摘要：为解决现阶段BIM设计无法发挥应有的效率以及难以实行“正向设计”的矛盾，结合拟建工程在“建模”和“模型审查”中遇到的问题，给出现阶段BIM设计最优流程，并且为“正向设计”提出推进方案。BIM设计有效提高设计效率并减少后期施工反复，最大程度的缩短了施工工期，降低了施工成本及工程造价。提高BIM设计技术在未来数字信息化的工程设计中的推广和应用价值。

关键词：BIM;正向设计;碰撞检测;模型审查;流程优化

0.引言

随着十四五的提出，中国进入了稳态发展阶段，而对于工程建设领域来说，也将逐渐从“求量”逐渐向“求质”做转化。BIM作为三维多线程多专业协同设计、施工及造价的关键技术进入我国也逾有十年，然而我国现如今BIM应用水平远不及欧美等发达国家。2016年以来我国已有多地编制了基于BIM的法规制度，随着制度的出台以及技术的不断完善，使用BIM设计施工将会成为主流设计理念。

美加、欧洲、日本以及澳新等国现在已经有90%以上的项目使用BIM正向设计，而在中国推行的这十年却没能达到预想的效果。目前大部分使用BIM设计的项目还都只是通过对设计图纸进行“翻模”来检查碰撞、管线综合等目标，没能发挥全部的优势，甚至由于设计人员流程不清晰造成了更多的反复与调整，并且由于各种原因正向设计一直存在很多阻碍。

本文将通过结合两个项目分析在翻模和模型审查两个阶段遇到的问题，并且探寻实行“正向设计”会遇到的难题并给出解决方案。旨在给出在未来BIM应用中作为结构专业可以实行的最优流程，在未来设计工作中能提高工作效率、减少设计失误和反复、降低返工、协调、变更的风险并缩短工期降低成本。

1.工程概况

上海浦东国际机场西货运区3号货运站二期建设项目位于上海浦东国际机场西货运区基地内，总建筑面积60000平米。由于上海市审查要求进行BIM建模工作。

新建湖北鄂州民用机场顺丰航空公司基地工程（一期）工程3#动力站位于上海浦东国际机场西货运区基地内，总建筑面积1800平米。BIM分包建模并由设计院进行模型审查工作。

2.设计过程及问题及解决方法

2.1上海浦东国际机场西货运区3号货运站二期BIM翻模及问题

在建模过程中发现1号货运站由于结构起坡等形式在YJK模型中没有体现所以选择插入CAD底图再建立REVIT模型的方式。在建模过程中可以发现很多图面上设计疏漏以及一些搭接方式的不合理，如承台标高、挡土墙位置等。

由于不是正向设计，需要通过结构软件计算、CAD绘图、REVIT建模的流程完成最终的BIM模型搭建，任何调整都会影响三个阶段的重复工作，所以使用CAD为必须为最终图，建模工作应在完成所有设校审阶段后开展。

结构模型建立完毕后可与建筑模型合模检查土建碰撞，在这个阶段BIM的可视化发挥了优势。不同于传统的对图方式，在BIM模型中甚至可以通过VR来检查专业间的不一致。一些在图面上过去很难发现的问题在土建模型中都能一目了然。在加上水暖电设备等专业后，还可以查看更多细节，如管线穿梁、设备固定吊装等位置有无错误。

由于4号地上建筑分为五个部分四种结构形式，而卡口及主站房的网架结构、雨棚起坡等结构在REVIT中很难建模准确所以选择了源计算模型导入的方式。再与地下部分拼接完成模型。使用这种方法遇到了两个问题，其一由于设计之初没有考虑BIM模型后续进入，在MIDAS模型中细节没有同步图纸修改到位修改;其二主站房的网架结构中有近千个不同尺寸的球在原计算模型中没有表示，而在REVIT模型中需要逐一手动添加，工程量巨大。使用模型导入的方法要求源模型必须准确。

2.2湖北鄂州民用机场顺丰航空公司基地工程（一期）工程3#动力站模型审查及问题

由于设计人员与建模人员不统一，模型建立之初由于图纸表达与理解问题就进行过多轮沟通与变更。而在审查过程中需要逐一对每一个构件的尺寸、钢筋做法、间距、构造措施与图面检查是否一致。

BIM深化模型的问题出在建模设计人员不一致、导致对图和图集理解不到位以及深化建模的工具编程不能满足实际结构设计和施工等。全员BIM培训、设计建模人员统一，不仅可以减少沟通成本、建模失误，设计人员掌握BIM技术还可以实现边设计边建模的正向设计。此外，在模型深化过程中，BIM软件的编写也应熟知各专业规范、图集、审图要求等。

3.BIM正向设计的阻碍与解决方法

目前上述的工程中都是以逆向设计来完成BIM建模工作。设计师在完成原有CAD二维图纸设计的基础上进行“翻模”，以达到预想的建筑信息技术三维应用。而整个设计过程中的“翻模”工作需要反复多次进行。整个项目设计全生命流程中，虽然某些阶段的三维模型可以重复使用，但这种将设计各阶段的二维数据转换为需要的三维模型的思路，不仅会造成工作人员的工作负担，也违背了BIM设计的初衷。

而一直推行的正向设计应为同一个模型贯穿始终，并且多专业可以同步同时共享，可以对施工进行阶段进行监管、实时控制造价变更等。从而减少专业对图、条件变更、反复修改的时间。

结构BIM 正向设计可实现三个目的：

1） 在REVIT 上直接建模、计算和结构施工图绘制;

2）不断添加需要的信息，从而实现滚动式结构设计;

3）模型模板中只有一套墙柱梁板数据，整个设计过程只需要维护一个三维模型;

4）最后该三维模型可以用于检查碰撞、算量、施工和运营维护。

我国现阶段正向设计主要存在以下问题：

1） 缺乏具有全面可实施有针对性的技术规范和数据标准。

2） BIM 技术链和产业链还不完善。

3） 建筑环境与技术因素的有限。

从2016年以来国内已经颁布了7个BIM基础标准。而下个阶段应完善技术标准，并大力推广装配式建筑，也应加大力度对国内软件的二次开发。此外，对建筑从业人员普及学习BIM技术，重新调整建筑行业的分配体系也是改革关键。

4.现阶段BIM设计优化流程

首先，在人员配置上应全员掌握BIM技术，杜绝设计与建模人员不一致导致效率降低。其次，提前确定好设计方法，采取逆向设计需要保证使用校审后准确的最终图和模型;而如果采取正向设计则应在项目开展之初就建立好平台方便各专业同步设计。最后，在模型深化的阶段选择与现有标准和图集兼容性高的插件，并且在模型深化后还应再进行一次校对审核，保证深化图可以直接施工。

5.结论

从现阶段国内来看，BIM 技术仍处于初始阶段，在全生命周期的应用上还面临诸多挑战，距离正向设计还具有很长的发展路径。本文针对现阶段建模过程存在的问题，提出了解决方案及优化流程，并对以图纸为导向的正向设计进行了思考。

未来工程信息传递必将以云端计算为基础，以信息模型为主，通过人工智能和区块链技术赋能升级，使各种管理、审核和施工验收等均通过云平台实现。然而实现这些还需要结合软硬件和制度的共同提升。

参考文献

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[2] 张绍，刘洋，陈永康，李腊盛 BIM 正向设计在装配式混凝土结构中的应用 规划设计与勘察2020：103-104

[3] 卢厚华 框架结构BIM 正向设计在结构专业的应用 Value Engineering 2020：275-277

[4] GB/T51301-2018《建筑信息模型设计交付标准》中国建筑工业出版社 2011

作者简介：马心荷，女，助理工程师，2019毕业于新南威尔士大学土木工程专业。现就职于中国航空国际建设投资有限公司

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