國產BIM工具在設計施工一體化中的應用嘗試

摘" 要：近些年來，提升BIM應用價值，倡導一模多用的呼聲在房屋工程行業中愈發明顯。考慮國外BIM工具對于國內房建設計項目應用存在的局限性，該文采用國產BIM設計工具——廣聯達數維設計工具以及施工應用工具BIMMAKE，分析國產BIM設計工具在施工圖設計及施工深化應用中的價值。可以看出，數維設計工具能夠滿足國內現澆結構的施工圖設計需要，而且土建設計數據可以直接對接BIMMAKE工具，來進行施工階段砌體深化設計、木模板深化設計等應用，滿足設計成果與施工應用一體化的要求，提升項目的盈余率。

關鍵詞：國產BIM設計工具;設計-施工一體化;建筑信息模型;BIM技術;數維設計

中圖分類號：TU17" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）26-0172-05

Abstract： In recent years， the voice of promoting the application value of BIM and advocating multi-purpose of one module has become more and more obvious in the housing engineering industry. Considering the limitations of foreign BIM tools in the application of domestic housing design projects， this paper uses domestic BIM design tools-Guanglianda digital design tools and construction application tools BIMMAKE， to analyze the value of domestic BIM design tools in construction drawing design and construction deepening application. It can be seen that the multi-dimensional design tools can meet the construction drawing design needs of domestic cast-in-place structures， and the civil design data can be directly docked with BIMMAKE tools to carry out the application of masonry deepening design and wood formwork deepening design in the construction stage， which can meet the requirements of the integration of design results and construction application， and improve the surplus ratio of the project.

Keywords： domestic BIM design tools; design-construction integration; building information model; BIM technology; dimensional design

2016年，國務院以及國家住建部大力推廣工程總承包制，深化建設項目組織實施方式的改革[1]，2019年12月，國家住建部決定于2020年3月1日，正式實施《工程總承包管理辦法》，工程總承包的房建項目設計模式逐步發展壯大。在這樣的趨勢下，EPC的項目模式被廣泛地采用。總承包單位需要在這樣的模式下對建設項目的設計、采購、施工等要素進行全面的管控，對于相關單位的綜合管理能力提出了極高的挑戰。

在EPC模式中，建設項目的各種風險，包括項目控概、工期進度、資金采購等風險正逐步向總承包單位轉移[1]。因此，總承包單位需要利用多維手段，全面分析并化解各類潛在風險，以確保項目能夠順利履約，并在合理范圍內實現盈利。這對總承包單位的綜合管理和風險應對能力提出了更高的要求。

房建工程項目在施工階段的核心要素主要在于安全、質量和進度[1]。目前傳統的3D建模技術可以搭建建筑模型，然而模型表達還很單一，模型的應用局限性較大[2]。另外，房建工程項目中依然面臨著材料規范性不足、專業協調性差以及安全措施不到位等問題，這將會導致項目施工過程中存在許多潛在隱患。利用建筑信息模型（BIM）技術能夠更妥善地規避這些問題。BIM技術可以根據建筑信息和項目特點，建立更加全面且準確的模型，并能夠實時修改模型，為項目施工提供便利，進一步提高施工管理水平[3]。

在設計工具層面，目前國內主流的BIM三維設計軟件主要是國外的Revit、Tekla等產品，國產軟件在行業跨度及深度上存在一定距離;還有，BIM三維設計需要大量的設計規范來進行設計限定，國外的設計軟件平臺遵從的設計規范和國內存在大量差異，選用適合國內建筑設計產業的BIM三維設計軟件，滿足國內的專業設計規范以及設計人員的設計習慣，是一項非常重要的工作路線的選擇。

本文選擇一個大型辦公樓設計項目中，選用國產設計工具完成設計任務，并推進完成設計施工一體化應用嘗試，包括砌體深化、木模板深化等。

1" 項目概況及工具介紹

1.1" 項目簡要介紹

本文討論的設計項目是一棟辦公樓，項目位置位于陜西省，屬于中國西北地區，項目占地面積5 000 m2，總建筑面積超過65 000 m2，總建筑高度49.65 m，地下共3層，地上12層，工程設計等級一級，耐火等級一級;整體設計內容涵蓋建筑、結構、給排水、電氣、暖通和幕墻等專業的設計內容。項目大致的效果圖如圖1所示。

1.2" 設計工具選用及說明

本文探討的是國產BIM設計工具在房建項目應用領域中的價值，所以選用的都是國內自主研發的工程設計軟件。本項目選用的設計工具是廣聯達科技股份有限公司自研的數維房建設計套件（以下簡稱“數維工具”）。軟件建立了統一的數據標準和構件級云端協同機制，為建筑設計與咨詢企業提供全專業、全過程、全參與方的數字設計整體解決方案，為設計業務降本、提效、增值，構建建筑設計互聯網平臺和設計市場新生態，推動行業數字化轉型升級。

首先，數維工具自身以數字驅動新設計作為產品理念，建立了統一的BIM數據標準，做到模型構件級別的協同和結構化的專業設計規則;其次，充分利用網絡云端來做數據集成和團隊協同，做成“云+端”的設計產品，實現多人實時協同和異地協同;最后，產品自身具有開放的三維建模功能，為BIM開發提供了輕量、簡單、高效的平臺，保障BIM應用開發的靈活性。整體來說，這套設計產品旨在讓建筑設計團隊可以“零成本”獲得BIM價值。

項目層面施工方面選用的工具是廣聯達BIMMAKE，它可以做到直接接收數維工具的設計格式實現一模多用以及對應的系統性土建專業深化設計，通過精準的工程量和模型信息提升項目的盈余率，滿足深化設計出圖、施工算量以及可視化交底指導等方面的應用。實現施工應用模型高效搭建并滿足多項成果應用。他的4大核心功能是快速獲取模型、靈活構件創建、施工BIM深化設計、多遠數據接口。

2" 項目設計階段及施工階段的應用點簡介

2.1" 應用廣聯達數維工具的項目設計流程

在現階段，數維工具主要用于施工圖模型的建立以及施工圖圖紙的繪制，最終成果模型也可以在云端進行輕量化的展示。軟件使用的整體流程包括“協同設計中心完成項目初始化”—“設計工具建模”—“軟件成果歸檔及交付”三大步驟，接下來我們將會分步進行展示。本文主要討論的是設計與施工一體化的應用討論，鑒于工具現有能力的問題，本文暫不討論機電專業的設計任務。

2.1.1" 在數維協同平臺上完成的項目初始化

軟件協同設計中心的項目初始化主要包括以下4步操作（圖2）。

登錄廣聯達數維協同設計平臺并登錄賬號，根據項目的單體配置來創建項目。

項目創建完成后，需要按流程逐步完善項目的具體設置信息。包括項目工作團隊成員的定義，每個工作團隊的工作單元的定義。

項目團隊用來明確設計建模工作人員是誰，工作單元需要按照工作人員的工作任務將項目逐步劃分出來。

完成項目工作團隊以及工作單元的定義，需要為項目安排足量的設計構件以及通用的設計信息——標高、軸網。正確設置這些條件，才可以保證同一個項目單體的設計信息的一致性。

其中，最為重要的是第2步，工作單元的劃分設置關乎到設計人員是否可以在設計工具端打開工作單元開始項目設計工作。當項目管理人員完成以上步驟之后，建筑項目各專業設計人員才可以打開對應專業的設計軟件工具端，登錄賬號開啟模型設計工作。

2.1.2" 利用設計工具開始三維模型設計工作

現階段，建筑軟件主要工作進度從施工圖設計工作開始，在這個階段，初步設計結果已經基本完成了。建筑師需要依照項目的施工圖精度開始后續設計任務，完成墻、柱、樓板、洞口、門、窗、樓梯和坡道等基礎建筑構件的模型搭建工作。本項目為典型的辦公樓，相關建模任務更多的時間聚焦于首層平面、標準層平面、機房層平面以及屋頂平面的模型組成任務（圖3）。

結構專業工具可以直接對接結構計算工具盈建科的計算模型，將模型導入數維工具中完成結構模型的初始搭建。數維結構工具提供了便捷的施工圖初始化生成工具，用戶可以直接輸出結構平面圖、墻柱平面圖、梁平法、板平法施工圖。配合配筋修改工具完成結構專業的施工圖圖紙（圖4）。

2.1.3" 設計成果制作以及數據交付

數維協同設計平臺提供了項目交付模塊，交付模塊可以按照要求整合多專業的工作單元設計模型，整合完畢可下載為輕量化BIM模型，這個模型不僅可以用于后續從網頁端查看模型，也可以對接BIMMAKE，開展后續土建深化設計工作（圖5）。

設計交付需要在協同設計中心中用管理員賬號進行操作，選擇結構全專業模型，交付給某個設計師賬號。當用施工BIM設計軟件打開交付的結構模型時，登錄交付的設計師賬號，就可以從協同設計中心打開交付的結構設計模型（圖6）。

2.2" 設計施工一體化應用介紹

數維完成土建專業設計之后，可以在BIMMAKE端登錄賬號點選獲得施工模型，來推進后續土建BIM施工應用，無需進行二次施工模型建模。本文主要探討基于BIMMAKE軟件進行的一些施工層面的應用。

首先介紹二次結構域砌體深化設計。項目上技術工程師在做砌體深化設計時，需要出砌體排布圖，統計材料用量。但是手動畫圖、統計材料用量太麻煩，如果進行了調整，還需要進行大量的調整，給二次結構與砌體排布帶來很大的困難。

在BIMMAKE中，可以直接設定排布規則，快速布置構造柱，門窗過梁，腰梁深化設計，自動排布砌體，出圖出量出效果圖，輕量化模型，用于施工交底和質量檢查（圖7）。

其次介紹鋼筋深化設計。鋼筋是主體結構施工時重點內容，在實際施工中經常會遇到鋼筋過密、碰撞、復雜節點不清晰等問題，二維圖紙不易發現這些問題。如果使用三維建模軟件，由于鋼筋模型的數量往往較多，鋼筋三維模型的創建將耗費大量的時間與精力。

在BIMMAKE中，支持數維結構的模型數據，可以實現快速創建鋼筋模型的目的。同時對于導入的鋼筋模型，進行節點精細化調整，使其符合規范及施工要求，引注鋼筋做法，支持圖片或模型交底，詳細指導現場鋼筋的施工（圖8）。

最后介紹模板設計的應用。BIMMAKE支持靈活設置木模材料、尺寸規格、拼模參數等，一鍵配模，自動生成相應的設計方案，輸出施工圖表來指導下料和施工，包括模板排布方案圖、非標模板加工圖、模板接觸面積統計表等施工設計成果（圖9）。

3" 結論

1）廣聯達數維設計工具可以滿足房建設計項目中各專業的施工圖模型設計工作，模型建模工作可以逐步替代Revit在施工圖設計階段的工作;針對數維工具可適配的項目，模型相關的施工圖出圖工作已經滿足了設計院的審圖要求。

2）數維工具“云+端”的設計模式，讓設計人員不再嚴格限制工作地點，數字化的云端存儲給設計成果存檔提供了多一種可能，配合“公有云”或“私有云”的服務器存儲選擇，提高了設計成果的保密程度。

3）加快基于正向設計的BIM建模軟件的開發，讓設計師能夠從設計階段使用國產開發的軟件，對建筑業數字化轉型起到引領作用。

4）設計施工一體化，讓房建設計項目的數字化應用解決方案得到進一步落實。面向建筑設計企業、融合最先進的二三維數字技術，支持設計用戶實現從想法到表達、從協同到管理、以及施工一體聯動的多項產品與服務。

參考文獻：

[1] 孫浩，姜安慶，繆仁卿，等.基于EPC的BIM技術在“設計-施工一體化”中的綜合應用[J].建筑結構，2024，54（8）：152-158，151.

[2] 趙元，薛元琴，朵呈華，等.BIM技術在房屋建筑工程施工階段的應用研究[J].中國建筑裝飾裝修，2024（2）：68-70

[3] 孟慶明.基于BIM技術在土建現場施工管理工作中的探索與思考[J].大眾標準化，2024（4）：172-174.

作者簡介：王藝霖（1988-），男，碩士，工程師。研究方向為BIM技術在建筑設計行業中的應用。