曾庆飞
中建科技集团有限公司贵州分公司，贵州 贵阳 550000
[摘要] 随着经济和社会的发展，EPC总承包模式在工程建设领域得到了越来越广泛的应用，设计施工一体化已成为大势所趋。随着BIM新技术在建筑业中的应用，在设计阶段基于BIM正向设计也越来越受到市场的认可，笔者结合EPC和BIM的技术特点，阐述了基于BIM正向设计的方法，强化基于BIM的设计管理，规范基于BIM的设计工作流程，提高工程设计质量，有着重要的理论和实践意义。
[关键词] BIM；正向设计；设计流程
0 引言[
BIM作为建筑全生命周期管理的有效工具，将直接作用于EPC的设计、采购、施工及试运行的全过程、全覆盖的总承包管理[1]。如图1所示。
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EPC模式加强了设计与施工的联系，而BIM技术作为新型管理平台，其强大的信息共享能力、协同工作能力和专业任务处理能力，可以使EPC模式中原本点对总分散管理的状态得到有效的整合，更好的实现业主、设计与施工等各方的协同和对接[1]。
1.EPC&BIM模式的简要概述
1.1 EPC管理模式的特点及优势
1）有利于梳理工程建设中的各种复杂关系
工程项目的勘察、采购、设计、建设等环节如果采用分包，必定会存在业主与承包商、勘察设计与业主、执法机构与市场主体之间的混乱关系。
2）有利于优化资源配置
EPC模式采用“总价包干”，对工程项目前期环节的科学管理，可以有效控制并节约投资，因为业主方避免了与多个承包商的洽谈等多项事物，节省了大部分开支、避免了人力资源的无用浪费。
3）有利于降低项目的风险
应用EPC模式，仅需要一个总承包商，并且风险主要有承包商来承担，总承包商会想办法加快施工进度，不会出现工程延误和资金浪费等现象。
1.2 BIM+EPC的优点
1）控制项目投资
尽管项目设计阶段所用资金占总费用的比例不足以引起投资方的注意，但是造价预算资金占用了绝大部分的费用开销。在EPC总承包模式项目管理的基础上应用BIM技术，可以对设计阶段进行监控和优化，进而有效的控制项目投资。
2）控制进度管理
采用EPC模式就已经在很大程度上加快了施工进度缩短了工期，在此基础上又利用BIM技术对整个工程进行动态监控，实际施工的信息数据与后台模拟的各项要求互相对比，及时对方案做出调整，避免工程返工问题，有效的管理了施工进度。
3）全生命周期一体化
EPC模式简化了项目管理过程中的各种复杂的关系，使项目的全生命周期越发紧凑且便于操作。BIM将项目整个过程的所有信息集中整合与一体，完成了各个阶段的信息交流和共享，使得该工程真正完成了项目全生命周期的一体化。
1.3 BIM技术在建筑工程设计中的优势
1）可视化
可视化即所见即所得，是区别传统CAD与BIM最为显著的一点。基于BIM的可视化可以改善项目的沟通环境，提高项目的观赏度及阅览能力，增加建筑整体的真实性及体验感。
2）协调性
协调性主要是指各专业间的工作可以同时进行，以便减少由于信息不通而造成的冲突。BIM在项目建造前期能够检测并解决原设计中存在的不可忽略的不合理的设计细节，在一个完整的工程项目中，BIM模型可以智能的进行协调，将设计错误进行改正和优化。
3）一体化
应用BIM可以将建筑工程结构预先模拟，并能直接看到从开始施工到结束的全部实施进程，也就是说BIM贯通了整个项目的全部建筑过程，它所保存和修改的信息作用于项目的施工到交付使用。
2. EPC模式下基于BIM的正向设计
2.1 BIM技术特点
1）设计效果可视性
传统CAD设计的着重于平面表达，对于空间关系的表达不清晰，许多空间上的设计错误均由此发生，对于设计师的空间想象能力要求较高，增加了设计难度与校对时间。基于REVIT平台的正向设计可以实时观察建筑各功能的空间关系，降低设计师对于空间想象的难度，避免一些错误的发生，设计、校对时对于空间内各构件的关系可以有更直观的把握。
2）数据化
在平面图纸中不论何种构件，均以“线”这一信息表达，依靠注释对于“线”进行解释，得到了墙、柱、管道等各种构件，但一旦注释缺失或所需信息较注释信息更加深入，不论是蓝图还是CAD电子版图纸均无法得到所需内容。通过BIM正向设计，所需信息均包含在模型内，所见即所得，深度高的交付模型可以与竣工建筑无异。丰富的数据内容是REVIT平台在正向设计中最重要的环节。
3）可编辑性
BIM正向设计的模型包括信息，均可快速便捷的进行编辑。
4）联动性
任意修改都不是孤立的，可以直接反映到其他与之相关的构件，提高了建模的准确性以及提高了修改的效率。
5）协同性
①可以网络工作。
②工作内容可查。
③文件安全性。
④服务器要求低。
⑤个人工作权限固定。
2.2 BIM正向设计的流程
B IM正向设计的流程和CAD的设计流程是类似的，只是两者通过不同的维度和展现手段来表达建筑的设计。
BIM的初衷，是更高形式的表现设计意图、描述建筑的手段。相对于传统CAD，BIM为我们提供了另外一种表达设计意图的手段，即刚开始就创造一个三维模型，并添加相应的信息，应用于整个建设过程。当集成的三维链接了信息之后，设计师就会有个更快、更高质、更充分的设计过程，风险得以减小、设计意图得以维持、质量控制得以改进、交流更加可视化，高级分析工具也得以更有效的利用。再看国内现在BIM的报道，都太注重BIM的外在表现形式，而忘记了BIM的初衷。甚至，国内BIM的主流是先完成施工图，然后根据施工图再建立三维模型，也就是我们现在说的翻模，完全违背了BIM的初衷。BIM初衷就是，直接在三维环境下进行设计，即参数化、模块化设计、方案优化、自动出图、图纸与模型相互关联，甚至可以与计算模型结合，同步优化，这个过程，也是我们现在提到的BIM正向设计。
1）基于BIM的建筑方案设计流程
方案设计阶段的工作内容主要依据设计条件，建立设计目标与设计环境的关系，提出空间架构设想、创意表达形式及结构方式的初步解决方法等，目的是为建筑设计后续若干阶段工作提供依据及指导性的文件。基于BIM的建筑设计流程[2]。如图2所示。
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2）基于BIM建筑施工图设计流程
施工图设计是建筑设计的最后阶段。该阶段要解决施工中的技术措施、工艺做法、用料等，要为施工安装、工程预算、设备及构配件的安装制作等提供完整的图纸依据。从工作流程角度来看，其工作内容是对初步设计成果的进一步深化，因此流程同初步设计流程类似。如图3所示。
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2.3 BIM正向设计的意义
1）完美呈现建筑师的设计意图。
2）提高建筑的设计质量及效果。
3）缩短建筑设计的周期，降低施工阶段设计变更的数量。
4）降低甲方的投资成本，降低风险。
5）提高施工方的施工质量及施工进度。
2.4 BIM正向设计推动难点
目前BIM技术应用在设计院主要是以试点的形式存在和发展，一直没有主动大力推广正向设计。主要原因在于：
1）BIM技术应用一直处于投入大，产出小的状态，如果不是业主强制实施，作为企业难以大力推广BIM技术应用。
2）配套软件问题，BIM技术最早发展于建筑行业，2013年前后才引入基础设施行业，主流平台均为国外产品，还没有和国内标准和规范进行深度融合，与之配套的专业软件更是匮乏，实施效率低，难以实现或推广BIM正向设计。
3）BIM标准、相应的法律和法规不够健全完善，目前BIM相关的规范标准相对滞后，BIM设计成果的合法性、有效性、一致性等问题尚待研究解决，还有BIM数据修改权限和知识产权等问题均是企业采用BIM设计制约因素。
4）设计师本身的设计任务比较繁重，设计周期太紧张，甲方爸爸不买单，BIM学习周期太长等，都是制约发展BIM正向设计的因素。
3.如何提高BIM正向设计效率
3.1 编制相关标准
编制企业内部标准，包括BIM族库标准、BIM模型标准、BIM协同标准、BIM交付标准等，基于之前的项目经验累积制定以BIM为一个平台的各专业协同设计的工作模式，确保了图纸与各专业模型成果可以相互关联。
3.2 建立BIM标准化族库
在工程实践中新建或修改相关构件，并使其参数化，且参数做到可以共享使用，如图4所示，并修改各构件的图形表达，使其满足相关专业制图要求，保证平面出图的图纸质量。
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3.3 BIM一体化协同应用
协同设计是当下设计行业技术更新的一个重要方向，也是设计技术发展的必然趋势[3]。未来BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念，同一构件元素，只需输入一次，各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。BIM带来的不仅是技术，也将是新的工作流及新的行业惯例。
4.结语
本文对EPC模式的优点进行简要概述，对基于EPC模式下BIM正向设计的流程及意义进行了分析，充分考虑了BIM正向设计和BIM的技术特点，阐述了BIM正向设计技术路线及推动难点，对如何提高BIM正向设计进行了剖析，为今后开展全专业BIM正向设计提供了借鉴。
参考文献：
[1]催为民. EPC模式下的BIM技术[g]
[2]李云贵. 建筑工程设计BIM应用指南, 2017.5:107-108.
[3]伍根志,张国正.BIM的全专业协同设计研究[J].装饰装修天地,2019,（20）:166.
[作者简介] 曾庆飞，男，中建科技集团有限公司贵州分公司，BIM工程师，e-mail：2804573@qq.com]