浅谈BIM在设计施工一体化中的应用

凌敏

（湖南宏辉建筑有限公司　湖南衡阳　421200）

浅谈BIM在设计施工一体化中的应用

凌敏

（湖南宏辉建筑有限公司湖南衡阳421200）

目前就我国而言，在建筑智能化、装饰装修、消防设施等局部工程方面已出现设计施工一体化，并逐渐向广度和深度发展。设计、施工两大领域联系趋于紧密，尤其是受国外的影响，一些奇特设计理念的出现，对设计施工一体化提出了新的挑战。BIM作为一种全新的建筑信息化工具，可为设计施工一体化提供可视化管理和技术支持。但随着BIM在设计施工一体化中越来越广泛的应用，许多问题也逐渐显露出来。在此情况下，本文对BIM在设计施工一体化中的应用进行了一定的研究。

BIM；设计施工一体化；应用

引言

目前，设计与施工两大领域的联系已越来越紧密，特别是在受到国外的影响之后，以及一些特殊设计观念的出现，向设计施工一体化提出了更高层次的要求。而作为一种全新的建筑信息化工具，BIM能够为设计施工一体化提供可视化管理以及一些技术支持，是现阶段国际和行业建设领域中关注的重点。在这种情况下，必须加强对BIM在设计施工一体化中的应用的研究。

1　设计施工一体化应用

1.1设计施工一体化总承包模式分析

在原建设部门发布的《关于发展工程总承包和工程项目管理企业的指导意见》中，对于设计施工总承包的定义为：工程总承包商按照企业合同的规定，承担工程设计与施工方面的责任，并全面负责承包工程的质量、安全、工期以及造价。目前，我国普遍采用的设计施工一体化组织（合同）架构如图1所示。

图1　设计施工一体化总承包模式组织（合同）架构图

1.2设计施工一体化优势

从项目施工角度考虑，设计施工一体化具有以下特征：①能够精准的把握总体设计方案。设计人员在进行工程方案的选择时，如果运用施工设计一体化，能够对工程施工过程中存在的各种不确定因素的影响进行充分的把握，例如工程工期、质量以及安全等，并在此基础上制定更加合理的、科学的方案，进而方便工程项目的顺利实施。②能够及时解决关键技术方面的问题。设计过程中会存在诸多关键技术问题影响着工程施工，例如对于地下室的抗浮问题，大部分的设计对施工阶段的抗浮没有考虑进去，致使施工过程中出现上浮现象，工程质量和工期均受到不同程度的影响，因此及时解决至关重要。③能够对工程施工中各专业工作进行充分的协调。实行设计施工一体化，在对很多分项工程深化设计的基础上，能够将建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业工作沟通到位，保证工程的顺利进行，提高建筑物的使用功能。④能够促进施工组织安排的顺利进行。设计施工一体化能够促使现场组织施工不会因材料、设备问题而拖延工程，可在前期做好准备工作，加快工程进度。

2　BIM在我国发展现状

BIM即为建筑信息模型，其主要是在所设计的建筑物实体中建立三维几何模型的方式，并在虚拟的平台上，使得所有建设的参与单位均能在可视化的环境下，对工程进行数字化的管理，从而实现提高管理水平以及工作效率的目的。BIM这项建筑行业信息技术的彻底变革引起我国的高度重视。从引进BIM技术以来，政府和企业在加快应用方面一直积极努力着，不断推出基于BIM的相关软件及举办各种BIM为主题研讨会。作为全新的理念和技术，在我国建筑行业中也初见成效，尤其是在复杂项目中，效果较为明显，例如“鸟巢”、世博文化中心以及上海中心大厦等。但通过相关调查发现，我国的BIM运用还处于宣传了解和项目试点阶段，且其主要的使用者主要是设计单位，在施工企业还未全面展开，处于试探性阶段，总体投入力度较小，在对BIM的价值充分肯定的基础上大多数持观望态度。

3　BIM优势

BIM是指数字化以及可视化技术集成和管理方面与建设项目有关的信息，且这些信息中不仅有建筑、结构以及设备等方面的几何视觉信息，还涉及成本和性能等方面的非几何管理信息。而作为一种建筑信息化工具，BIM的优势主要表现在以下几方面：①全寿命周期管理。BIM模型中包含的技术以及非技术信息能够为工程项目的设计、招标、施工、运营、物业管理等阶段提供管理信息支持，全寿命周期内BIM成本利益分析如图2。②集成协作。BIM模型能够为不同阶段、不同系统、不同职能、不同单位的集成管理提供统一平台。③利于投资控制。建设工程设计阶段的费用虽然仅占整个工程成本的1～3%，但其对整体工程造价的影响程度却超过了70～80%。此外，BIM模型不仅是设计成果的展示，同时还为优化设计提供了一定的依据。④利于质量控制。BIM模型具有的综合管线碰撞分析等技术，能够为提前分析设计的可建造性提供相关工具。⑤优化资源配置。BIM模型的实现过程本身就体现了施工组织方案的实施过程，可实现施工过程和资源配置的模拟优化。

4　工程实例

某中心高度为632m，刷新了中国超高建筑新高度。且其建筑面积达到57万m2。其作为国内最高的超高建筑，对传统设计和施工方式的一种挑战。同时，其是基于BIM咨询顾问方的方式进行的BIM技术运用，提出了从设计、投资采购、建造、运营的全生命周期的BIM运用要求。其中主要体现在复杂形体、管线综合、碰撞检测等设计环节的应用价值；在材料统计、招投标管理等投资采购环节应用价值；在施工方案探讨、4D施工模拟、施工现场监控等施工各环节的运用价值；最后在设备信息维护、空间使用变更上，进行了运营环节的运用价值。

图2　全寿命周期内BIM成本利益分析

5　BIM在设计施工一体化中的应用

对于BIM技术应用的案例和应用软件都以设计阶段为主导，进行设计方案的优化和选择，像建筑朝向、日照、温度湿度、风环境、声学模拟等施工领域BIM还处于初级应用，主要是利用设计单位提供的设计图纸，先利用其它软件建立项目的BIM技术模型，并复核检查，进行模拟分析优化，成本预算部门进行三维算量、成本预算。其它应用比较多的是利用BIM的模拟、可视化进行质量安全控制、机电设备等的碰撞检查，如浙江城建赣州中航项目、中天建设杭州奥体中心项目等，已出现的大量优秀的设计及施工案例，相比国外的技术水平，仍有较大的差距。BIM在设计、施工阶段主要应用如图3。设计单位和施工企业的BIM应用技术路线分析如图4。

图3　BIM在设计施工阶段的主要应用

图4　设计单位、施工企业BIM应用技术路线分析

目前，随着BIM的在设计在施工领域中越来越广泛的应用，相关人员也逐渐认识到BIM的三维数字数据库，可视化模拟等能更好的链接设计、施工的信息。同时借助BIM，建筑项目施工图设计阶段就需要施工方的介入，设计者与施工者在三维设计平台上协同工作，共同商讨施工图是否符合施工工艺和施工流程的要求。目前建设工程领域设计、施工过程中协调性差、整体性不强等问题，都可通过设计、施工一体化来解决，而建筑信息模型BIM技术可为实现设计、施工一体化提供良好的技术平台和解决思路。设计施工一体化模式下BIM应用技术路线分析见图5。

图5　设计施工一体化模式下BIM应用技术路线分析

6　结语

虽然BIM技术还未得到较为广泛的运用，但其未来的应用与发展得到了我国相关部门的高度重视，在这种情况下，许多大型企业为了顺应时代的发展，都在积极尝试BIM技术，一大批高难度，结构复杂的建筑拔地而起，带来了前所未有的壮观场面。大规模的城市化进程、专业整合的设计院加上政府与建设部门大力支持，设计施工一体化进程在不断的加快，中国的建筑信息模型技术将会有广阔的空间和发展前景。

[1]武永峰，袁明慧.BIM技术在设计施工一体化建设中应用研究[J].价值工程，2014（32）：137～139.

[2]郑明华.BIM应用在中国的发展趋势[J].中国勘察设计，2014（9）：74～75.

[3]马继超.BIM技术在施工中的应用[J].低碳世界，2013（4）：118～119.

TU318

A

1673-0038（2015）38-0104-02

2015-8-29

凌敏（1978-），男，工程师，本科，主要从事建筑施工、设计工作。