BIM技術(shù)在設(shè)計方案報建審查中的應(yīng)用

文｜山東同圓數(shù)字科技有限公司 侯曉穎 孫梅強

【關(guān)鍵字】BIM；設(shè)計方案審查；規(guī)則庫；智能審查

2018年，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《關(guān)于開展運用 BIM 系統(tǒng)進行工程建設(shè)項目審查審批和CIM 平臺建設(shè)試點工作的函》（建城函〔2018〕222 號）中已經(jīng)明確提出要以工程建設(shè)項目三維電子報建為切入點，在“多規(guī)合一”的基礎(chǔ)上，建設(shè)具有規(guī)劃審查、建筑設(shè)計方案審查、施工圖審查、竣工驗收備案等功能的CIM 平臺。2020年，《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》（建標規(guī)〔2020〕8 號）中提出要試點推進BIM 報建審批和施工圖BIM 審圖模式，推進與城市信息模型（CIM）平臺的融通聯(lián)動。目前，全國各個試點城市已經(jīng)陸續(xù)開展了基于BIM 的審批審查系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用工作。

建設(shè)方案審查是工程建設(shè)項目審查工作的開頭，結(jié)合國家政策要求和未來智慧城市建設(shè)的需要，實現(xiàn)基于BIM 技術(shù)的設(shè)計方案報建審查也是大勢所趨，未來與施工圖審查、竣工驗收備案審查系統(tǒng)完成對接后，即可實現(xiàn)全過程的BIM 報建審查。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著政策的大力推行和技術(shù)的日漸成熟，國內(nèi)許多城市都相繼開展了基于BIM的審查審批相關(guān)工作。其中，廈門市在2019年啟動了基于BIM 技術(shù)進行工程報建審查的相關(guān)政策研究，并開展了BIM 規(guī)劃輔助報建審查系統(tǒng)的建設(shè)；南京市主要是在CIM 平臺總體框架之下搭建工程建設(shè)項目BIM 報建智能審查系統(tǒng)，并要求2021年3月以后的新建工程應(yīng)用該系統(tǒng)進行各階段的報建審查管理[1]；2020年1月，廣州市要求部分新建工程項目全過程應(yīng)用BIM 技術(shù)，同時建設(shè)兩個基于審批制度改革的輔助系統(tǒng)和基于CIM 的統(tǒng)一業(yè)務(wù)辦理平臺；湖南省在2020年發(fā)布了《湖南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳關(guān)于開展全省房屋建筑工程施工圖BIM 審查工作的通知（試行）》，要求新建房屋建筑工程施工圖分階段實施BIM 審查，并先后下發(fā)了《湖南省BIM 審查系統(tǒng)技術(shù)標準》《湖南省BIM 審查系統(tǒng)模型交付標準》《湖南省BIM 審查系統(tǒng)數(shù)字化交付數(shù)據(jù)標準》，以支撐新政實施。

可見，基于BIM 技術(shù)的工程建設(shè)項目報建審查工作的落地實施深受關(guān)注，在各個試點城市推行的效果較為顯著。目前的試點應(yīng)用多集中在施工圖報建審查階段，在前期規(guī)劃設(shè)計階段的應(yīng)用較少，一方面是由于在當前的工程建設(shè)項目中，BIM 建模及應(yīng)用大多始于施工圖階段，模型深度和建模水平都更接近審查要求，更有助于BIM 審查制度的推行；另一方面，施工圖審查階段的審查要點和指標體系已較為明確，在規(guī)則庫建立時，更有助于提高自動化指標占比。

在設(shè)計方案審查階段，傳統(tǒng)模式是由報建單位提交PPT 方案、效果圖和CAD 圖紙，由主管部門組織技術(shù)審查與審批工作。這種方式的問題在于，文字版方案無法用于分析計算，不利于對上報數(shù)據(jù)進行核算和比對；同時，效果圖的展示形式容易更多地凸顯和美化自己，弱化周邊環(huán)境，從而影響科學決策；此外，這類資料不利于后續(xù)的全過程管理，無法支撐項目管理的延續(xù)性。而從施工圖階段的應(yīng)用來看，BIM技術(shù)能夠很好地解決以上問題。

2 基于BIM 的設(shè)計方案報建審查

本研究的主要思路和目標是，基于設(shè)計方案BIM 模型實現(xiàn)計算機智能化檢查，對比論證其與標準規(guī)范條文和前期規(guī)劃條件的符合性、與實際報審文件的一致性，從而快速規(guī)范方案指標數(shù)據(jù)，減少后續(xù)環(huán)節(jié)的審查時間、提高審查精準性。

計算機審查的原理[2]是，對方案審查相關(guān)指標進行分析和拆解，建立審查算法規(guī)則庫，同時在方案建模時，將審查指標錄入設(shè)計方案BIM 模型，并導出專用的中間交換格式文件實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密與信息存儲，然后在系統(tǒng)中導入該交換格式文件，對模型中的設(shè)計參數(shù)和對應(yīng)指標的算法規(guī)則進行自動比對，如比對結(jié)果一致或誤差在允許的范圍內(nèi)，則審查通過，否則為不通過。最終導出審查結(jié)果。

2.1 BIM 建模

BIM 模型是實現(xiàn)BIM 報建的基礎(chǔ)元素，報建單位需根據(jù)統(tǒng)一的模型交付標準制作BIM 模型，并由指定的模型審核單位負責審核。方案階段的模型制作內(nèi)容主要包括場地總平面模型（例如建筑紅線、用地紅線、道路紅線、綠化用地、地形、道路、室外停車場、園林景觀、場地附屬設(shè)施及配套設(shè)施等）和建筑單體模型（例如建筑外墻、建筑內(nèi)墻、幕墻、梁、柱、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、門、窗、屋頂、樓板、坡道等）。

將審查指標分為幾何信息與非幾何信息兩種類型，通過BIM 模型搭建，可將幾何信息體現(xiàn)在模型本身的屬性信息當中，包含軟件自帶信息和手動輸入信息兩種，例如，用地紅線、建筑退界、場地標高、建筑高度、建筑面積、建筑狀態(tài)、綠地類型等；而同時也要在建模時，將非幾何信息以文本或數(shù)字參數(shù)的形式錄入或掛接到模型構(gòu)件中，結(jié)合計算公式與模型本身的幾何數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的指標參數(shù)，例如，容積率、建筑密度、綠地率、計容建筑面積等。

此外，不同BIM 建模的軟件平臺格式不統(tǒng)一，會對模型入庫產(chǎn)生影響，因此可以采用中間交換格式來解決這樣的問題。例如雄安新區(qū)在應(yīng)對數(shù)據(jù)交付問題時，提供了XDB 插件，無論使用哪一種BIM 軟件平臺搭建模型，都可利用插件轉(zhuǎn)換成.xdb格式，解決了格式不統(tǒng)一的問題。

圖1 設(shè)計方案審查指標分類

2.2 規(guī)則庫建設(shè)

規(guī)則庫是計算機判定方案是否滿足標準規(guī)范要求的依據(jù)，而當前規(guī)范條文為便于人工解讀，多是以語言描述的形式，包含了文本式語句、圖表和計算公式等內(nèi)容[3]。因此，需要由系統(tǒng)開發(fā)單位依據(jù)報建相關(guān)的審查規(guī)范，結(jié)合行業(yè)專家與技術(shù)審查人員的意見，將其中非結(jié)構(gòu)化的規(guī)范條文轉(zhuǎn)換為計算機能夠識別的語句，建立規(guī)則庫，從而實現(xiàn)自動審查。

對標準規(guī)范條文進行梳理和分類，主要分為可量化指標和不可量化指標；其中不可量化指標不作為機器自動化審查的控制性指標，以人工審查為主；可量化指標按照管控類型又分為類型管控、上限管控、下限管控、區(qū)間管控和不管控。

具體來說，類型管控指標是通過一個條件判斷該項指標應(yīng)當屬于哪種類型，例如建筑類型，需要結(jié)合用地類型來判斷，民用建筑賦值1，工業(yè)建筑賦值2，農(nóng)業(yè)建筑賦值3，如果居住用地對應(yīng)工業(yè)建筑那么就會判定不符合；上/下限管控就是將標準規(guī)范中的量化要求作為上限或下限，如方案指標超出對應(yīng)的限定值，則判定不符合；區(qū)間管控也是同理，將標準規(guī)范中設(shè)定為一定數(shù)值范圍的控制性指標作為管控區(qū)間，方案指標處在這個區(qū)間內(nèi)，則判定符合，如超出區(qū)間，則判定不符合；另外對于規(guī)范中未進行強制要求的指標設(shè)定為不管控指標，僅作為參考指標，最終由主管部門進行判定。同時，還應(yīng)提供自定義指標，對依照本地特點及控制性詳細規(guī)劃所提出的特殊指標要求進行管控。

由于不同項目類型的技術(shù)管控要求有較大區(qū)別，因此需設(shè)定多種規(guī)則庫以供篩選，如可劃分為建筑工程指標庫、市政工程指標庫、道路工程指標庫等；針對特定行業(yè)建筑也應(yīng)結(jié)合相應(yīng)的規(guī)范設(shè)定規(guī)則庫，如幼兒園、中小學校、醫(yī)院等；此外，也可加入特殊方向的指標庫，如，海綿城市指標庫、綠色建筑指標庫、智慧城市指標庫等。

2.3 指標符合性審查

報建方上傳BIM 模型后，計算機自動提取模型中掛接的屬性信息，與BIM 模型聯(lián)動顯示，在查看指標信息時，可以同時在模型中進行對應(yīng)查看，以空間+屬性相結(jié)合的方式輔助審查。根據(jù)項目類型及相關(guān)情況選擇規(guī)則庫，屬性信息與規(guī)則庫中的指標進行匹配對比，符合的顯示通過，不符合的則給出提示說明，以輔助審查人員進行判斷。

2.4 空間分析輔助審查

提供多種三維可視化空間分析工具輔助方案審查。

1）方案比選。同一項目上傳多個方案，可在三維可視化場景中實現(xiàn)多屏查看和對比分析，支持多方案對比、同一方案的不同版本對比、方案與現(xiàn)狀對比，能夠直觀反映該項目與其周邊城市現(xiàn)狀環(huán)境的關(guān)系，便于選擇最佳方案。

2）日照分析。查看在不同日期、不同時間點上，當前區(qū)域建筑物的日照陰影變化。

3）天際線分析。用一條連續(xù)閉合線段描繪城市景觀在不同視角下的天際輪廓線效果。

4）控高分析。檢查方案建筑物高度是否符合指標，并用不同顏色標示出建筑物超高程度。

5）貼線率分析。對比沿街建筑及建筑控制線，自動計算出貼線率。

6）樓間距分析。自動計算所選區(qū)域范圍內(nèi)建筑的樓間距。

7）通視分析。以不同顏色顯示三維場景中兩點之間的可見性，如從某建筑上某一點往西看，能看到的區(qū)域以綠色顯示、看不到的區(qū)域以紅色顯示。

2.5 報告生成

按照相關(guān)主管部門要求，建立報告生成格式，列出指標符合性審查結(jié)果及審查意見，并提供下載打印功能，為行政審批提供有效依據(jù)。

3 結(jié)語

本研究為工程建設(shè)項目方案設(shè)計階段提供了一種全新的報建審查方式，實現(xiàn)了從二維模式到三維模式的轉(zhuǎn)變，有效提高了審查效率，減少了人為因素影響，并且對于實現(xiàn)工程建設(shè)項目全生命周期的數(shù)字化管理和城市智慧化治理具有非常重要的意義。為確保新方式的順利實施和推廣，還需提供一定的保障措施：

1）統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準。為使報建方能夠順利上傳BIM 模型，并且模型深度與文件大小能夠滿足數(shù)據(jù)應(yīng)用與輕量化要求，需制定統(tǒng)一的BIM 模型數(shù)據(jù)制作與入庫標準，以確保BIM 報建的可行性與應(yīng)用效率。

2）制定配套政策。傳統(tǒng)的報建審查資料以二維圖紙和圖文方案為主，要改變原有工作方式，不僅要有高效便捷的應(yīng)用工具，也必須有自上而下的鼓勵性或強制性要求，因此，要推行新的方案審查方式，應(yīng)制定和下發(fā)相應(yīng)的政策要求，從而使相關(guān)方都能接受并按照新的要求執(zhí)行。

3）支持多方協(xié)同。按照方案報批報建的流程，參與方包含了報建方、主管部門、技術(shù)審查專家、各相關(guān)部門等，線上溝通的便捷性就變得尤為重要。系統(tǒng)需支持在線問題標注、意見編寫、點對點發(fā)送、實時溝通、意見匯總和消息提醒等功能，以提升協(xié)同工作效率，確保溝通記錄留存、資料安全共享。

表1 設(shè)計方案審查指標規(guī)則化示例