来源丨《中国高新科技.BIM专刊》
发布丨EaBIM_工号07
科学技术部主管、中国建筑信息模型科技创新联盟承办的《中国高新科技.BIM专刊》在第四届科创杯BIM大赛颁奖现场首发册，住建部前总工程师姚兵作贺词、16位院士为学术顾问、16位联盟专家为编委。发行后面向国内外公开发行，系中国知网、万方数据库、维普资讯网等国内主要数据库的全文收录期刊。
1 引言
随着我国社会经济水平的提高和技术的发展，文化场馆类建筑越来越受到重视，建筑以越来越丰富的姿态来诠释其独一无二的个性。然而文化场馆复杂的建筑功能和结构已经无法用传统CAD二维设计来实现，建筑信息模型（BuildingInformationModel，BIM）应运而生。BIM三维模型可以承载建筑工程项目中全生命周期的各类信息数据，在设计过程中通过三维可视化、协调、模拟、优化和出图等功能，实现项目的精细化管理，提高甲方的决策效率，提升项目的设计质量和设计效率。
相较于运用BIM技术进行施工图纸错、漏、碰、缺的简单应用。通过BIM设计，可以在方案之初就运用BIM绿色建筑分析软件优化方案，将绿色、环保、低碳的设计理念贯彻到建筑全生命周期，并通过BIM三维协同设计、碰撞检查、净高优化、工程量统计、施工出图等得到各专业高度一致的施工图，提高设计效率和设计质量。本文将以和美术馆项目为例，从BIM设计流程、实施措施、应用效果三个方面阐述BIM设计的价值和必要性。
图1 和美术馆夜景效果图
2 工程概况
2.1 项目简介
和美术馆，位于广东省佛山市顺德区北滘镇新城区，是国际建筑大师安藤忠雄在中国华南地区的首个项目，是国内一流的标志性文化设施，是顺德重要的地标式建筑（图1）。项目总用地面积为.48㎡，总建筑面积为.83㎡。建筑高度为24.4m，地上5层，地下2层。结构类型是框架剪力墙结构。
2.2 项目难点分析
和美术馆项目作为顺德地区标志性的公共文化场馆，用地狭小，且周边高楼林立，设计采用层层出挑的圆形体量解决场地和标志性的矛盾，起到软化周边环境和营造第五立面的效果。项目本身具有以下难点：
（1）复杂的建筑功能和大跨度空间设计。
（2）结构复杂多变的异形旋转楼梯（图2）和曲面结构构件。
（3）项目场地狭窄，施工困难。
（4）大型公建的综合管线设计复杂异常。
（5）复杂的曲面幕墙设计、加工建造。
通过BIM设计，可以直观有效地提前发现并解决各种设计和施工问题，大大提高该项目的完成度。
图2 和美术馆中庭异形旋转楼梯
3 BIM设计流程
BIM设计流程（图3）：项目前期策划阶段、技术评审阶段、方案设计阶段、施工图设计阶段、校审出图阶段。
图3 BIM设计流程
3.1 项目前期策划阶段
本项目成立之初便建立BIM工作小组（图4），设置具有BIM设计和项目管理经验的项目负责人，全面开展本项目的设计工作，制定BIM工作流程和工作进度计划；根据项目情况制设定BIM应用目标和应用软件，编写项目各阶段BIM建模及管理标准，设定模型组织原则。
图4 BIM人员组织构架图
3.1.1 BIM应用目标
（1）搭建BIM工作平台，在方案优化、施工图设计、工程算量、施工管理、运维、审计全过程中通过BIM平台传递数据，为项目创造价值。
（2）通过BIM设计，改进BIM工作流程和BIM标准、提升设计管理水平。
3.1.2 BIM应用软件
本项目采用的BIM技术应用相关软件包括建模软件，浏览审核软件，算量软件、绿色建筑分析软件和可视化软件（图5）。
图5 BIM软件分类列表
在方案阶段创建BIM模型，进行多方案比较，一模多用进行绿色建筑分析，并通过软件模拟分析优化设计方案（图6）。在施工图设计阶段创建BIM模型，实现各专业三维协同、可视化设计、碰撞检查、施工出图。完成的BIM模型可以一模多用，可以进行材料提取、同步算量等设计工作。
图6 BIM软件工作流
3.1.3 BIM建模及管理标准
BIM设计不同于CAD二维设计，需要做到事前策划、明确合理的各专业内部协同范围和方式，需要就BIM建模标准、各阶段深度标准、核模标准、数据管理标准、成果交付标准进行前期制定。否则，将会对后期出图产生很多不可预见的额外工作，甚至造成大量返工修改影响工期。
3.1.4 BIM模型组织
本项目采用链接与工作集并行的协同工作方式（图7），机电设备的水、暖、电3个专业相互之间关系紧密且影响较大，采用工作集的协同方式，即3个专业在一个工作集文件内按各自专业建立子工作集，便于随时查看模型更新情况，且便于修改。建筑、结构、机电之间则采用链接的工作方式，避免文件过大，运行缓慢，且同时能做到专业间随时更新模型。链接与工作集并行的方式使各专业在唯一的模型基础上相互提资，设计过程更加流畅、不易出错、原位修改、实时更新替换，保证设计质量和工作效率。
图7 BIM模型组织
3.2 技术评审阶段
建筑设计技术评审阶段在BIM设计流程中并不局限在某一个阶段，而是贯穿方案设计到施工图设计全过程。由项目负责人、各专业总工、专业负责人和主要设计人组成项目技术评审组，分别从建筑、结构、机电专业对项目进行技术评审。严格执行设计各阶段的技术评审，使BIM设计顺利推进，事半功倍，避免出现施工图设计过程中因为设计疏忽而造成BIM模型返工重建，降低设计效率和设计质量。
3.2.1 方案设计技术评审
文化场馆方案设计阶段建筑专业评审内容包括：总平面设计需要注意建筑功能、日照、退距、建筑间距是否合理；明确项目的城市规划技术指标、消防设计、场地竖向等。建筑单体设计需要注意平面、核心筒、功能房间是否满足相关规范；管道井是否满足设计要求；建筑地上和地下室层高设计是否合理；