BIM技术在设计方案报建审查中的应用

文｜山东同圆数字科技有限公司 侯晓颖 孙梅强

【关键字】BIM；设计方案审查；规则库；智能审查

2018年，住房城乡建设部发布的《关于开展运用 BIM 系统进行工程建设项目审查审批和CIM 平台建设试点工作的函》（建城函〔2018〕222 号）中已经明确提出要以工程建设项目三维电子报建为切入点，在“多规合一”的基础上，建设具有规划审查、建筑设计方案审查、施工图审查、竣工验收备案等功能的CIM 平台。2020年，《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》（建标规〔2020〕8 号）中提出要试点推进BIM 报建审批和施工图BIM 审图模式，推进与城市信息模型（CIM）平台的融通联动。目前，全国各个试点城市已经陆续开展了基于BIM 的审批审查系统建设与应用工作。

建设方案审查是工程建设项目审查工作的开头，结合国家政策要求和未来智慧城市建设的需要，实现基于BIM 技术的设计方案报建审查也是大势所趋，未来与施工图审查、竣工验收备案审查系统完成对接后，即可实现全过程的BIM 报建审查。

1 应用现状

随着政策的大力推行和技术的日渐成熟，国内许多城市都相继开展了基于BIM的审查审批相关工作。其中，厦门市在2019年启动了基于BIM 技术进行工程报建审查的相关政策研究，并开展了BIM 规划辅助报建审查系统的建设；南京市主要是在CIM 平台总体框架之下搭建工程建设项目BIM 报建智能审查系统，并要求2021年3月以后的新建工程应用该系统进行各阶段的报建审查管理[1]；2020年1月，广州市要求部分新建工程项目全过程应用BIM 技术，同时建设两个基于审批制度改革的辅助系统和基于CIM 的统一业务办理平台；湖南省在2020年发布了《湖南省住房和城乡建设厅关于开展全省房屋建筑工程施工图BIM 审查工作的通知（试行）》，要求新建房屋建筑工程施工图分阶段实施BIM 审查，并先后下发了《湖南省BIM 审查系统技术标准》《湖南省BIM 审查系统模型交付标准》《湖南省BIM 审查系统数字化交付数据标准》，以支撑新政实施。

可见，基于BIM 技术的工程建设项目报建审查工作的落地实施深受关注，在各个试点城市推行的效果较为显著。目前的试点应用多集中在施工图报建审查阶段，在前期规划设计阶段的应用较少，一方面是由于在当前的工程建设项目中，BIM 建模及应用大多始于施工图阶段，模型深度和建模水平都更接近审查要求，更有助于BIM 审查制度的推行；另一方面，施工图审查阶段的审查要点和指标体系已较为明确，在规则库建立时，更有助于提高自动化指标占比。

在设计方案审查阶段，传统模式是由报建单位提交PPT 方案、效果图和CAD 图纸，由主管部门组织技术审查与审批工作。这种方式的问题在于，文字版方案无法用于分析计算，不利于对上报数据进行核算和比对；同时，效果图的展示形式容易更多地凸显和美化自己，弱化周边环境，从而影响科学决策；此外，这类资料不利于后续的全过程管理，无法支撑项目管理的延续性。而从施工图阶段的应用来看，BIM技术能够很好地解决以上问题。

2 基于BIM 的设计方案报建审查

本研究的主要思路和目标是，基于设计方案BIM 模型实现计算机智能化检查，对比论证其与标准规范条文和前期规划条件的符合性、与实际报审文件的一致性，从而快速规范方案指标数据，减少后续环节的审查时间、提高审查精准性。

计算机审查的原理[2]是，对方案审查相关指标进行分析和拆解，建立审查算法规则库，同时在方案建模时，将审查指标录入设计方案BIM 模型，并导出专用的中间交换格式文件实现数据加密与信息存储，然后在系统中导入该交换格式文件，对模型中的设计参数和对应指标的算法规则进行自动比对，如比对结果一致或误差在允许的范围内，则审查通过，否则为不通过。最终导出审查结果。

2.1 BIM 建模

BIM 模型是实现BIM 报建的基础元素，报建单位需根据统一的模型交付标准制作BIM 模型，并由指定的模型审核单位负责审核。方案阶段的模型制作内容主要包括场地总平面模型（例如建筑红线、用地红线、道路红线、绿化用地、地形、道路、室外停车场、园林景观、场地附属设施及配套设施等）和建筑单体模型（例如建筑外墙、建筑内墙、幕墙、梁、柱、结构基础、门、窗、屋顶、楼板、坡道等）。

将审查指标分为几何信息与非几何信息两种类型，通过BIM 模型搭建，可将几何信息体现在模型本身的属性信息当中，包含软件自带信息和手动输入信息两种，例如，用地红线、建筑退界、场地标高、建筑高度、建筑面积、建筑状态、绿地类型等；而同时也要在建模时，将非几何信息以文本或数字参数的形式录入或挂接到模型构件中，结合计算公式与模型本身的几何数据计算出相应的指标参数，例如，容积率、建筑密度、绿地率、计容建筑面积等。

此外，不同BIM 建模的软件平台格式不统一，会对模型入库产生影响，因此可以采用中间交换格式来解决这样的问题。例如雄安新区在应对数据交付问题时，提供了XDB 插件，无论使用哪一种BIM 软件平台搭建模型，都可利用插件转换成.xdb格式，解决了格式不统一的问题。

图1 设计方案审查指标分类

2.2 规则库建设

规则库是计算机判定方案是否满足标准规范要求的依据，而当前规范条文为便于人工解读，多是以语言描述的形式，包含了文本式语句、图表和计算公式等内容[3]。因此，需要由系统开发单位依据报建相关的审查规范，结合行业专家与技术审查人员的意见，将其中非结构化的规范条文转换为计算机能够识别的语句，建立规则库，从而实现自动审查。

对标准规范条文进行梳理和分类，主要分为可量化指标和不可量化指标；其中不可量化指标不作为机器自动化审查的控制性指标，以人工审查为主；可量化指标按照管控类型又分为类型管控、上限管控、下限管控、区间管控和不管控。

具体来说，类型管控指标是通过一个条件判断该项指标应当属于哪种类型，例如建筑类型，需要结合用地类型来判断，民用建筑赋值1，工业建筑赋值2，农业建筑赋值3，如果居住用地对应工业建筑那么就会判定不符合；上/下限管控就是将标准规范中的量化要求作为上限或下限，如方案指标超出对应的限定值，则判定不符合；区间管控也是同理，将标准规范中设定为一定数值范围的控制性指标作为管控区间，方案指标处在这个区间内，则判定符合，如超出区间，则判定不符合；另外对于规范中未进行强制要求的指标设定为不管控指标，仅作为参考指标，最终由主管部门进行判定。同时，还应提供自定义指标，对依照本地特点及控制性详细规划所提出的特殊指标要求进行管控。

由于不同项目类型的技术管控要求有较大区别，因此需设定多种规则库以供筛选，如可划分为建筑工程指标库、市政工程指标库、道路工程指标库等；针对特定行业建筑也应结合相应的规范设定规则库，如幼儿园、中小学校、医院等；此外，也可加入特殊方向的指标库，如，海绵城市指标库、绿色建筑指标库、智慧城市指标库等。

2.3 指标符合性审查

报建方上传BIM 模型后，计算机自动提取模型中挂接的属性信息，与BIM 模型联动显示，在查看指标信息时，可以同时在模型中进行对应查看，以空间+属性相结合的方式辅助审查。根据项目类型及相关情况选择规则库，属性信息与规则库中的指标进行匹配对比，符合的显示通过，不符合的则给出提示说明，以辅助审查人员进行判断。

2.4 空间分析辅助审查

提供多种三维可视化空间分析工具辅助方案审查。

1）方案比选。同一项目上传多个方案，可在三维可视化场景中实现多屏查看和对比分析，支持多方案对比、同一方案的不同版本对比、方案与现状对比，能够直观反映该项目与其周边城市现状环境的关系，便于选择最佳方案。

2）日照分析。查看在不同日期、不同时间点上，当前区域建筑物的日照阴影变化。

3）天际线分析。用一条连续闭合线段描绘城市景观在不同视角下的天际轮廓线效果。

4）控高分析。检查方案建筑物高度是否符合指标，并用不同颜色标示出建筑物超高程度。

5）贴线率分析。对比沿街建筑及建筑控制线，自动计算出贴线率。

6）楼间距分析。自动计算所选区域范围内建筑的楼间距。

7）通视分析。以不同颜色显示三维场景中两点之间的可见性，如从某建筑上某一点往西看，能看到的区域以绿色显示、看不到的区域以红色显示。

2.5 报告生成

按照相关主管部门要求，建立报告生成格式，列出指标符合性审查结果及审查意见，并提供下载打印功能，为行政审批提供有效依据。

3 结语

本研究为工程建设项目方案设计阶段提供了一种全新的报建审查方式，实现了从二维模式到三维模式的转变，有效提高了审查效率，减少了人为因素影响，并且对于实现工程建设项目全生命周期的数字化管理和城市智慧化治理具有非常重要的意义。为确保新方式的顺利实施和推广，还需提供一定的保障措施：

1）统一数据标准。为使报建方能够顺利上传BIM 模型，并且模型深度与文件大小能够满足数据应用与轻量化要求，需制定统一的BIM 模型数据制作与入库标准，以确保BIM 报建的可行性与应用效率。

2）制定配套政策。传统的报建审查资料以二维图纸和图文方案为主，要改变原有工作方式，不仅要有高效便捷的应用工具，也必须有自上而下的鼓励性或强制性要求，因此，要推行新的方案审查方式，应制定和下发相应的政策要求，从而使相关方都能接受并按照新的要求执行。

3）支持多方协同。按照方案报批报建的流程，参与方包含了报建方、主管部门、技术审查专家、各相关部门等，线上沟通的便捷性就变得尤为重要。系统需支持在线问题标注、意见编写、点对点发送、实时沟通、意见汇总和消息提醒等功能，以提升协同工作效率，确保沟通记录留存、资料安全共享。

表1 设计方案审查指标规则化示例