陈畅
同济大学建筑设计研究院(集团）有限公司 上海市 杨浦区 200092
摘要：随着建筑工程设计复杂程度增加及施工难度的提升，更多的项目采用设计总包或EPC项目总包。十多年前的以Revit为代表的BIM技术，正日益频繁的被提及并使用，有利于促进建筑施工一体化发展。
关键词：BIM技术、建筑工程、设计、应用优势
1、什么是BIM技术
BIM的全称是Building Information Modeling，通用的翻译为“建筑信息化模型”，是一种整合建筑设计、施工、管理、运营等工具。它将原有的二维平面图纸三维可视化表达。
近现代建筑设计手段有两次主要更新，均是生产工具改变生产力。电脑的出现及绘图CAD软件的诞生，将手工绘图变革到电脑绘图，这是第一次更新。此次更新是工具的改变，但设计模式本质依旧是二维平面。而BIM技术的出现，则推动了第二次更新，设计模式从二维提升到三维，涉及每个专业，各个阶段。基于BIM平台，使得建筑、结构、设备等专业可在同一模型中进行工作。核算结构、设备等碰撞，实现三维集成协同设计。
BIM技术可以更好地表达建筑工程的各种信息内容，更为全方面多维度准确的表达建筑设计，并且能统筹协调设计的各个专业。相对传统的设计图纸，运用BMI技术的建筑信息模型中，除传统三维建模软件的几何信息，还包括建筑专业各种构造及材料信息；包括结构、给排水、电气、暖通等专业。并通过BIM 技术充分整合建筑工程设计过程中涉及的各种信息，在一定程度上降低了建筑工程设计各专业配合难度，从而提高建筑工程的准确性及合理性。
2、BIM技术在建筑工程中的应用优势
2.1在设计管理中的应用
传统的建筑工程设计管理中，由于管理工作的内容繁杂，管理工作压力大，图纸难免出现遗漏及错误问题。应用 BIM技术的项目，全周期设计过程可以实现信息联动，包括场地参数信息、周围环境信息、施工难易度信息等，结合市场财务投入信息，以便于设计管理工作动态运作。
在项目前期阶段，利用BIM技术对项目进行整体分析及评估。整合用地的环境：包括日照、风环境、噪音、交通情况等，快速确定地块价值，帮助业主快速全方位确定项目可行性，推进项目落实。
在规划设计阶段：现有设计结合市场变化，可即时对设计进行调整。比如住宅项目在设计前期阶段，主推大户型；而在设计过程阶段市场受政策变化，需要提高小户型比例，通过BIM模型调整户型比例，快速得出经济技术指标，结合时间、经济等成本方面因素，为甲方判断市场提供依据。
在后期运营中，利用原有BIM模型，对设备进行高效的运营及维护，在使用过程中针对功能的变更，可以更高效准确的得出修改方案。如针对突发事件，空调设备集中运行，导致电力负荷过载宕机；水管破裂或堵塞等，可以准确找出需要维护区域，以便用更短的时间完成维修。针对商业，公寓，办公等后期会涉及分区租赁的建筑类型，在平面划分产权时，利用信息化模型，在三维空间层面合理划分空间产权维护区域，减少后期租赁个体矛盾，提高租赁管理水平。
以上各个阶段都基于建筑信息化模型，整个建设项目的设计内容均以信息方式展示，方便获取。在项目重点区域，相关信息具有可跟踪性，可以充分把控建筑的潜在隐患，便于筛选、处置，有效实现后续高效率维护和管理工作。
2.2在设计过程中的应用
建筑方案设计中，BIM 技术的应用成为了必要性的手段和方法。建立的BIM模型可以包括建筑材料构造、日照，节能，通风等数据。通过对这些数据的综合分析，模型对设计图纸和内容进行统计，同时实现数据可视化。可视化的BIM模型可以输入到相应的数据库软件中，实现分析、绘制、评价和绘图的集成功能。
简单而言，BIM 技术可以对工程设计的效果图更好的完善，在工程设计的分包过程中，不同工作团队的信息和数据掌握具有更高的针对性和专业性，减少了矛盾和冲突现象。。
建筑初步/施工设计中，相较于建筑信息化模型，传统的施工图设计一般在CAD中绘图完成。由于平面、剖面绘图的独立性，设计如果发生变化，不可避免地导致原有的建筑、结构的调整，传统的调整模式是：建筑专业牵头修改图纸，由平面剖面的调整，到楼梯详图、节点的调整。分阶段和需求提资反馈给各个专业。这种方式需要各专业紧密配合，针对调整内容，其他专业主动跟踪，才能尽可能不漏项，人力成本高，也较容易出错。比如管线综合断面图（见图1-2），设备三专业提对应断面管线，由建筑牵头同意协调布置。费时费力且容易出错。
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2.3在施工及后期运营中的应用
目前施工运用BIM技术最常见的应用是BIM碰撞检查，即常规称之为的管线综合（见图3-4），BIM模型碰撞信息相较于断面管线综合更为直观明了，减少沟通成本。
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建筑施工及后期运营中运用BIM技术的项目，由于数据信息是 BIM 技术的核心，是建筑设计的数据库。与以往方案阶段的三维模型相比，这种技术是一种可以携带指导施工的数字信息技术。因此，无论设计方、施工单位还是用户都可以利用这一技术在任何时间段更新信息的同时，模型根据变化可及时反馈给专业。比如：建筑设计方案或构造材料被要求修改时，将原有建筑设计数据更新后，所以依据数字模型出具的文件，包括图纸、计算书、节能报告等进行自动更新，各专业之间不合理问题也可清晰的暴露出来。数据信息技术的相关联，节省了大量的时间、人力和财力成本，提高设计施工准确性及效率。另外，设计人员能够在三维模型中生成不合理区域报告，及时制定修改方案，有效避免疏忽遗落，保证工程设计达到最大限度的精度和质量。
3、未来BIM技术在建筑工程技术中发展趋势
3.1任重道远
早在2008年，BIM软件之一 Revit公司已在各大高校中推广，当时还在校园中的我们用该软件参加高校之间的Revit设计竞赛，那时是第一次接触BIM相关软件。虽然当时操作界面和建模方式需要花时间去学习研究，但那时已经看到BIM在未来建筑设计中运用的场景，传统工程设计方式似乎终结之日可待。时至今日，虽然确实有不少项目是采用BIM技术，但绝大多数只是在施工图阶段使用该技术核算管线综合及结构碰撞问题。在使用的范围和频率上还为全面普及。原因不仅在于设计门槛，绘图习惯及流程本身，也与相关监督审查部门的传统管理方式有关。尽管 BIM 技术具有很大的应用优势，但在建筑工程设计中的应用却较为缓慢，它的全面应用还需要一定的时间。
3.2时代来临
2020年初，正值中国疫情爆发的时间段，参与的雄安A地块学校项目，因为疫情原因，我们很多会议但也无形的增加设计的工作量，相比传统模式，同一设计阶段需要提供更多人力成本，想必不远的未来，BMI技术的广泛应用也能极大的减少工作环节中人为的介入，也为更为公证化的手段铺平了道路。
4、结束语
BIM技术应用于建筑工程设计是十分必要的，它具有一定的现实意义和显著的作用。与其说BIM一种信息化软件，不如说是传统设计观念以外的另一种新的工程图纸设计方法，是相对之前土建设计阶段向设计总包和EPC项目总包过渡的设计施工整合机制。
但在实际应用中，BMI技术仍存在许多不足之处，需要进一步改进和完善。这次变革不仅仅是绘图工具的改变，随之一起变的是设计流程和周期，审查方式等一系列的改变。在今后的建筑领域中，将建筑工程设计与建筑施工相结合，在建筑工程设计难度越来越高的今天，加强相应设计方案与建筑工程之间的衔接，在改善建筑工程设计弊端的同时，更突出了建筑工程设计的现实意义。
参考文献
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