我國發展現狀

BIM即為建筑信息模型，其主要是在所設計的建筑物實體中建立三維幾何模型的方式，并在虛擬的平臺上，使得所有建設的參與單位均能在可視化的環境下，對工程進行數字化的管理，從而實現提高管理水平以及工作效率的目的。BIM這項建筑行業信息技術的徹底變革引起我國的高度重視。從引進BIM技術以來，政府和企業在加快應用方面一直積極努力著，不斷推出基于BIM的相關軟件及舉辦各種BIM為主題研討會。作為全新的理念和技術，在我國建筑行業中也初見成效，尤其是在復雜項目中，效果較為明顯，例如“鳥巢”、世博文化中心以及上海中心大廈等。但通過相關調查發現，我國的BIM運用還處于宣傳了解和項目試點階段，且其主要的使用者主要是設計單位，在施工企業還未全面展開，處于試探性階段，總體投入力度較小，在對BIM的價值充分肯定的基礎上大多數持觀望態度。

3　BIM優勢

BIM是指數字化以及可視化技術集成和管理方面與建設項目有關的信息，且這些信息中不僅有建筑、結構以及設備等方面的幾何視覺信息，還涉及成本和性能等方面的非幾何管理信息。而作為一種建筑信息化工具，BIM的優勢主要表現在以下幾方面：①全壽命周期管理。BIM模型中包含的技術以及非技術信息能夠為工程項目的設計、招標、施工、運營、物業管理等階段提供管理信息支持，全壽命周期內BIM成本利益分析如圖2。②集成協作。BIM模型能夠為不同階段、不同系統、不同職能、不同單位的集成管理提供統一平臺。③利于投資控制。建設工程設計階段的費用雖然僅占整個工程成本的1～3%，但其對整體工程造價的影響程度卻超過了70～80%。此外，BIM模型不僅是設計成果的展示，同時還為優化設計提供了一定的依據。④利于質量控制。BIM模型具有的綜合管線碰撞分析等技術，能夠為提前分析設計的可建造性提供相關工具。⑤優化資源配置。BIM模型的實現過程本身就體現了施工組織方案的實施過程，可實現施工過程和資源配置的模擬優化。

4　工程實例

某中心高度為632m，刷新了中國超高建筑新高度。且其建筑面積達到57萬m2。其作為國內最高的超高建筑，對傳統設計和施工方式的一種挑戰。同時，其是基于BIM咨詢顧問方的方式進行的BIM技術運用，提出了從設計、投資采購、建造、運營的全生命周期的BIM運用要求。其中主要體現在復雜形體、管線綜合、碰撞檢測等設計環節的應用價值；在材料統計、招投標管理等投資采購環節應用價值；在施工方案探討、4D施工模擬、施工現場監控等施工各環節的運用價值；最后在設備信息維護、空間使用變更上，進行了運營環節的運用價值。

圖2　全壽命周期內BIM成本利益分析

5　BIM在設計施工一體化中的應用

對于BIM技術應用的案例和應用軟件都以設計階段為主導，進行設計方案的優化和選擇，像建筑朝向、日照、溫度濕度、風環境、聲學模擬等施工領域BIM還處于初級應用，主要是利用設計單位提供的設計圖紙，先利用其它軟件建立項目的BIM技術模型，并復核檢查，進行模擬分析優化，成本預算部門進行三維算量、成本預算。其它應用比較多的是利用BIM的模擬、可視化進行質量安全控制、機電設備等的碰撞檢查，如浙江城建贛州中航項目、中天建設杭州奧體中心項目等，已出現的大量優秀的設計及施工案例，相比國外的技術水平，仍有較大的差距。BIM在設計、施工階段主要應用如圖3。設計單位和施工企業的BIM應用技術路線分析如圖4。

圖3　BIM在設計施工階段的主要應用

圖4　設計單位、施工企業BIM應用技術路線分析

目前，隨著BIM的在設計在施工領域中越來越廣泛的應用，相關人員也逐漸認識到BIM的三維數字數據庫，可視化模擬等能更好的鏈接設計、施工的信息。同時借助BIM，建筑項目施工圖設計階段就需要施工方的介入，設計者與施工者在三維設計平臺上協同工作，共同商討施工圖是否符合施工工藝和施工流程的要求。目前建設工程領域設計、施工過程中協調性差、整體性不強等問題，都可通過設計、施工一體化來解決，而建筑信息模型BIM技術可為實現設計、施工一體化提供良好的技術平臺和解決思路。設計施工一體化模式下BIM應用技術路線分析見圖5。

圖5　設計施工一體化模式下BIM應用技術路線分析

6　結語

雖然BIM技術還未得到較為廣泛的運用，但其未來的應用與發展得到了我國相關部門的高度重視，在這種情況下，許多大型企業為了順應時代的發展，都在積極嘗試BIM技術，一大批高難度，結構復雜的建筑拔地而起，帶來了前所未有的壯觀場面。大規模的城市化進程、專業整合的設計院加上政府與建設部門大力支持，設計施工一體化進程在不斷的加快，中國的建筑信息模型技術將會有廣闊的空間和發展前景。

[1]武永峰，袁明慧.BIM技術在設計施工一體化建設中應用研究[J].價值工程，2014（32）：137～139.

[2]鄭明華.BIM應用在中國的發展趨勢[J].中國勘察設計，2014（9）：74～75.

[3]馬繼超.BIM技術在施工中的應用[J].低碳世界，2013（4）：118～119.

TU318

A

1673-0038（2015）38-0104-02

2015-8-29

凌敏（1978-），男，工程師，本科，主要從事建筑施工、設計工作。