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摘要：本文对于小型设计团队如何开展BIM应用提出了建议，并针对“管线综合”方面的应用做了详尽的论述。
关键词:BIM应用；协同设计；管线综合
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
1.背景
近年来BIM技术在建筑行业的应用风起云涌，但由于投入较大，门槛较高，很多中小开发、设计、施工单位很难集中大量人力物力长时间投入进去，基本不能自主进行BIM的研发。如何降低BIM应用的成本，我们认为由团队自主成立BIM小组是一个好的应用模式。对于人员规模50-60人的设计团队来说，由计算机应用熟练的建筑专业2-3人作为核心成员组成BIM小组开展最初的摸索工作，从建筑专业开始逐步推广到各专业进行三维协同设计，由点到面最终带动整个团队BIM应用和普及。我们将设计团队整个BIM应用分2个阶段进行：
1.1起步阶段：由建筑专业3-4人组成团队，参与到设计全过程，提供各项辅助设计服务：
A、初步设计阶段对结构高度、设备高度以及建筑净高进行控制。
B、施工图阶段在管道空间布局紧张的区域绘制三维模型优化方案，并跟进设计全过程，统筹、协调，将部分管道碰撞问题在二维图纸上解决。
C、施工图周期结束，根据需求选择性地完成三维模型，进行空间分析，完成管道碰撞检测和修改，提高设计质量。
1.2成熟阶段：2-3年后，随着BIM技术在日常工作中的不断渗入，设计人员从观念上产生改变和提升，各专业逐步形成了三维空间概念的设计思维方式，在BIM小组核心成员的带动下，从建筑专业开始，然后向各专业推进，实现BIM技术的施工图设计的普及。
2.管线综合——BIM应用的切入点
在建筑项目的设计、建造、运营的三个阶段中，管线综合既对深化设计有帮助又服务于施工建造。在大型复杂项目中应用管线综合，提高施工现场的生产效率，降低由于施工协调造成的成本增长和工期延误，是一个BIM应用较好的切入点。我们可以通过BIM小组的形式从管线综合应用开始推行BIM应用，将来逐步在方案设计阶段、施工图阶段全面应用。
作为小型设计所，团队BIM小组选择了泊富国际的项目作为管线综合应用项目。泊富国际包括一栋超高层甲级写字楼、一栋超高层商务公寓和大型购物中心。是集办公、公寓、商业、购物、观光、休闲、娱乐等功能为一体的开放式城市综合体。该项目建筑面积28.8万平方米，总用地面积3.8万平方米。建筑规模庞大，功能多样，地下二层开始到裙房四层，均有商业功能的需求，甲方对商业空间的要求每一部分都很具体，适于用BIM技术搭建三维模型进行空间分析和管道敷设研究。
项目团队为本次BIM技术的初步尝试设定了工作目标：能搭建最基本的土建及设备管道构件（尽量利用Revit软件自带的各类族库），找出室内净高达不到要求的地方以及管道碰撞重叠的地方，反馈给各专业，通过专业间协调最终解决问题。项目的完成能摸清BIM应用于净高控制的整个流程，并通过项目的跟进不断地深化，为我们三维设计的开展搭建一个基本框架。
3.管线综合的工作流程
通过泊富国际项目的实践，三维管线综合设计流程如下：
3.1前期准备工作：由于在二维图纸上发现问题、修改的问题的工作量与三维相比相对较小，所以尽量将问题在二维设计中解决，减小三维绘制的工作量。通过图纸叠加，找出不同梁底标高下设备重叠处净高不符合要求的地方，协调各专业修改。
3.2搭建土建模型（图一）：土建模型包括建筑专业的模型和结构专业的模型。根据我们的工作目标，绘制建筑模型时应留意防火卷帘的绘制，特别是位于裙房较大公共空间处的卷帘，是净高要求严格的区域。而结构专业梁和板的高度直接影响管线的标高，应严格按图纸建模。应正确绘制各层降板处标高，各专业设备管线应注意避让结构的柱帽，这些都是我们在传统设计中容易忽略的问题。
图一 结构模型图二 办公楼标准层设备管线模型
3.3搭建设备管线模型（图二）：三维建模实际是施工的模拟，根据二维设备图纸中的备注，先绘制有压力排水管，然后根据先大管后小管、由上至下的原则，先绘制空调通风管道，然后是电专业的桥架，最后是给排水管道。三维图纸的深度可以根据工作目标来设定，由于我们主要是控制商业空间的净高，在泊富国际项目中约定竖向管道、设备用房管道、管径小于100mm的各管道均不绘制。
3.4管道综合调整：由于在已建立的土建模型的基础上绘制设备管道，在绘制的过程中能马上发现存在的问题，根据观察管线间的空间关系能做适当的调整。在每一层设备管道完成后应进行碰撞检查，也可以在完成复杂局部调整后即刻进行碰撞检查，应分阶段进行检查和协调，这样就不会将繁琐的协调修改工作滞留到最后处理，保证了出图时间。
4.管线综合成果分析
在设计过程中，基于Revit平台的BIM技术的优势如下：
4.1可视化：BIM将专业、抽象的二维CAD图纸变为通俗化、直观化的三维模型。使得业主、施工方等非专业人员更容易理解设计意图，提高工作的效率，决策的准确度。图三为BIM模型局部轴测图，通过输入各构件的Z轴高度，我们可以模拟实际管道安装，进行碰撞检测，得到的模型让我们更容易区分各专业管道，通过三维空间的表达，也使得管道的上下关系一目了然。
4.2设计更精细化：三维模型使只埋首于二维平面设计的设备工程师有了三维空间的概念。有了图四的三维模型，我们看到管道如何布置，设计师们可以讨论如何充分、合理地利用空间，从而更大限度地增加净高。通过各专业的协调设计，提高了整体的设计水平。
4.3避免了部分各专业之间的”错、漏、碰、缺“等问题：三维模型的绘制相当于模拟了一遍施工过程，提前发现了图纸的问题，减少了设计修改通知单的数量，也减少了设备安装中的返工量，为甲方节约了成本，节省了工期。
4.4用于施工现场指导施工：现在借助互联网络，应用新兴的云技术，通过移动设备终端（如IPAD、IPHONE），我们能便利地将模型带入施工现场指导施工。由于通过无线信息传输，为了加快上传下载的速度，我们建议复杂程度高的模型应分几部分上传，这样可以缩短从网上下载模型查看的时间。利用IPAD浏览模型的方式从一定程度上解决了三维图纸表达输出的问题。
在项目运行中发现的问题：
（1）模型与图纸无法做到同步更新：由于是完全由建筑专业承担三维模型的绘制工作，其他专业的图纸修改很难做到实时更改，各专业的协同只是阶段性的。
（2）BIM专业与设备专业配合同步的方法仍在摸索阶段：因为大多数项目都工期紧，任务重。希望设备专业拿出充裕的时间配合三维设计调整，这种想法与现状有一定的差距。为了减少各专业管道综合协调配合的时间，应改变设备专业的思维模式，加入综合设计的概念，在不大幅增加工作量的情况下，项目负责人以及各专业负责人在二维图纸的设计过程中应提前为以后三维模型的建立做好一些规划和准备。
（3）Revit三维模型出施工图还存在着一定的难度：目前国内尚未有可供审核的三维标准，三维模型只能以传统的二维表现方式出图，而错综复杂的管线高度如何标注在图纸上目前还没有制图标准，软件的本地化程度也有待深化，以上因素都给以三维模型方式出图带来了问題。
5.结语
虽然管线综合方面的BIM应用存在着难题有待克服，但它在设计中的优势是有目共睹的，协同的设计模式使我们的设计更加精细化。三维设计过程是一种真正的建造思考的过程，建立了三维模型意味着图纸的进一步的深化，各专业相互协调所需的时间将大幅增加，如何在图纸的精细程度和投入的人力成本之间取得一个平衡点，我们在泊富国际项目中做了有益的尝试。
BIM技术在大量项目中的实际应用将是其未来可持续发展的生命力所在，降低门槛、先易后难、实用优先是BIM技术普及推广的方向。长远来看，建立起BIM作为一个专业在设计团队内的运行机制，由BIM专业搭建一个便于各专业协同设计的三维模型环境，并逐步完善协同工作模式，是基层设计团队BIM应用的发展方向。
关键词:BIM应用；协同设计；管线综合
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
1.背景
近年来BIM技术在建筑行业的应用风起云涌，但由于投入较大，门槛较高，很多中小开发、设计、施工单位很难集中大量人力物力长时间投入进去，基本不能自主进行BIM的研发。如何降低BIM应用的成本，我们认为由团队自主成立BIM小组是一个好的应用模式。对于人员规模50-60人的设计团队来说，由计算机应用熟练的建筑专业2-3人作为核心成员组成BIM小组开展最初的摸索工作，从建筑专业开始逐步推广到各专业进行三维协同设计，由点到面最终带动整个团队BIM应用和普及。我们将设计团队整个BIM应用分2个阶段进行：
1.1起步阶段：由建筑专业3-4人组成团队，参与到设计全过程，提供各项辅助设计服务：
A、初步设计阶段对结构高度、设备高度以及建筑净高进行控制。
B、施工图阶段在管道空间布局紧张的区域绘制三维模型优化方案，并跟进设计全过程，统筹、协调，将部分管道碰撞问题在二维图纸上解决。
C、施工图周期结束，根据需求选择性地完成三维模型，进行空间分析，完成管道碰撞检测和修改，提高设计质量。
1.2成熟阶段：2-3年后，随着BIM技术在日常工作中的不断渗入，设计人员从观念上产生改变和提升，各专业逐步形成了三维空间概念的设计思维方式，在BIM小组核心成员的带动下，从建筑专业开始，然后向各专业推进，实现BIM技术的施工图设计的普及。
2.管线综合——BIM应用的切入点
在建筑项目的设计、建造、运营的三个阶段中，管线综合既对深化设计有帮助又服务于施工建造。在大型复杂项目中应用管线综合，提高施工现场的生产效率，降低由于施工协调造成的成本增长和工期延误，是一个BIM应用较好的切入点。我们可以通过BIM小组的形式从管线综合应用开始推行BIM应用，将来逐步在方案设计阶段、施工图阶段全面应用。
作为小型设计所，团队BIM小组选择了泊富国际的项目作为管线综合应用项目。泊富国际包括一栋超高层甲级写字楼、一栋超高层商务公寓和大型购物中心。是集办公、公寓、商业、购物、观光、休闲、娱乐等功能为一体的开放式城市综合体。该项目建筑面积28.8万平方米，总用地面积3.8万平方米。建筑规模庞大，功能多样，地下二层开始到裙房四层，均有商业功能的需求，甲方对商业空间的要求每一部分都很具体，适于用BIM技术搭建三维模型进行空间分析和管道敷设研究。
项目团队为本次BIM技术的初步尝试设定了工作目标：能搭建最基本的土建及设备管道构件（尽量利用Revit软件自带的各类族库），找出室内净高达不到要求的地方以及管道碰撞重叠的地方，反馈给各专业，通过专业间协调最终解决问题。项目的完成能摸清BIM应用于净高控制的整个流程，并通过项目的跟进不断地深化，为我们三维设计的开展搭建一个基本框架。
3.管线综合的工作流程
通过泊富国际项目的实践，三维管线综合设计流程如下：
3.1前期准备工作：由于在二维图纸上发现问题、修改的问题的工作量与三维相比相对较小，所以尽量将问题在二维设计中解决，减小三维绘制的工作量。通过图纸叠加，找出不同梁底标高下设备重叠处净高不符合要求的地方，协调各专业修改。
3.2搭建土建模型（图一）：土建模型包括建筑专业的模型和结构专业的模型。根据我们的工作目标，绘制建筑模型时应留意防火卷帘的绘制，特别是位于裙房较大公共空间处的卷帘，是净高要求严格的区域。而结构专业梁和板的高度直接影响管线的标高，应严格按图纸建模。应正确绘制各层降板处标高，各专业设备管线应注意避让结构的柱帽，这些都是我们在传统设计中容易忽略的问题。
图一 结构模型图二 办公楼标准层设备管线模型
3.3搭建设备管线模型（图二）：三维建模实际是施工的模拟，根据二维设备图纸中的备注，先绘制有压力排水管，然后根据先大管后小管、由上至下的原则，先绘制空调通风管道，然后是电专业的桥架，最后是给排水管道。三维图纸的深度可以根据工作目标来设定，由于我们主要是控制商业空间的净高，在泊富国际项目中约定竖向管道、设备用房管道、管径小于100mm的各管道均不绘制。
3.4管道综合调整：由于在已建立的土建模型的基础上绘制设备管道，在绘制的过程中能马上发现存在的问题，根据观察管线间的空间关系能做适当的调整。在每一层设备管道完成后应进行碰撞检查，也可以在完成复杂局部调整后即刻进行碰撞检查，应分阶段进行检查和协调，这样就不会将繁琐的协调修改工作滞留到最后处理，保证了出图时间。
4.管线综合成果分析
在设计过程中，基于Revit平台的BIM技术的优势如下：
4.1可视化：BIM将专业、抽象的二维CAD图纸变为通俗化、直观化的三维模型。使得业主、施工方等非专业人员更容易理解设计意图，提高工作的效率，决策的准确度。图三为BIM模型局部轴测图，通过输入各构件的Z轴高度，我们可以模拟实际管道安装，进行碰撞检测，得到的模型让我们更容易区分各专业管道，通过三维空间的表达，也使得管道的上下关系一目了然。
4.2设计更精细化：三维模型使只埋首于二维平面设计的设备工程师有了三维空间的概念。有了图四的三维模型，我们看到管道如何布置，设计师们可以讨论如何充分、合理地利用空间，从而更大限度地增加净高。通过各专业的协调设计，提高了整体的设计水平。
4.3避免了部分各专业之间的”错、漏、碰、缺“等问题：三维模型的绘制相当于模拟了一遍施工过程，提前发现了图纸的问题，减少了设计修改通知单的数量，也减少了设备安装中的返工量，为甲方节约了成本，节省了工期。
4.4用于施工现场指导施工：现在借助互联网络，应用新兴的云技术，通过移动设备终端（如IPAD、IPHONE），我们能便利地将模型带入施工现场指导施工。由于通过无线信息传输，为了加快上传下载的速度，我们建议复杂程度高的模型应分几部分上传，这样可以缩短从网上下载模型查看的时间。利用IPAD浏览模型的方式从一定程度上解决了三维图纸表达输出的问题。
在项目运行中发现的问题：
（1）模型与图纸无法做到同步更新：由于是完全由建筑专业承担三维模型的绘制工作，其他专业的图纸修改很难做到实时更改，各专业的协同只是阶段性的。
（2）BIM专业与设备专业配合同步的方法仍在摸索阶段：因为大多数项目都工期紧，任务重。希望设备专业拿出充裕的时间配合三维设计调整，这种想法与现状有一定的差距。为了减少各专业管道综合协调配合的时间，应改变设备专业的思维模式，加入综合设计的概念，在不大幅增加工作量的情况下，项目负责人以及各专业负责人在二维图纸的设计过程中应提前为以后三维模型的建立做好一些规划和准备。
（3）Revit三维模型出施工图还存在着一定的难度：目前国内尚未有可供审核的三维标准，三维模型只能以传统的二维表现方式出图，而错综复杂的管线高度如何标注在图纸上目前还没有制图标准，软件的本地化程度也有待深化，以上因素都给以三维模型方式出图带来了问題。
5.结语
虽然管线综合方面的BIM应用存在着难题有待克服，但它在设计中的优势是有目共睹的，协同的设计模式使我们的设计更加精细化。三维设计过程是一种真正的建造思考的过程，建立了三维模型意味着图纸的进一步的深化，各专业相互协调所需的时间将大幅增加，如何在图纸的精细程度和投入的人力成本之间取得一个平衡点，我们在泊富国际项目中做了有益的尝试。
BIM技术在大量项目中的实际应用将是其未来可持续发展的生命力所在，降低门槛、先易后难、实用优先是BIM技术普及推广的方向。长远来看，建立起BIM作为一个专业在设计团队内的运行机制，由BIM专业搭建一个便于各专业协同设计的三维模型环境，并逐步完善协同工作模式，是基层设计团队BIM应用的发展方向。