BIM設(shè)計(jì)是近幾年非常熱門(mén)的一個(gè)話題,那么為什么要做BIM設(shè)計(jì),BIM設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)院能帶來(lái)哪些好處呢?設(shè)計(jì)院為什么要做全員BIM設(shè)計(jì),通過(guò)以下各項(xiàng)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析


一、目前BIM發(fā)展分析


1中國(guó)BIM發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)據(jù)調(diào)研


2017年中國(guó)BIM應(yīng)用價(jià)值分析報(bào)告(圖1)指出,華北、華南、華中、華東、西南這五個(gè)地區(qū)中,華北地區(qū)應(yīng)用BIM設(shè)計(jì)是最高的。


國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)BIM設(shè)計(jì)價(jià)值認(rèn)知(圖2)所提供的數(shù)據(jù)可以看出,減少施工圖漏錯(cuò)在69%左右,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案在66%左右,提高客戶參與度并增進(jìn)了解在61%左右,減少施工圖現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)問(wèn)題在55%左右,因此目前BIM還處于三維化應(yīng)用,還沒(méi)有進(jìn)入到信息化應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)在應(yīng)用BIM投資回報(bào)率(圖3)中可以看到有40%盈利、45%盈利平衡,只有15%的設(shè)計(jì)企業(yè)屬于虧損的。


2、BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀(數(shù)據(jù)來(lái)自同濟(jì)大學(xué)王廣斌教授)


我國(guó)BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀已經(jīng)開(kāi)始得到越來(lái)越廣泛的重視,但從全球范圍來(lái)看,其整體擴(kuò)散過(guò)程仍較為緩慢,目前建筑行業(yè)對(duì)BIM的整體采納率仍處于較低水平。

BIM在我們過(guò)去十年中的擴(kuò)散進(jìn)程,尚未呈現(xiàn)出類似于2D CAD在20世紀(jì)90年代的快速發(fā)展局面(圖4)。

因?yàn)镃AD發(fā)展和BIM發(fā)展是不一樣的,CAD發(fā)展如同我們從走路前進(jìn)變成的了騎自行車前進(jìn),速度加快了而規(guī)則是沒(méi)有發(fā)生變化還在同一條道路上。而B(niǎo)IM發(fā)展如同從騎自行車變成了開(kāi)汽車,與CAD發(fā)展不同的是運(yùn)用工具規(guī)則發(fā)生了改變,需要重新學(xué)習(xí)新的運(yùn)用規(guī)則,而學(xué)習(xí)新的運(yùn)用規(guī)則是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過(guò)程。


3、我們通過(guò)上海市BIM試點(diǎn)項(xiàng)目來(lái)分析——BIM的價(jià)值成本(數(shù)據(jù)來(lái)自同濟(jì)大學(xué)王廣斌教授)。


軟硬件投入是普遍BIM費(fèi)用支出項(xiàng),65%的項(xiàng)目均有此部分開(kāi)支,在沒(méi)有軟硬件支出的BIM項(xiàng)目中,多為委托第三方咨詢機(jī)構(gòu)進(jìn)行BIM管理。

而建設(shè)單位對(duì)設(shè)計(jì)院BIM設(shè)計(jì)費(fèi)用支持程度低(圖5),僅有30%和41%的建設(shè)單位會(huì)為設(shè)計(jì)方提供費(fèi)用支持。

從費(fèi)用額來(lái)看(圖6),BIM咨詢費(fèi)用平均占比最大達(dá)到41%,BIM培訓(xùn)費(fèi)僅占2%,多數(shù)項(xiàng)目(63%)的BIM費(fèi)用占投資比重不足0.5%。

造成的原因主要有:

(1)中小建設(shè)方對(duì)BIM設(shè)計(jì)普遍不重視,而大建設(shè)方由于資金充足已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行大量的投入。

(2)政府項(xiàng)目在推動(dòng)BIM設(shè)計(jì)的發(fā)展過(guò)程中,由于對(duì)BIM設(shè)計(jì)在制度中還沒(méi)有完善,導(dǎo)致大家想進(jìn)行BIM設(shè)計(jì),卻不知道BIM設(shè)計(jì)的錢從哪來(lái)。


4、我們對(duì)上海市試點(diǎn)項(xiàng)目BIM應(yīng)用價(jià)值綜合得分進(jìn)行分析


上海市試點(diǎn)項(xiàng)目平均得分4.21分,因此BIM應(yīng)用價(jià)值已被廣大建設(shè)項(xiàng)目接受并認(rèn)可。

項(xiàng)目的BIM應(yīng)用價(jià)值(圖7)主要集中在節(jié)約成本、加快進(jìn)度和提升效率方面,而B(niǎo)IM應(yīng)用對(duì)提高質(zhì)量和提高安全性不明顯。



其中,節(jié)約成本主要指:

(1)碰撞檢查減少工程返工所避免的損失。說(shuō)明在CAD設(shè)計(jì)時(shí)做不到碰撞檢查這點(diǎn),而通過(guò)BIM設(shè)計(jì)就能提前把施工中所遇到的問(wèn)題分析出來(lái)。

(2)對(duì)“精確計(jì)算工程量便于合理分配資源,有效控制造價(jià)和投資”中,目前仍以傳統(tǒng)的工程量計(jì)算為主,基于BIM的工程量計(jì)算只是作為參考。同時(shí)多數(shù)項(xiàng)目的BIM算量尚未達(dá)到多階段、多次性、多樣性工程量計(jì)算的效率與準(zhǔn)確性,這在很大程度上拉低了BIM應(yīng)用于工程量測(cè)算的價(jià)值。

提高安全性主要指:BIM的應(yīng)用并沒(méi)有在很大程度上改善項(xiàng)目的安全問(wèn)題,員工傷亡率等,這是因?yàn)椋河绊懝こ贪踩缘囊蛩厣婕暗饺藶橐蛩?、材料因素、施工機(jī)械因素以及不可抗因素等,BIM的安全管理可以在一定程度上提高安全檢查的準(zhǔn)確性并通過(guò)施工模擬有效識(shí)別工程危險(xiǎn)源,但不能從根本上解決安全事故的發(fā)生。

提升效率主要指:

(1)工程項(xiàng)目BIM應(yīng)用使得各專業(yè)數(shù)據(jù)供共享和信息傳遞更為流暢,同時(shí)大大提高了各參與方溝通效率提升和業(yè)主決策效率。

(2)BIM的應(yīng)用并沒(méi)有在很大程度上減少施工現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)問(wèn)題,對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)效率的提升也不顯著。

加快進(jìn)度主要指:

(1)BIM對(duì)加快工期進(jìn)度的價(jià)值主要體現(xiàn)在避免工程返工有效縮短工期、減少工程沖突和設(shè)計(jì)變更有效縮短工期。

(2)在減少信息請(qǐng)求次數(shù)有效縮短工期方面相對(duì)偏低,目前BIM技術(shù)在我國(guó)工程實(shí)踐中的應(yīng)用還處在相對(duì)初級(jí)的階段,能夠有效減少信息請(qǐng)求次數(shù)的電子化審批所需解決的標(biāo)準(zhǔn)化的交付體系尚未成熟,工程詢證函以及信息詢證單仍以紙質(zhì)為主。

提高質(zhì)量主要指:

(1)對(duì)節(jié)能環(huán)保性能的提升以及施工質(zhì)量的提高比較顯著,在設(shè)計(jì)階段通過(guò)BIM對(duì)建筑物日照、采光、通風(fēng)、能耗、碳排放等模擬分析,大大提高了其節(jié)能環(huán)保性能;在施工階段,BIM應(yīng)用于場(chǎng)地規(guī)劃和施工模擬,提高施工質(zhì)量。

(2)對(duì)BIM在提升質(zhì)量方面而言,利用BIM的可視化提升設(shè)計(jì)美觀不太顯著,主要原因可能在于所調(diào)查的項(xiàng)目樣本主要集中在基礎(chǔ)設(shè)施類項(xiàng)目,其對(duì)工程設(shè)計(jì)的美觀性要求較低。

因此通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),BIM應(yīng)用投入整體不足主要因?yàn)椋?/span>

(1)多數(shù)項(xiàng)目的BIM費(fèi)用占項(xiàng)目總投資比重不足0.15%。

(2)BIM培訓(xùn)成本投入僅占2%,導(dǎo)致設(shè)計(jì)技術(shù)人員BIM應(yīng)用技能不足。

(3)建設(shè)單位對(duì)設(shè)計(jì)方的費(fèi)用支持率低,分別僅有30%和41%的建設(shè)單位會(huì)為設(shè)計(jì)方提供費(fèi)用支持。

BIM應(yīng)用深度不夠主要因?yàn)椋?/span>

(1)《上海市BIM應(yīng)用指南》所涉及的38個(gè)BIM應(yīng)用點(diǎn)中,78%的項(xiàng)目BIM應(yīng)用點(diǎn)的數(shù)量在20以下,不足BIM應(yīng)用點(diǎn)數(shù)量的50%。

(2)BIM在運(yùn)維階段的應(yīng)用率較低,僅有約22%的項(xiàng)目會(huì)把BIM應(yīng)用在運(yùn)維階段進(jìn)行設(shè)施管理、空間及資產(chǎn)管理。


5、各行業(yè)BIM狀態(tài)


(1)以萬(wàn)達(dá)為代表的地產(chǎn)商,這幾年對(duì)BIM全過(guò)程應(yīng)用,帶來(lái)行業(yè)變化。通過(guò)自建BIM標(biāo)準(zhǔn)形成從設(shè)計(jì)到施工到運(yùn)維的全過(guò)程管理體系;要求設(shè)計(jì)院必須實(shí)行BIM正向設(shè)計(jì)達(dá)到圖模一致和數(shù)模一體;對(duì)設(shè)計(jì)的交付標(biāo)準(zhǔn)趨向施工深度,模型體現(xiàn)算量、質(zhì)檢、進(jìn)度等信息。

(2)施工企業(yè)在BIM上的應(yīng)用發(fā)展快速,主要體現(xiàn)在深化設(shè)計(jì)減少碰漏缺失,避免返工停工和精確算量。施工企業(yè)憑借資金優(yōu)勢(shì)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)向項(xiàng)目全過(guò)程總包方向發(fā)展。

(3)對(duì)咨詢單位而言,BIM咨詢業(yè)務(wù)發(fā)展迅速,現(xiàn)階段主要是設(shè)計(jì)優(yōu)化、碰漏缺失。后面會(huì)向虛擬建造模擬分析,裝配式建筑及裝配式機(jī)電咨詢服務(wù)發(fā)展。

(4)而設(shè)計(jì)院目前BIM發(fā)展比較緩慢,處于猶豫徘徊階段正向設(shè)計(jì)成本高效率低,翻模意義不大,深化設(shè)計(jì)又不懂施工,迷茫。

因此,在各行業(yè)BIM發(fā)展分析下,目前設(shè)計(jì)院在推進(jìn)BIM設(shè)計(jì)中所面臨的困境主要有:

(1)設(shè)計(jì)院普遍對(duì)BIM缺乏深刻認(rèn)識(shí)理解,還停留在CAD階段。

(2)設(shè)計(jì)創(chuàng)造價(jià)值沒(méi)有很好的體現(xiàn)出來(lái)。

(3)樹(shù)立BIM思維是未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵點(diǎn)。

如果設(shè)計(jì)院在不進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)或者不把上述所面臨的困境問(wèn)題解決,將會(huì)面臨前期設(shè)計(jì)階段利潤(rùn)被建設(shè)方拿走,后期設(shè)計(jì)利潤(rùn)被咨詢企業(yè)、施工企業(yè)拿走,而剩下的中間部分利潤(rùn)將不足以支撐設(shè)計(jì)院的正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者慘淡經(jīng)營(yíng),將變成一個(gè)只負(fù)責(zé)出流水線式的施工圖加工廠及替各方擔(dān)責(zé)任的背鍋俠。

因此,設(shè)計(jì)院需不斷地加的對(duì)BIM設(shè)計(jì),并且需要各專業(yè)全部進(jìn)行全員BIM設(shè)計(jì),方能解決目前的困境。


二、BIM正向設(shè)計(jì)

1、什么是BIM正向設(shè)計(jì)

(1)BIM設(shè)計(jì)不只是代替現(xiàn)在傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)。

(2)是基于項(xiàng)目全過(guò)程的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

(3)BIM正向設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)院業(yè)務(wù)拓展。

2、BIM正向設(shè)計(jì)價(jià)值


Kelly(1982)的研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)項(xiàng)目80%的造價(jià)在方案設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)確定,所以后續(xù)的控制只能影響到其余的20%投資(圖8)。

Wootoon(1982)認(rèn)為項(xiàng)目總造價(jià)中能受現(xiàn)場(chǎng)直接控制的部分在6%-20%之間(圖8)。

因此通過(guò)BIM把運(yùn)維模擬、施工模擬、能耗分析、日照采光、風(fēng)環(huán)境等前置到方案階段,創(chuàng)造新的價(jià)值。


3、BIM設(shè)計(jì)在設(shè)施全生命周期中的應(yīng)用


美國(guó)在設(shè)計(jì)階段的常見(jiàn)BIM應(yīng)用主要有:設(shè)計(jì)方案論證、設(shè)計(jì)創(chuàng)作、節(jié)能分析、結(jié)構(gòu)分析、采光分析、機(jī)構(gòu)分析、其他工程分析、綠色建筑評(píng)估、規(guī)范驗(yàn)證、三維協(xié)調(diào)。

中國(guó)在設(shè)計(jì)階段的常見(jiàn)BIM應(yīng)用主要有:方案論證、可視化設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、性能分析、工程量統(tǒng)計(jì)、管線綜合。


4、BIM正向設(shè)計(jì)涵蓋的階段




通過(guò)表格(圖9)可以看出設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展路線為第四條藍(lán)線的發(fā)展過(guò)程。因此未來(lái)BIM正向設(shè)計(jì)階段應(yīng)該覆蓋四個(gè)階段:方案決策、施工圖深化設(shè)計(jì)、預(yù)建造分析、智能運(yùn)維設(shè)計(jì)。

方案決策主要為:方案分析,運(yùn)用BIM進(jìn)行方案創(chuàng)作,多種展示手段,設(shè)計(jì)師推敲更細(xì)致,開(kāi)發(fā)商體驗(yàn)更直接,通過(guò)對(duì)BIM模型的量化分析,對(duì)單體設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。性能分析,通過(guò)室外CFD模擬、日照分析,優(yōu)化了建筑布局及各建筑朝向、開(kāi)窗位置等,保證整個(gè)園區(qū)在冬夏季主導(dǎo)風(fēng)向下人行高度有合理的風(fēng)速、風(fēng)壓場(chǎng),各建筑有良好的自然通風(fēng)效果及日照時(shí)數(shù),提升室內(nèi)空氣品質(zhì),減少建筑供暖、空調(diào)、通風(fēng)能耗。

施工圖深化設(shè)計(jì),以碧桂園鳳凰公館(房建)為例。該項(xiàng)目BIM服務(wù)面積6.8萬(wàn)平方米,BIM服務(wù)階段設(shè)計(jì)為施工階段,BIM技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)為全專業(yè)BIM模型搭建及深化;BIM的管線綜合深化設(shè)計(jì);核查預(yù)留預(yù)埋洞口,提供準(zhǔn)確的預(yù)留洞口圖;可視化工程;現(xiàn)場(chǎng)三維BIM施工交底。

因此,在此階段配合中所發(fā)現(xiàn)為以下幾類問(wèn)題(圖10):

A類:影響工程施工或建成后會(huì)影響使用功能的問(wèn)題。

B類:專業(yè)間有沖突,但現(xiàn)場(chǎng)有空間或余地調(diào)整的問(wèn)題。

C類:圖紙類問(wèn)題,比如圖紙不完整,前后矛盾等問(wèn)題。

所以在施工圖階段,深化過(guò)程的可視化使得項(xiàng)目設(shè)計(jì)意圖更加直觀,方便各方溝通協(xié)調(diào)。較于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì),項(xiàng)目可視化更加容易發(fā)現(xiàn)潛在的隱藏的設(shè)計(jì)問(wèn)題,提升了深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

預(yù)建造分析主要為:工藝工序(施工方案、技術(shù)交底、工藝工序);進(jìn)度(工期安排、資金安排、交叉作業(yè));質(zhì)量(確保每個(gè)施工節(jié)點(diǎn)的建造質(zhì)量);

安全(危險(xiǎn)品管理、施工防護(hù)、危險(xiǎn)加工、場(chǎng)地管理);成本(項(xiàng)目造價(jià)、合理的管控、人材機(jī)有序安排)這五個(gè)過(guò)程。

智能運(yùn)維設(shè)計(jì)主要為智慧運(yùn)維設(shè)計(jì)是安全和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián),生命周期任何變化都是動(dòng)態(tài)體現(xiàn),比如支吊架的變形、人流異動(dòng)、智慧消防早期處置等,每個(gè)構(gòu)件、材料都有追蹤。


5、政策支持——2017年全過(guò)程工程咨詢相關(guān)政策文件


2017年2月國(guó)務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》提出:完善工程建設(shè)組織模式,培育全過(guò)程工程咨詢。鼓勵(lì)投資咨詢、勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理招標(biāo)代理、造價(jià)等企業(yè)采取聯(lián)合經(jīng)營(yíng)、并購(gòu)重組等方式發(fā)展全過(guò)程工程咨詢,培育一批具有國(guó)際水平的全過(guò)程工程咨詢企業(yè)。

2017年4月住建部《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》要求:提升工程咨詢服務(wù)業(yè)發(fā)展質(zhì)量,改革工程咨詢服務(wù)委托方式,引導(dǎo)有能力的企業(yè)開(kāi)展項(xiàng)目投資咨詢、工程勘察設(shè)計(jì)、施工招標(biāo)咨詢、施工指導(dǎo)監(jiān)督、工程竣工驗(yàn)收、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)管理等覆蓋工程全生命周期的一體化項(xiàng)目管理咨詢服務(wù)。

2017年5月住建部《工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出:培育全過(guò)程工程咨詢。積級(jí)利用工程勘察設(shè)計(jì)的先導(dǎo)優(yōu)勢(shì),拓展覆蓋可行性研究、項(xiàng)目策劃、項(xiàng)目管理等工程建設(shè)全生命周期的技術(shù)支持與服務(wù),提高工程項(xiàng)目建設(shè)水平。

2017年5月底住建部《關(guān)于開(kāi)展全過(guò)程工程咨詢?cè)圏c(diǎn)工作的通知》提出:要引導(dǎo)大型勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等企業(yè)積極發(fā)展全過(guò)程工程咨詢服務(wù),拓展業(yè)務(wù)范圍,在民用建筑項(xiàng)目中充分發(fā)揮建筑師的主導(dǎo)作用,鼓勵(lì)提供全過(guò)程工程咨詢服務(wù)。

2017年7月住建部《關(guān)于促進(jìn)工程監(jiān)理行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)創(chuàng)新發(fā)展的意見(jiàn)》,提高監(jiān)理多元化服務(wù)水平,創(chuàng)新服務(wù)模式,優(yōu)化行業(yè)組織結(jié)構(gòu),提升行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,形成以市場(chǎng)化為基基礎(chǔ)、國(guó)際化為方向、信息化為支撐的工程監(jiān)理服務(wù)市場(chǎng)體系。培育一批智力密集型、技術(shù)復(fù)合型、管理集約型大型工程建設(shè)咨詢服務(wù)企業(yè)。

因此,BIM未來(lái)發(fā)展主要應(yīng)用在建設(shè)方(業(yè)主)主導(dǎo)在建設(shè)過(guò)程形成BIM閉環(huán);設(shè)計(jì)院應(yīng)用VDC走向項(xiàng)目全過(guò)程咨詢,在虛擬設(shè)計(jì)及建造形成BIM閉環(huán)。BIM正向設(shè)計(jì)體現(xiàn)在創(chuàng)造價(jià)值,體現(xiàn)在降本增效。


三.設(shè)計(jì)院全員BIM設(shè)計(jì)


設(shè)計(jì)院在進(jìn)行全員BIM設(shè)計(jì)時(shí),都會(huì)面臨上手難(有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師難于快速應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì));效率低(在傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師本應(yīng)做而未做的工作,需要在BIM設(shè)計(jì)中體現(xiàn));質(zhì)量憂(多數(shù)BIM設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)少,模型存在需要合規(guī)性校核的問(wèn)題);出圖難(圖紙標(biāo)注工作量大,標(biāo)注實(shí)體常丟失,快速成圖效率低)等問(wèn)題。

設(shè)計(jì)院在進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)時(shí),在二維設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)沒(méi)有聯(lián)動(dòng)性,如平面、立面、詳圖中門(mén)窗由于分開(kāi)設(shè)計(jì),會(huì)導(dǎo)致圖紙不一致。設(shè)計(jì)碰撞多,二維中無(wú)法立體、協(xié)同看設(shè)計(jì),如結(jié)構(gòu)與建筑墻體位置不重合,結(jié)構(gòu)墻與二次砌筑墻不扣減等。設(shè)計(jì)圖紙差,在設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)化的合規(guī)性設(shè)計(jì)校核,同時(shí)由于工期緊、任務(wù)重、項(xiàng)目復(fù)雜,難以保證優(yōu)良的設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)信息少,二維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息量少,難于有效的進(jìn)行性能分析和校驗(yàn)。

因此,設(shè)計(jì)院在通過(guò)全員BIM設(shè)計(jì),就能夠把在CAD設(shè)計(jì)中所為解決的問(wèn)題,都能快速的解決掉,并且能夠保證圖紙模型一致、減少重復(fù)工作量、各專業(yè)質(zhì)量提高、設(shè)計(jì)溝通成本降低、反饋圖紙信息多、問(wèn)題暴露及時(shí)反饋。

綜上所述,如果跟不上時(shí)代的潮流,設(shè)計(jì)院利益將會(huì)被各行業(yè)進(jìn)行蠶食及瓜分,因此,設(shè)計(jì)院全員BIM設(shè)計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì),勢(shì)在必行。并且在順應(yīng)時(shí)代趨勢(shì)的前提下,通過(guò)自身的底蘊(yùn)反超各行業(yè),引領(lǐng)時(shí)代潮流。

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