BIM技术在设计阶段的应用及管理——以某园区项目为例

BIM 技术在设计阶段的应用及管理 ——以某园区项目为例

李静怡 李向东

奥意建筑工程设计有限公司 518000

【摘要】本文以某园区项目为例阐述从方案、初设到施工图设计阶段应用BIM技术进行设计、优化、协调、校审等工作以提升设计质量，同时结合BIM信息化平台进行精细化的项目管控，充分发挥BIM技术在设计阶段应用及管理的优势。

【关键词】BIM，精细化管理，无人机，VR，装配式建筑

1. 项目概况

某园区项目总用地面积约17万㎡，总建筑面积约44万㎡，地上共有6栋楼，功能包括一系列研究用房，以及配套的娱乐、餐饮、体育和社交设施。

1. 项目特点及难点

1. 项目依山而建，园区内地势高低起伏较大，高差达到19米。拟建建筑与天然山坡位置关系复杂，所以基地竖向设计、边坡设计、景观设计等尤为重要。

2. 项目建筑单体数量多，使用功能复杂，涉及专业众多，机电设备管线设备复杂。且受场地影响，各单体之间的接口处理设计难度高。

3. 园区内各单体及连廊外立面设计、景观设计、室内装修设计要求严格。

4. 项目建设周期长，参建单位众多，需要全过程运用BIM信息化平台实现项目管理及协调。

2. BIM总体实施目标

1. 本项目应起到从规划设计到施工建造、运维全过程BIM应用示范作用，体现BIM技术在工程实践中的应用价值。

2. 利用BIM进行全专业协同设计，解决设计阶段协调问题，切实控制设计质量。

3. 有效控制设计空间，提高设计质量，减少错漏碰缺的问题，提升项目整体效益。

4. 通过BIM信息化应用技术，将BIM模型完整传递，消除理解偏差，避免下阶段的工程风险。

2. BIM优化应用

在BIM实施规范指引下，项目前期制定了各阶段的BIM实施方案，确认了设计阶段BIM应用点、技术要求、管理机制、管控要求、成果要求等一系列实施标准文件，有序开展全过程BIM设计。

1. 无人机技术

项目用地范围内有较陡峭的山坡，各建筑围绕山体而建。为使建筑与环境融合，利用无人机倾斜摄影及正摄影技术，了解项目场地与山体的准确关系，辅助进行基坑支护、边坡挡土墙设计。

实景模型截图

2. 场地设计

方案布局确定后，将实景模型与原始地貌的BIM模型结合以论证BIM模型的准确性。通过模型分析场地土方量的填挖方，并进行竖向标高的分析，因为是山体，场地挖方较大，提出优化意见：一期场地的挖方可用于二期场地台地处理，平衡整个项目的土方量。同时将BIM模型结合本地天气、市政条件、场地条件辅助进行海绵城市设计及室外管网设计，顺应山体的起伏高度调整管井埋深深度，优化室外管网路由。

室外管网截图

3. 方案设计

方案及初设阶段基于BIM模型对建筑及周边环境进行相应的绿色性能分析模拟，根据各种分析比对结果，逐步推进方案调整与优化。利用体量模型对研究中心的三维空间和布局进行模块化研究；通过BIM模型进行幕墙细部设计，调整幕墙的曲度及分隔，优化了室内视野和空间效果。

绿色性能分析对比

4. 全专业协同设计及校审

本项目在设计过程中利用BIM模型进行全专业三维协同设计，辅助设计校审和设计协调，针对项目关注区域进行重点核查并逐步销项，同时对项目的效果控制进行复核，除此外复核安装空间是否满足需求，例如复核人防门安装空间、幕墙安装空间。

特别是本项目有异形曲面幕墙，幕墙与钢构之间的定位关系难以把控。通过插件将结构计算模型转为Revit模型，结合建筑、幕墙模型进行设计优化，再将优化调整后的钢构模型转到结构计算软件中进行复核，最终保证土建与幕墙之间的空间满足幕墙安装需求。

5. 综合优化设计

针对本项目中有净高控制要求的空间及特殊功能空间进行综合优化设计，例如公共走道空间有限，设备管线较多，通过BIM模型分析空间关系，对结构梁尺寸、机电管线尺寸进行优化，对管线路由进行调整，个别系统管线采取穿梁处理，解决了净高不足、检修空间不够等问题。优化工作完成后，根据BIM综合优化的结果整理出相应的空间净高分布图，辅助室内设计。并基于BIM模型输出相应的专业图纸，包含准确的预留预埋条件及机电定位信息，极大地提高了图纸设计质量。

机房的优化布置

6. 装配式应用

本项目利用BIM技术配合完成装配式产业化技术认定，提前解决装配式建筑实施过程中容易出现的问题。结合BIM模型制作施工工艺安装模拟动画，过动画直观形象地展示预制构件、铝模等施工工艺流程，提前进行预制构件的安装演示，配合进行复杂节点的安装方案完善，顺利通过实施方案评审，并用于技术交底，指导现场施工。

基于BIM模型的施工模拟动画

7. 可视化展示

项目还通过将BIM技术与VR技术结合，基于BIM模型制作VR漫游场景，通过沉浸式虚拟体验，实现交互式漫游模拟场景，辅助推敲、优化设计，进行可视化汇报，让各参与方深切感受项目的真实设计效果，辅助控制最终的施工效果。

VR效果

8. 施工配合

设计阶段的BIM成果已移交给施工单位，目前，项目正处于紧张有序的施工阶段，施工总包单位延续设计阶段的BIM成果，结合现场情况继续深化。

施工阶段实施过程中，设计方配合施工单位优先采用BIM技术对设计变更进行论证，施工方利用BIM技术对基坑支护、桩基施工、场地布置优化等进行方案论证、图纸审核、优化工序。同时各参与单位通过BIM模型对深化的BIM成果、管线布置的合理性、空间净高、美观度、经济性、管线综合深化成果落地性、技术可行性等进行全方位评审。项目例会上利用BIM模型汇报项目进度，辅助进行施工交底，使BIM融入到施工管理中。

3. 精细化管理

本项目通过BIM信息化平台作为集成交互空间进行全过程管理。项目实施过程中各参与方通过BIM信息化平台以及线上会议实时沟通项目情况，利用BIM模型开展周例会、多专业设计协调会、设计评审会，协调各方参与并解决问题、跟踪问题以形成闭环。

设计阶段将阶段性BIM成果实时上传到信息化平台上进行数据管理，参与人员通过平台实时查看项目情况，实现项目信息化管理。并对模型、问题报告、图纸情况进行审核、评论和下载，图纸与模型进行联动，实现各参与者交互协同工作。最终对各阶段的应用要求及成果进行复核及销项，通过BIM信息化平台发起审批，项目参与人员对审批文件提出意见，审批文件通过后，进行永久储存及版本管理，实现设计阶段BIM实施成果的量化管理。

4. 应用总结

本项目在设计周期紧张压缩的情况下，严格按照BIM实施标准进行全过程BIM设计，根据项目实际情况及应用标准积极探索BIM应用价值点，以达到进度、效果、经济等多方位的综合效益。通过将BIM技术应用到方案调整、设计优化、校审、评审、汇报的过程中，实实在在解决设计问题，实现了对设计质量、效果的控制，应用成效也获得各方的认可。

设计阶段的BIM成果有序地传递到施工总包继续深化，促进BIM应用成果落地到施工现场中，在一定程度上协助提升项目质量、保障工期、控制成本。

本项目参建方众多，设计周期处于疫情严控的阶段，应用BIM技术实现了各参建单位、各专业之间进行有效的沟通及高效协作，避免了传统设计管理中存在的沟通协调困难，设计条件、信息传递不到位、问题没有闭环解决的风险，提升了精细化管理水平，促进了项目有效、有序、稳定的开展。从设计初期到实施过程，将管理、设计与BIM技术相结合，探索了基于BIM信息化平台进行项目进度、质量、成果等管理方法，充分发挥了BIM技术在项目管控的优势。

参考文献

1. 张健, 黄洁, 苏涛永. BIM在大型公建项目设计中的应用价值分析[J]. 建筑科学, 2019, 35(1):6.

2. 孙昱，谌红杰，刘文尧.BIM技术在中南大学湘雅五医院项目中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2018年05期