BIM協同設計在某項目中的運用

胡 麗 君

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

1 概述

進入21世紀以來，建筑設計企業需要由之前的粗放式轉為集約式發展，將向著三個方向發展，分別是可持續發展方向、城市化進程方向以及全球化方向。其中，在全球化這個發展趨勢中，諸多建設項目逐步發展為采用由國內外建筑設計公司協同合作的工作模式。擁有不同國籍背景的建筑師需要協同設計工作，因此，建筑設計項目信息數據的準確性在項目設計過程中越來越重要，項目的參與方需要具備良好的技術溝通能力，保證信息在建筑設計項目各參與方流暢的傳遞。

在城市化進程方面，依照聯合國人口發展機構的估計，大約在2030年，我國的城市化率將高達六成，預計還需增加能容納3億人口的城鎮面積，對城市的環境資源將增加極重的負擔。為了有效緩解環境資源負擔、適應城市化進程的發展需求，諸多的建筑工程以及相關市政配套工程亟待建設，工程行業具有廣闊的市場空間和發展機遇。

在可持續發展方面，建筑行業耗費的資源極多。舉例來說，建筑的原材料在制作、加工、產出、運送、施工、運轉以及再利用進程中會耗費大量的能源并造成污染，估計來看，在國內建筑行業的能源耗費占據了社會總計能耗的將近三成，對于個別高能耗城市可高達七成，綜上，建筑行業過高的能源耗費成為了建筑業可持續發展中亟待解決的關鍵問題。

2 協同設計的概念及特點

隨著計算機科學技術的普及與發展，目前在建筑設計領域逐漸形成了“計算機科學為基礎的協同設計”(CSCW)。在互聯網的基礎之上,設計人員通過計算機技術,協同合作完成一項任務。而建筑設計工作具有較高的復雜性且社會分工較細，因而類似的緊密合作的工作模式亟待推廣。建筑設計這項工作包括的學科眾多，涉及建筑專業、結構專業、暖通電氣專業以及給排水專業，因此，建筑設計這項工作尤為需要不同學科的專業人員之間的緊密配合，通過緊密配合更好的完成建筑設計這項復雜的工作；通過緊密配合更加快捷、準確的傳遞各個學科之間的信息。現代建筑協同設計是在計算機科學技術基礎上的，同時也要保證設計連續不間斷以及集成與共享特性的運用。就建筑設計這項工作來談，計算機科學可以為之提供一個給各個學科之間順暢交流、交換信息的公共平臺，這個公共平臺是虛擬的、不占用實際的空間，它可以有效的改變各個專業在傳統交流模式中存在的封閉性，有效的提高工作效率，不受時間和地點這些客觀條件的限制。在協同設計平臺，交換的信息更加及時且準確，保證了設計內容的一致性,避免了設計中的矛盾及不合理現象，對于一些問題可以及時協調修改，加快了項目運行的速度，避免了反復工作，降低了勞動成本，提高了效率及質量[2]。

3 某建筑項目中采用的協同設計分析

某研發基地建筑性質為非生產性用房，區位在某已建集團綜合樓群內，外部交通條件較好。設計專業包括建筑、結構、給排水、暖通、電氣等建筑全專業，該建筑項目的參與者包含前述這些學科的專業技術員工，其中，建筑師是這些專業技術員工團隊的協調者，其職能為解決相關專業問題與協調團隊工作。

3.1 工作效率較低、設計質量不佳

在傳統的工作模式(即二維協同模式)之下，第一步，結構師應該依據建筑師給出的平面圖以及三維模型,建立一個能體現設計概念的結構計算初步模型,根據結構專業計算軟件計算出的結果,給出建筑師關于修改建筑結構的若干意見，第二步，建筑師應該根據結構提出的修改意見花費大量的時間和精力重新調整建筑方案。這種建筑與結構的協同設計是單向不可逆的，效率較低。在該項目初步設計階段,由于業主公司內部意見不統一且人事變動,建筑的方案做出了多次修改，因此結構專業也經歷了多次修改，各個專業經歷了多次重復建模，工作效率難以保證、難以在業主提出的時間限制內完成設計工作。與此同時，不同專業的技術人員在建模時容易出現一些誤差，導致了不同專業之間的模型難以統一。在二維協同設計當中,眾多設計人員在協同設計時,主要靠肉眼并花大量的時間和精力去檢查所有建筑結構圖紙是否能夠對的上，檢查各專業圖紙之間的矛盾以及規范問題，整個檢查過程為人工形式，效率十分低下。

3.2 各個專業之間協調困難

在該項目初步設計階段,不同專業之間的技術人員溝通效率不高導致了建筑師反復性修改圖紙的現象，經過反復修改的圖紙又涉及到其他專業的圖紙變更，造成了其他專業技術人員也要耗費大量時間做圖紙的修改工作，在這種惡性循環中，信息傳遞的效率極低且容易發生信息的錯誤與遺漏，不可避免的造成各專業技術人員的大批量返工。在這種傳統的工作模式下，首先建筑師需要結合各專業技術人員意見繪制平立剖，然后各專業技術人員依據上述平立剖具體設計，建筑師則需要依據各專業技術人員意見多次修改平立剖，耗費大量的時間與精力。

3.3 BIM在該項目中解決的若干問題

1)BIM可以有效的提升信息傳遞的效率。通過BIM作為信息傳遞的媒介，不同的專業在網絡上建成中心文件或者鏈接多個建筑模型,允許多專業設計人員同時建立一個模型,所有各專業的設計人員都可以在同一個BIM模型上進行設計工作,在一個設計人員修改自己的工作模塊的時間段內,限制了其他工作人員修改編輯的權利，有效的防止圖紙被其他專業隨意變更，通過各專業約定的存入文件以及變更模型的時間實現共享文件的實時更新，避免了人工替換以及人工下載的不便，各個專業的技術人員均能夠準確無誤的下載最新版的模型。

2)BIM可以將協調工作可視化。通過BIM作為信息傳遞的媒介，不同專業之間通過三維模型可視化進行信息的溝通與交換，改變了傳統人工檢查圖紙的繁瑣與不便，三維模型也能夠為不同專業提供碰撞檢驗，使得不同專業之間存在的矛盾和問題更加直觀，修改工作更加簡明有效。

3)BIM可以實現設計的參數化。BIM作為信息傳遞的媒介，遠遠不同于傳統的二維工作思維，例如不同專業的技術人員，對于同一個建筑構件，可以通過BIM修改其中適應自己專業工作需求的構件部分。同時，對于模型中的同族參數，BIM可以實現一次性整體修改，大大減少了傳統的二維工作中多次修改的工作量，有效的縮短工作時間。此外，在傳統二維工作模式下，不同專業由于工作時相對獨立，造成了平立剖數據之間的聯系較少，引發了不同專業之間的圖紙對不上，各專業又碰撞，而使用BIM作為信息傳遞的媒介，通過三維模型傳遞信息，保證了設計質量，避免了繁瑣的修改工作。

4 結語

伴隨著時代發展，建筑業面臨著可持續化、城市化以及全球化的發展趨勢，這樣的發展趨勢對建筑業提出了更多的要求，需要我們不斷提升建筑業的工作效率、提高信息傳遞效率、提高應對日益繁復的建筑形式和性能要求的能力。傳統的二維工作模式已經難以應對上述要求，BIM作為一種信息傳遞的新媒介，將為建筑業的發展提供給更多的可能。