
BIM如今在建筑行业可谓炙手可热,从国家到地方政府都相继出台了大量的推动政策。BIM前景一片大好,各大设计院、施工单位、咨询单位的BIM团队如雨后春笋一般涌现。但是BIM到底在各个阶段做什么?应该怎么做?做到什么深度?目前还没有统一的标准和形式,完全取决于市场需求,这种情况有利有弊:利在符合市场经济规律,弊在形成了相当不规范的市场,当然最终可能通过市场自身调节,优胜劣汰。笔者希望通过在设计阶段应用BIM的项目实践经验来阐述BIM的不同应用程度。
作为建筑行业前端的设计,在BIM应用的过程中根据市场的需求,也分为不同程度等级的应用,根据笔者的从业经验,把目前设计阶段的BIM划分为五个等级,以下详细分析介绍。
BIM原本的界定应该是一种生产工具的变革和技术的进步,从而带动行业的转型升级,设计阶段应该用BIM取代传统的二维工具进行设计,但是实际情况并非如此。
我们面临的实际情况是90%以上的BIM项目都是在传统二维设计完成图纸后进行的,这样的“2D-3D”的过程也可以称之为“后BIM”。造成这种结果有多种原因,其中包括开发模式导致业主留给设计方的时间较短,在需要快速拿到施工许可证的前提下,方能快速建造。而目前通过BIM直接做设计需要较长的时间,因此“后BIM项目”占据了目前市场的主流,从而导致各大设计院的BIM中心及各种BIM咨询公司的出现。
这种“后BIM”模式决定了BIM技术支持在很大程度上至多只能是帮助设计进行“错、漏、碰、缺”的检查,因此在这种模式下,被戏称为BIM服务三件套——“基础建模、碰撞检查、管线综合”。基础建模就是根据已有的二维设计图纸进行各专业模型的搭建,碰撞检查就是通过建模过程中人为及计算机查找各专业构件之间的碰撞冲突;管线综合就是保证在可行性的前提下尽量优化管线布局与排列,优化净高。这里需要解释的是要做管线综合的原因:传统二维设计图需要表达单专业系统完整、图面清晰,而各专业间排图在传统模式下很难反映真实管线走向,才有了施工阶段的机电安装深化设计环节。而通过BIM技术进行管线综合能够帮助设计进行合理的管线路由设计。
但是在这种模式下,模型的深度和精度需要达到什么标准?有个很有意思的现象:很多需求者都拿LOD标准作为参考,设计阶段通常要达到LOD300才算符合要求这样明显以偏概全的要求并不能完全适用于“后BIM”工作模式,另外国家的相关标准还在编制中,有些地方的相关规定或指南也对模型的深度有一定的描述,但是我们认为在具体的操作过程中,“后BIM”模式仍然应该分为以下三个不同等级。










在该项目中我们甚至把埋在面层里的地热水管都建了出来,其实这部分的模型对于空间构件碰撞检查并无影响,另外做到所有管线无碰撞,需要花费大量的时间和精力,对于“后BIM”来说,解决的是设计问题,模型的精度完全没有必要达到如此高的要求(图10)。

目前,一些项目设计造型和空间非常复杂,依靠图纸的二维模式很难表达清楚,因此这类项目无论是否业主要求应用BIM,设计都必须借助BIM的手段来实现。在这类项目中,一部分设计采用传统二维设计,另外一部分必须采用BIM设计,我们把这类的BIM应用称为“2.5D”辅助设计。
青岛溜冰馆是非欧几何建筑,其造型像一个蚕豆,表皮为双曲面。表皮的设计和定位依靠二维很难表达,因此必须借助三维技术实现表皮幕墙的定位、板块优化等,由三维模型来生成所需要的相关二维图纸(图11)。


第三级是BIM本来应该的样子,通过BIM直接做设计是设计阶段应用BIM技术的发展根本,也就是说可以通过BIM技术直接做设计,所有的二维图纸均来源于三维模型。
当然,目前这样的设计流程并不是100%的图纸都从模型中导出,因为有些系统原理图很难通过三维来表达。为满足审批要求,必须借助一部分二维的表示方式,但是对传统设计而言,机电管线的走向、预留洞口都非常准确,通过模型编号可自动检索。三维设计的好处在于,图纸中的任何标注信息都源于模型信息,任何修改都可自动更新,减少了由于修改和沟通不及时所带来的图纸不一致的情况。
但为何这种设计模式目前却没有很好地被推广?当中有很多制约因素,其中最重要的有两个原因:1)设计时间不够:通过三维设计要完成的模型工作远比二维绘图工作量大得多,原来管线间不必协调解决的碰撞问题,在三维设计时都要花时间来解决,这在项目整体运作时,很难保证留给设计足够的BIM设计时间;2)设计收费偏低:设计取费不断走低是行业目前的现状,设计费低而设计周期又要加长,设计师的积极性就会大幅降低,一般的业主又不愿投入过高的设计费鼓励BIM设计。因此通过BIM直接做设计的项目在国内比重非常低,普及还需要一定的时间。
项目集成交付(IPD)是在建设项目全过程中,集成人员、系统、组织、实践,整合各参与方智慧以提高项目绩效,为业主实现增值、减少浪费、效益最大化的工程项目交付模式。
由于集成及整合,可以最大限度地利用BIM技术,基于BIM平台实现项目信息共享,整合项目各专业人员达到跨专业团队间的高效协作。结合BIM技术的IPD交付模式,使行业整体向精益化生产发展。
IPD的好处在于在设计阶段就综合各方力量,设计不再是一个拆解的过程。设计阶段就把施工整合进来,考虑施工因素(如柱子的拆分、楼板的施工划分等);同时施工也会对施工深化进行设计,直接体现到模型中,由设计和施工共同完成模型。我们曾经完成了第一个上海实验性的IPD交付项目,并成为上海市第一个数字化审图平台评审的项目(图13)。

BIM是一种技术手段,IPD与BIM的发展方向一致,但IPD是一种行业生产模式。目前这种生产模式与传统招投标模式完全不同,因此也很难被推广开来;另外IPD项目对设计交付审批也提出了较高要求,我们如今具有法律效力的还是传统的二维图纸。因此IPD交付的模型并没有办法通过目前的审批流程,但是随着BIM的普及推广以及相关机构的改革,相信三维审批也必将会到来。


BIM在设计阶段的应用可以说理想很丰满,现实却很骨干。当然不能一味苛求BIM要达到完全的理想状态,即使是新加坡、韩国等应用BIM较早的国家,其整体BIM发展情况也和中国差不多,甚至在项目的数量和质量上与我们还有一定的差距。我们应该在各种应用层面上做到满足各自阶段应该完成的工作内容,提交的成果以解决各自层面的需求为准,同时避免没有必要的过度建模。
BIM的发展既依赖于设计的发展也依赖于市场的需求,做好BIM工作,推动精细化设计才是最重要的。
本文已见刊于《建筑技艺》2016年6月刊(BIM之设计-施工一体化),转载请注明出处。
