BIM协同设计在某项目中的运用

胡 丽 君

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

1 概述

进入21世纪以来，建筑设计企业需要由之前的粗放式转为集约式发展，将向着三个方向发展，分别是可持续发展方向、城市化进程方向以及全球化方向。其中，在全球化这个发展趋势中，诸多建设项目逐步发展为采用由国内外建筑设计公司协同合作的工作模式。拥有不同国籍背景的建筑师需要协同设计工作，因此，建筑设计项目信息数据的准确性在项目设计过程中越来越重要，项目的参与方需要具备良好的技术沟通能力，保证信息在建筑设计项目各参与方流畅的传递。

在城市化进程方面，依照联合国人口发展机构的估计，大约在2030年，我国的城市化率将高达六成，预计还需增加能容纳3亿人口的城镇面积，对城市的环境资源将增加极重的负担。为了有效缓解环境资源负担、适应城市化进程的发展需求，诸多的建筑工程以及相关市政配套工程亟待建设，工程行业具有广阔的市场空间和发展机遇。

在可持续发展方面，建筑行业耗费的资源极多。举例来说，建筑的原材料在制作、加工、产出、运送、施工、运转以及再利用进程中会耗费大量的能源并造成污染，估计来看，在国内建筑行业的能源耗费占据了社会总计能耗的将近三成，对于个别高能耗城市可高达七成，综上，建筑行业过高的能源耗费成为了建筑业可持续发展中亟待解决的关键问题。

2 协同设计的概念及特点

随着计算机科学技术的普及与发展，目前在建筑设计领域逐渐形成了“计算机科学为基础的协同设计”(CSCW)。在互联网的基础之上,设计人员通过计算机技术,协同合作完成一项任务。而建筑设计工作具有较高的复杂性且社会分工较细，因而类似的紧密合作的工作模式亟待推广。建筑设计这项工作包括的学科众多，涉及建筑专业、结构专业、暖通电气专业以及给排水专业，因此，建筑设计这项工作尤为需要不同学科的专业人员之间的紧密配合，通过紧密配合更好的完成建筑设计这项复杂的工作；通过紧密配合更加快捷、准确的传递各个学科之间的信息。现代建筑协同设计是在计算机科学技术基础上的，同时也要保证设计连续不间断以及集成与共享特性的运用。就建筑设计这项工作来谈，计算机科学可以为之提供一个给各个学科之间顺畅交流、交换信息的公共平台，这个公共平台是虚拟的、不占用实际的空间，它可以有效的改变各个专业在传统交流模式中存在的封闭性，有效的提高工作效率，不受时间和地点这些客观条件的限制。在协同设计平台，交换的信息更加及时且准确，保证了设计内容的一致性,避免了设计中的矛盾及不合理现象，对于一些问题可以及时协调修改，加快了项目运行的速度，避免了反复工作，降低了劳动成本，提高了效率及质量[2]。

3 某建筑项目中采用的协同设计分析

某研发基地建筑性质为非生产性用房，区位在某已建集团综合楼群内，外部交通条件较好。设计专业包括建筑、结构、给排水、暖通、电气等建筑全专业，该建筑项目的参与者包含前述这些学科的专业技术员工，其中，建筑师是这些专业技术员工团队的协调者，其职能为解决相关专业问题与协调团队工作。

3.1 工作效率较低、设计质量不佳

在传统的工作模式(即二维协同模式)之下，第一步，结构师应该依据建筑师给出的平面图以及三维模型,建立一个能体现设计概念的结构计算初步模型,根据结构专业计算软件计算出的结果,给出建筑师关于修改建筑结构的若干意见，第二步，建筑师应该根据结构提出的修改意见花费大量的时间和精力重新调整建筑方案。这种建筑与结构的协同设计是单向不可逆的，效率较低。在该项目初步设计阶段,由于业主公司内部意见不统一且人事变动,建筑的方案做出了多次修改，因此结构专业也经历了多次修改，各个专业经历了多次重复建模，工作效率难以保证、难以在业主提出的时间限制内完成设计工作。与此同时，不同专业的技术人员在建模时容易出现一些误差，导致了不同专业之间的模型难以统一。在二维协同设计当中,众多设计人员在协同设计时,主要靠肉眼并花大量的时间和精力去检查所有建筑结构图纸是否能够对的上，检查各专业图纸之间的矛盾以及规范问题，整个检查过程为人工形式，效率十分低下。

3.2 各个专业之间协调困难

在该项目初步设计阶段,不同专业之间的技术人员沟通效率不高导致了建筑师反复性修改图纸的现象，经过反复修改的图纸又涉及到其他专业的图纸变更，造成了其他专业技术人员也要耗费大量时间做图纸的修改工作，在这种恶性循环中，信息传递的效率极低且容易发生信息的错误与遗漏，不可避免的造成各专业技术人员的大批量返工。在这种传统的工作模式下，首先建筑师需要结合各专业技术人员意见绘制平立剖，然后各专业技术人员依据上述平立剖具体设计，建筑师则需要依据各专业技术人员意见多次修改平立剖，耗费大量的时间与精力。

3.3 BIM在该项目中解决的若干问题

1)BIM可以有效的提升信息传递的效率。通过BIM作为信息传递的媒介，不同的专业在网络上建成中心文件或者链接多个建筑模型,允许多专业设计人员同时建立一个模型,所有各专业的设计人员都可以在同一个BIM模型上进行设计工作,在一个设计人员修改自己的工作模块的时间段内,限制了其他工作人员修改编辑的权利，有效的防止图纸被其他专业随意变更，通过各专业约定的存入文件以及变更模型的时间实现共享文件的实时更新，避免了人工替换以及人工下载的不便，各个专业的技术人员均能够准确无误的下载最新版的模型。

2)BIM可以将协调工作可视化。通过BIM作为信息传递的媒介，不同专业之间通过三维模型可视化进行信息的沟通与交换，改变了传统人工检查图纸的繁琐与不便，三维模型也能够为不同专业提供碰撞检验，使得不同专业之间存在的矛盾和问题更加直观，修改工作更加简明有效。

3)BIM可以实现设计的参数化。BIM作为信息传递的媒介，远远不同于传统的二维工作思维，例如不同专业的技术人员，对于同一个建筑构件，可以通过BIM修改其中适应自己专业工作需求的构件部分。同时，对于模型中的同族参数，BIM可以实现一次性整体修改，大大减少了传统的二维工作中多次修改的工作量，有效的缩短工作时间。此外，在传统二维工作模式下，不同专业由于工作时相对独立，造成了平立剖数据之间的联系较少，引发了不同专业之间的图纸对不上，各专业又碰撞，而使用BIM作为信息传递的媒介，通过三维模型传递信息，保证了设计质量，避免了繁琐的修改工作。

4 结语

伴随着时代发展，建筑业面临着可持续化、城市化以及全球化的发展趋势，这样的发展趋势对建筑业提出了更多的要求，需要我们不断提升建筑业的工作效率、提高信息传递效率、提高应对日益繁复的建筑形式和性能要求的能力。传统的二维工作模式已经难以应对上述要求，BIM作为一种信息传递的新媒介，将为建筑业的发展提供给更多的可能。