BIM协同设计模式及质量控制要点研究

冯卫闯 王腾飞

摘要：随着建筑信息化的发展，以建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术为代表的数字化技术受到国内外建筑业的广泛关注。目前，BIM技术的价值在中国工程建设行业已经得到广泛认可，在一些建设项目设计中也得到了积极的应用，其应用的范围和深度也在不断扩展。但由于受到软件功能、出图标准、审图制度等因素的限制，采用BIM技术直接进行三维设计的方式尚未普及，与二维三维协同设计模式，二维设计完成后三维设计验证等模式同时存在。几种设计模式的流程、质量控制的方式和控制要点各不相同，文章主要针对这几种协同设计模式及质量控制的相关问题进行阐述。

关键词：BIM 协同设计模式 流程 质量控制 控制要点

1 三维协同设计的特点

1.1 设计组织架构和设计流程的变化

与传统设计组织架构相比，三维协同设计打破了传统专业间的时间顺序概念，不再需要原來的上下游设计流程，各个专业之间的设计者彼此进行沟通即可。三维协同设计团队的分工更加明确，进一步细化了分工，工艺专业只需要投入到工艺流程的优化设计，机制、管道、土建设计人员能够将工艺设计意图快速准确的搭建可视化模型，在三维模型的基础上，机制、管道、土建设计人员即可进行下一步详细施工图的设计工作。三维协同设计技术使得整个团队的工作实现无缝连接，从横向组织架构看，设计人员只需要专注于本专业的设计和优化，各个专业设计人员全程参与，协同完成三维模型，专注于三维协同软件的应用。从纵向架构看，多个专业同步进行设计，从很大程度上提高了项目的整体设计质量。

1.2 可视化促进沟通

传统的二维CAD设计可视化效果较差，设计人员无法从二维图纸中检查出所有的设计问题，而三维协同设计的应用，最大的优势便是能够实现可视化沟通，从现实中的场景来体现设计意图。三维协同设计可视化的基础是把所有专业的设计都建立到一个模型中进行分工协同。例如机制、管道和土建专业分包在专业软件进行建模和施工图绘制，各个专业将模型链接到一个统一的三维协同软件平台模型，利用三维协同软件提供的复制与监视功能，将设计者需要关注的元素进行监视，如果发现链接文件发生变化，就能体现在模型中，并进行自动提醒，从而及时调整自己的设计。可视化同样能够让业主更加深入的了解设计人员的想法，也有利于现场施工进度的加快，进一步避免安装错误。

1.3 协同合作、多专业参与

目前，在三维协同设计技术推广阶段，协同合作、多专业参与是其最核心的设计理念，从最初的设计方案开始，三维协同设计模型就不仅仅是工艺专业一个专业领域的任务，而是各个专业来共同参与完成的。以往的设计项目管理各条线协作模式基本上处于点对点沟通协作模式，这种模式信息传递效率低，容易出现差错，并且成本较高，而三维协同即时模式的建立则在很大程度了改善了这些问题，各个专业之间协调工作，实时分享，大大减少了各专业的工作量，设计效率和质量得到了明显的提高。

1.4 为项目精细化管理提供了可能

在实施过程中，三维协同设计逐渐建立了统一的适合某建筑的设计标准，与软件商一起建立了统一的节点库文件，对于各专业的图纸字体、字型和图层等做出了明确的规定，项目负责人能够统一进行三维设计模型库的维护和管理，有效避免了大量的重复设计，为各个设计阶段的高度一致性和集成性提供了保障，提高了整个项目团队的工作质量和效率。三维协同模型有着便于计量的优势，在模型建立的初期和后期，根据时空维度和构件类型等生成项目工程量信息，进行汇总、拆分和对比分析，为企业提供了及时、准确的工程基础数据，进一步为工程造价、项目管理以及进度款管理的精细化决策提供了可能。利用这些模型生成的项目工程量信息，能够进一步细化企业项目管理，进一步精确人员和材料、机械计划等，大大减少了资源和物流等的浪费，为限额领料、消耗控制的实现提供了有力的技术支撑，进一步提升了承包项目的集约管理水平，控制了项目的成本。

2 BIM三维协同设计模式及过程质量控制要点的研究

受限于BIM设计平台目前的功能还不完善，不同设计平台数据无法很好的实现互通，不符合国内设计企业出施工图纸和本地化的要求，没有相配套的BIM设计国家标准和配套审图制度等因素，采用BIM进行全专业三维协同设计还无法实现。目前国内大多设计企业还处于二维施工图设计设计完成后，依据施工图创建BIM模型进行设计验证和综合管线设计的应用阶段，也存在着二维三维同步设计和三维专业协同设计的项目尝试。

由于BIM技术的应用，这三种协同设计的模式，都能够从不同程度上提高二维设计的质量。三种协同设计模式的流程和质量控制的侧重点各不相同。

2.1 BIM设计验证流程及质量控制要点

BIM设计验证模式的是在二维施工图设计完成后进行各专业三维模型的创建。BIM设计人员通过创建的三维模型，进行三维碰撞检测和可视化的漫游查看，发现设计图纸中存在的专业信息不一致、错漏碰缺和不符合使用功能要求等问题。二维设计人员依据BIM设计发现的这些问题，进行设计图纸的修改和完善。设计的一般流程如下：

BIM设计验证模式下BIM模型设计质量控制的要点包括：

①保证BIM设计模型与二维设计的数据的一致性和完整性；

②重点验证二维设计专业间的不一致问题；

③进行各专业间的和专业内的碰撞检测，对管线密集区域和影响空间净高的问题的识别；

④重点识别不满足净高要求和不满足使用功能要求的区域；

⑤通过BIM设计模型的自校、校对和审核来控制数据的一致性和完整性。

⑥二维设计图纸应结合BIM设计验证出的问题进行逐项落实，进行必要的修改。

2.2二三维协同设计流程及质量控制要点

二三维协同设计模式同样也是在二维提供图纸资料的条件下进行三维模型的创建。与单纯的BIM设计验证模型不同的是，在这种模式下BIM三维设计人员介入的时间提前了。BIM三维设计人员扮演一个管综专业或项目负责人助理的角色，在二维设计的过程中承担着各专业空间位置协同的作用。较单纯的BIM设计验证模式，这种模式BIM发挥了更大的作用，虽然没有直接参与到专业设计中，但已经深入到了设计的过程。二三维协同设计一般流程如下：

二三维协同设计模式对设计质量的控制要点包括：

① BIM设计模型与二维设计的数据的一致性和完整性；

② BIM设计过程设计模型的及时性，应能满足二维设计验证和空间协调的要求；

③ 合理控制设计过程中各专业BIM模型设计的深度，满足空间协调的要求即可，模型设计深度过高会影响BIM模型的工作量和提交的时效性。

④ 进行BIM设计过程模式的校审工作，并通过模型整合会做的方式进行专业间的空间协调。

⑤ BIM综合管线设计模型需经过各专业设计的会审。

2.3三维专业协同设计流程及质量控制要点

三维专业协同设计是各专业设计人员直接采用BIM設计平台进行全过程的三维设计和出图工作。专业人员在同一数据源（项目中心文件）下工作，可实现实时查看各专业的三维模型，及时发现专业间的问题。与二维协同设计相比，可实现更深层次的协同，方式也有不同。

三维专业协同设计的流程如下：

三维专业协同设计模式对设计质量的控制要点包括：

① 各专业互提资料模型的设计深度控制；

② 各专业互提资料时机的控制；

③ 中间模型、评审模型和成品模型的设计深度控制；

④ 各专业设计模型的校对、审核和评审控制；

⑤ 综合管线设计模型的会审和评审控制。

3 结束语

利用BIM技术进行三维协同设计尚未得到广泛的推广和应用，设计工作中存在着二三维设计同时存在、相互补充的各种协同工作模式。BIM技术在其中都发挥着重要的作用，能够明显提高设计的质量。随着今后建筑行业信息技术的发展、BIM软件平台的完善和国家BIM设计标准、政策的出台，BIM三维协同设计将会得到更广泛的应用。

参考文献

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