高鹏
南京工业大学土木工程学院 江苏省南京市 211816
摘要：近年来，BIM技术已经有了很大进步并且在建筑行业被广泛应用。其基础是标准化，核心是信息化。BIM主要是三维工作方式，建筑模型文件从几十MB到上千MB不等，所以对电脑硬件的计算能力和图形处理能力都提出很高要求。然而，在结构出图方面的案例还不是很多。本文对BIM正向设计的概念、基于BIM结构出图等内容做以简单分析。
关键词：BIM技术;正向设计；结构出图标准化
引言：BIM技术是建筑信息模型，与传统软件相比优势更大。而BIM正向设计就是在项目从草图设计阶段至交付全部成果都是由BIM三维模型完成，不涉及任何的DWG格式的文件。可以说BIM最初创立的目标，即设计信息参数化、方案优化、协同作业、计算与模型相结合，实现自动出图的愿景，现阶段虽然乍现曙光的同时，成本、前期效率都抑制了正向设计的良性成长。
一、BIM正向设计的相关分析
BIM正向设计，也就是在三维环境中直接开展设计的行为，包括分析项目需求、比选工程方案、选择结构形式、确定构件尺寸、推演施工方案、输出设计成果等基本过程。一般情况下，我们认为BIM正向设计是传统设计流程的三维化升级，是传统设计方式的数字化和信息化的过程，也是真正以BIM模型为中心，将不同维度的相关信息进行集成统一的设计方式。设计的核心，是一个不断沟通的过程。要做正向设计，首先就是要技术人才，即传统各专业设计师经过BIM软件技能培训或者BIM工程师经过专业与规范学习这两条路来实现。前者明显会更快捷、可靠，而且不破坏现有的团队与梯队。然而后者没有多年的培训与成长，不易形成有足够工程经验的团队。
在解决过人员问题后，再看向技术路线。这时会暴露出一些不足之处：
第一，三维协同与设计，需要考虑的东西更多更细致，因此工作量会无形增大。
第二，软件对不同专业的支持度也不一样，与传统施工图表达不匹配，甚至在二维制图功能方面的效率低于CAD软件。
第三，该软件对电脑硬件要求比较高，特别是一些大型项目，在后期对效率的影响非常严重。
第四，传统设计中不同专业在同一阶段的进度不同，导致前期协同不能够充分起到作用。特别是机电、内装等问题比较突出，在传统设计的周期内，机电都需要到最后几天才能够完成图纸，而且图纸上表达的位置仅是示意，这造成采用BIM正向设计手段时，大部分时间段里，机电是没有参与到协同中来的。内装专业尤其如此，往往土建与机电施工图完成后才开始设计，协同形同虚设，后面又造成土建与机电的一些返工。
第五，不符合现行各种报建报规的需求，由于它不接受其它格式，所以每报一次，都需要导出CAD图纸经过处理报送。这也是工作量的增加的重要原因。BIM正向设计是利用三维模型的直观特性，直接在三维环境下开展设计行为：分析工程需求、比较设计方案、选择结构体系、确定构造形式、输出设计成果。因此，BIM正向设计实际上是传统二维设计的数字化和信息化的过程，是传统设计行为的升级版。
而且，三维模型的直观性可以有效提高设计人员的理解和表达力，进而确保设计成果的质量。与此同时，还可以提高与业主、施工、管理等人员沟通的效率，从而降低沟通的成本。正向设计是一个不断分析需求并响应需求的过程，设计人员与模型之间必然发生频繁交互，这使得模型生长相对缓慢。但正向设计得到的必然是一个真正满足工程需求的最优设计成果，从项目的全生命周期来看，高质量的BIM模型，必然带来高的应用价值[1]。
二、基于BIM的结构出图
（一）BIM结构出图深度
图纸属于设计院产品，根据所要达到的不同的目的可以分成不同种类。例如，施工图、方案表现图等。然而图纸最基础也最为通用的目的则是表达出设计原本的意图，依据所展示的不同的对象，图纸所表达出的内容重点以及表达习惯会有一定的区别。基于BIM的施工图设计是对各专业BIM模型进行优化，对其进行集成、协调、修订，最终在此BIM模型的基础上得到各专业详细施工图纸以满足施工及工程管理的需要。在进行地道工程施工项目中，我们可以通过BIM软件制出一套可以满足核算成本以及指导施工的“施工图”。结构施工图不但需要项目骨架构造的具体类型、尺寸和使用材料要求的说明，还需掌握钢筋配筋情况、混凝土强度等级，标高等内容。这些工作流程都是针对由BIM模型得出的二维图纸而言的，结合BIM之后的深化设计流程与传统的CAD深化设计流程对比，前期的投入大一些，不过随着时间变长工作量会逐渐减少。
（二）BIM结构出图中逻辑关联性
BIM结构出图跟传统出图相比，有以下几个方面的优点：第一，BIM结构图纸中的注释符号不仅包括实体抽象代号或者单独的注释文本，还会有进步深化这些实体所需要的数值化信息，这些数值化信息可以进行提取、交换与分析。第二，设计师所做的图纸标注属于参数化设计过程。他们能够快速浏览到各种设计信息，经过对参数进行调整和修改，就能够实时进行方案对比选择以及配筋优化。此外，所生产的图纸始终与模型逻辑相关，在模型发生变化时，与之关联的图形和标注将自动更新。从初步设计到施工图设计只需使用同一个数据文件，这样的做法避免多个文件的重复修改，使得设计图纸找不到人为的设计错误。
（三）图纸标准化管理
在工程标准化管理工作中最重要的环节就是图纸标准化管理。通过使用计算机网络系统，可以更加方便的管理图纸以及在管理过程中保密要求、文档记录要求等，从而提升数据采集以及信息沟通效率。例如，地道工程中，我们可以把通过BIM模型生成的图纸定制模板文件，保证每一张图纸都具有独一无二的条形码，把所有繁杂的信息有序的组织起来，并进行精细化管理。通过软件自带的图纸资源管理库 图纸的名称、尺寸、类型、创建时间、修改时间等都会详细标示。如果图纸有变动或修改，再次打开图纸信息库时，也会有图纸变动的相关提醒。在陈翔路地道的结构出图应用中，利用BIM平台工具软件来进行施工图文档的打印和管理。然而在实践过程中，会出现通过BIM软件生产的图纸数量非常多，默认出图的视图表示方法中剖面符号、尺寸标注方法等内容与规范的要求差异很大，一张一张调整图纸，从而导致工作量大并且效率不高。若BIM软件可以按照国内的规范要求重新编制一些模板和参数，直接调用就可以完成图面调整 ，使图面符合制图规范要求，也可以大大提高出图效率[2]。
结论：综上所述，BIM是一个设施物理和功能特性的数字表达；是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目的不同阶段，不同利益方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自职责的协同作业。目前，BIM软件还在逐步完善，其被技术人员接受的主要因素仍是基于三维模型的出图效果。
参考文献：
[1]程希奇,李蓓,邱继衠.复杂建筑幕墙BIM正向设计研究[J].土木建筑工程信息技术,2020,12(04):23-33.
[2]刘云鑫. 基于BIM技术的矩形钢筋混凝土水池结构正向设计研究[D].北方工业大学,2020.