Application Research of BIM in Forward Design of Residential Buildings
侯献语 HOU Xian-yu；尹晶 YIN Jing
（辽宁省交通高等专科学校，沈阳 110122）
（Liaoning Provincial College of Communications，Shenyang 110122，China）
摘要：本文首先将BIM设计与传统CAD设计进行比对，凸显BIM设计的优势，主要阐述BIM正向设计的流程和保证措施，最后对促进BIM正向设计的发展提出几点建议。
Abstract: This paper firstly compares BIM design with traditional CAD design, highlights the advantages of BIM design, mainly describes the process and guarantee measures of BIM forward design, and finally puts forward some suggestions for promoting the development of BIM forward design.
关键词：BIM；正向设计；应用研究
Key words: BIM；forward design；applied research
中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）24-0226-02
0 引言
近些年，BIM技术在国内建筑业掀起了一股热潮，随着国家政策的推进、BIM软件技术的发展、各行业协会与专家、设计以及施工等单位的重视与推广，人们对于BIM技术，从开始的认识发展到实际工程中的应用。BIM技术凭借着具有可视化、一体化、参数化和共享性等特点得到工程界的认可，已经在房屋、桥梁、地铁等领域的设计、施工和管理中得到了一定的推广与应用。目前，在一些地产开发单位、设计院和施工单位都相继成立BIM研发中心或BIM技术部，将BIM技术应用到普通住宅建筑的建设全过程中是使BIM技术落地的真实体现，鉴于开发企业、设计院和施工单位的技术实力和综合能力，设计院应该首当其冲。设计阶段建立的参数化模型将大量的数据集于一处，直接影响着BIM在施工和运维阶段的信息传递和应用效果。设计阶段信息模型能否有效、快速地传递到其他阶段，将直接影响地产开发商的项目申报周期、成本核算和工程质量等。本文将对BIM住宅建筑正向设计的流程、注意事项和发展进行研究，对BIM技术在住宅建筑正向设计中的应用具有一定推进作用。
1 BIM正向设计和传统CAD设计对比
设计人员所熟悉的传统CAD设计是基于二维CAD软件的施工图设计。设计师通过自己脑海中构想的三维建筑形象去绘制二维的蓝图，并最终提交二维图纸给施工单位以形成真实的建筑。整个设计是经历了一个反复修改且容易出错的过程。BIM使得这一过程简单直观，通过三维设计软件去形成的二维图纸能够最大限度的还原建筑本质。三维模型直接生成建筑平立剖面及详图，避免发生不交圈的问题；复杂易错节点进行三维可视化模拟提高工程准确性和安全性；设计变更及修改图纸时只需修改一遍，同时避免遗漏。表1为BIM正向设计与传统CAD设计在工程设计、施工以及运维各个实施阶段特点对比，从中可以凸显BIM正向设计的种种优势。
2 BIM正向设计研究
2.1 BIM正向设计流程
BIM正向设计是指设计师依据所设想的空间建筑建立可视化方案模型，利用BIM可视化优势对设计方案进行优化，各专业通过协同平台进行沟通后，再实现图纸由Revit正向设计出图。BIM正向设计过程中各专业间信息交流更加频繁，信息量更大，由于其可视直观的特点可以更好地提高沟通效率、保证信息准确，因此BIM正向设计对提高工程质量有极大帮助。具体设计流程如下所示。
2.1.1 项目准备阶段
首先需要制定BIM实施计划，然后建立项目数据管理基础环境。
2.1.2 初步设计阶段
首先建筑专业进行基础建模，经过校审后为结构和机电专业首次提资，各专业进行布图、视图管理；然后分专业对模型深化设计，专业内需实时协同设计，专业间需实时碰撞检查。后期专业间要互相多次提资，进行阶段性碰撞检查和模型深化设计。最后各专业要对视图进行深化设计，标注尺寸和文字注释，校对审核后打印出图，导出浏览模型。
2.1.3 施工图设计阶段
首先各专业在布图和视图管理的基础上，分专业进行模型的深化设计、实时协同设计、实时碰撞检查和多次阶段性的碰撞检查，后期对施工图进行深化设计、尺寸标注和文字注释等详细设计，完善几何信息，校对审核；最后打印出图，导出浏览模型交付。
2.2 BIM正向设计保证措施
2.2.1 建模阶段保证措施
设计相关各方应明确BIM应用责任、技术要求、专业人员及设备配置、工作内容、岗位职责、工作进度等；相关各方应基于BIM应用策划，应借助协同平台建立定期沟通、协商会议等BIM应用协同机制，建立模型质量控制计划，规定模型细度、模型数据格式、权限管理和责任方，实施BIM设计、施工过程管理。为了保证模型反映设计方案内容和工程实际要进行浏览检查；对模型中不同模型元素之间相互关系进行拓扑检查；检查模型是否符合相应的标准规定的标准检查。复核模型相关定义信息，并保证模型信息准确、可靠。
2.2.2 施工图设计阶段保证措施
由于BIM协同设计，必要时可以通过人员的合理分配在同一中心文件中协同建模，提高生产效率，保障工期。根据以往经验，针对制图中后期出现的中心文件崩溃的问题，采用土建专业和设备专业分别建立各自工作集，之后用链接的方式协同作业，避免了模型过大而造成崩溃的现象，从根本上杜绝后期的时间浪费；
BIM正向设计中科学的拼接方式是保障出图效率的关键。按照拼接方式以组为核心与链接文件相结合，快速准确拼接复用户型并转化施工图；在施工图接近尾声的时候各专业负责人会进行针对BIM模型的三维校对，在三维模型当中对图纸进行第一次校对。修改完毕后打出A3白图进行二维校对。两次校对修改完毕后送交华域总工进行审定，确保出图质量。
3 BIM正向设计发展建议
目前，BIM正向设计仅在某些重要复杂工程中进行探索和应用，还未广泛应用于住宅建筑中，其中一个重要原因是BIM正向效率略低于传统CAD设计，对于设计单位来说可通过以下几方面进行改进。
3.1 建立户型素材库
BIM软件内族库拥有可重复利用的特性，族库的完善将影响着BIM正向设计的效率、准确率、以及对施工的指导意义，故应建立大多数开发商主力户型素材族库。并且要求所有户型均可用参数控制，方便根据指标进行住宅开间进深的调整。标准化的户型库通过反复校审、三维协同，能够最大程度的在满足精细化出图的前提下，大幅提高出图效率。
3.2 提高设计师素质
BIM技术归根结底只是一种全新的软件应用体系，软件的作用只能是辅助设计师更好的完成设计，同时提升精度、减少错误。好的设计还是需要设计师具备良好的专业素养和敬业精神。对于BIM正向设计的目标应该是用最先进的工具做最优秀的设计，从而更好地为地产开发商服务。
3.3 建立标准化正向设计体系
目前建筑行业的BIM应用水平不断提高，技术也逐渐成熟。国家和各省市也逐渐颁布相应的交付标准和应用指南。为了更好的针对每一个开发商的需求做BIM正向设计，设计院应不断总结标准化经验，参照各大开发商二维设计标准化手册，建立BIM三维标准化设计体系，制定相应的BIM正向设计服务方案，保证开发商快速开发，提高效率的整体战略。
3.4 提高软件间兼容性
BIM在设计、施工以及运维之间的信息传递需要软件的支持。BIM技术的实现不止一个软件，常用软件有十几类，而且每一类软件的选择也不止是一个产品。
BIM实施的关键是BIM软件良好的适用性与导入性能。目前，某些结构设计软件生成的结构构件钢筋信息与已有施工图模型不符，当导入到算量软件时，对于梁、墙、柱，板（通长筋）需大量手工调整或手工输入，这样大大降低了工作效率和BIM技术的优势。主要原因是结构设计软件部分设计细节未考虑完善，未植入某些开发商的内部结构标准化要求。
4 结论
在设计阶段开始应用BIM技术不仅对整个项目来说意义重大，也是发挥BIM优势的关键所在。BIM正向设计相对于传统CAD设计，具有大幅度提升图纸质量和出图效率，出图后的模型具有可供施工和运维阶段使用等优势，是今后建筑设计的发展必经之路。设计单位应根据各大地产商户型标准化条件，建立大多数开发商主力户型素材族库和BIM三维标准化设计体系，制定相应的BIM正向设计服务方案，提高设计师的专业素养，配合软件间的兼容性，必将使BIM正向设计在住宅建筑中得到广泛应用，更好地实现BIM信息模型在工程全生命周期的应用价值。
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