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          BIM 節點法在設計管理中的應用

          學術期刊發表網 位置:理工論文 時間:2021-01-22 08:53 (12)

          摘要:摘要:本文闡述了設計管理在建筑工程中的重要性以及不足,同時說明了 BIM 技術的優勢,從而引出一種基于 BIM 技術的新型的設計管理的方法BIM 節點法。本文主要介紹了 BIM 節點法的實

            摘要:本文闡述了設計管理在建筑工程中的重要性以及不足,同時說明了 BIM 技術的優勢,從而引出一種基于 BIM 技術的新型的設計管理的方法—BIM 節點法。本文主要介紹了 BIM 節點法的實施路徑和帶來的作用,以設計管理作為切入口,實現 BIM 技術的落地。BIM 節點 法極大的促進了 BIM 技術的價值轉化,是建筑工程勘察設計行業一種新型的管理創新,具有廣闊的應用前景。

            關鍵詞:BIM;BIM 節點法;設計管理

          BIM 節點法在設計管理中的應用

            引言

            設計對建筑工程的成本、質量、進度和功能需求的滿足具有重大的影響和作用,因此設計管理是進行項目管理、決定項目成敗的關鍵因素之一。隨著地產開發的資金壓力,設計的 質量和進度成為了不可調和的矛盾點。而高周轉的地產項目又不允許在施工過程中產生嚴重的設計問題,從而影響了施工進度。業主需要更快的設計成果,施工需要更準確的設計成果, 這些都給傳統的設計管理帶來了巨大的挑戰,設計管理迫切需要一場革命。[1]

            BIM 即建筑信息模型,作為一種全新的建筑信息化技術,可為設計施工提供可視化管理和技術支持,是目前國際和行業建設領域關注和研究應用的熱點。但是,BIM 在國內的實施 過程中,發生了諸多不如意的地方,甚至很多聲音在質疑 BIM 的價值。

            如何利用 BIM 技術的優勢來提高建筑工程的項目管理水平,如何實現 BIM 技術的真正 落地,成為了一個迫在眉睫的問題。筆者結合多年的外資項目的精細化管控經驗,以及 BIM 技術的特點,研發了一套適用國內建筑工程項目的設計管理的方法。

            1 設計管理的現狀及不足

            費用對投資的影響卻高達 75%以上。據統計,在工程質量事故的眾多原因中,設計責任多數占 40.1%,居第一位。不少建筑產品由于缺乏優化設計,而出現功能設置不合理,影響正 常使用;有的設計圖紙質量差,專業設計之間相互矛盾,造成施工返工、停工的現象,有的造成質量缺陷和安全隱患,給國家和人民帶來巨大損失,造成投資的極大浪費。

            為何設計會出現如此多的問題呢?業主對設計周期的不斷壓縮是第一因素,甚至出現一 個月出圖、一周出圖、一天出圖的情況,設計人員能力的不足也是一個因素。排除這些客觀原因,筆者仔細研究了國內的項目流程,發現了一個很重要的現象:國內的設計管理是單線 傳遞。每個專業的設計傳遞到施工階段,才發現問題暴露出來。設計院原本內部 需要做的拍圖(專業協調),因為二維工具的限制,以及設計周期的不足,已經被大大簡化,甚至有些項目省略了這個環節?,F有的體制中,拍圖工作一般由若干經驗豐富的設計總牽頭, 根據他們的經驗來協調。然而,有限的設計總完全跟不上無限的項目的需求。

            因為缺少了多專業協調這個關鍵環節,在目前傳統的設計過程中,經常出現以下幾類問 題:信息不對稱。各專業的變更無法及時更新到相關專業圖紙里,導致諸多不一致的情況出現。例如建筑和結構的樓梯位置不一致;雨水管和建筑外立面碰撞在一起;局部凈高不滿足; 公共走廊經常會排布大量的管線,特別是有大尺寸的排煙管,就更容易導致凈高無法滿足業主的要求;施工空間及維修空間不滿足;設計師缺乏施工經驗,導致對后續施工空間控制不 足,從而影響了正常的施工實施工作等等。

            由于缺乏有效的設計管理,傳統的設計成果存在的問題已經嚴重影響了建筑工程的項目 質量,亟需改進。

            2 BIM 技術的應用現狀

            從 BIM 技術引入國內開始,從政府到業主等各方,都對 BIM 技術在項目中的應用寄予 厚望。BIM 技術本身具備三維可視、數據聯動等優勢。而 BIM 技術在國內的實際應用中,卻依然存在諸多問題,其中最突出的一個問題就是 BIM 無法有效落地,或者說設計做的 BIM,施工無法應用,BIM 技術的應用出現階段性或碎 片化。通過對國內多個 BIM 案例的分析和研究,筆者有如下結論:

            (1)BIM 從業者的能力太低,無法提供高質量的 BIM 成果。

            (2)設計方案的頻繁變更,導致 BIM 成果無法快速更新,而喪失了有效性。目前比較 普遍的 BIM 設計的做法是二維設計一遍,然后再有 BIM 工程師把二維設計翻模為三維模型。 每一次二維設計的方案變更,都需要三維模型跟著更新。而在傳統二維設計成果中,有些只是幾條線的表示,在三維模型中需要很復雜的工作來實現,無法在短時間內完成,導致 BIM 成果無法和二維設計成果同步完成。

            (3)施工單位從業者能力不足以熟練掌握 BIM 技術和相應的 BIM 成果。

            (4)沒有完善的 BIM 工作路徑來指導項目各方參與和應用 BIM 技術。

            3 BIM 節點法的定義及關鍵要素

            3.1 BIM 節點法的定義

            所謂 BIM 節點法:指專業的 BIM 工程師根據 BIM 技術規格書的工作標準,將建筑工 程項目的所有專業整合在一起,并進行多專業協調從而使 BIM 模型達到滿足規格書及項目 要求的深度,將整個項目根據不同區域的難點和項目需求,拆分成若干個占據一定空間的 節點,每個節點包含此空間的建筑、結構和機電等所需的專業模型,同時按照平面、0 度 剖面和 90 度剖面,以及模型的形式整合在一張圖紙上;每個節點按照節點法跟蹤表單進行設置不同的狀態來跟蹤實施情況,從設計到最后竣工復核;通過對各個節點的分階段控 制,提高整個項目的設計管理水平。

            有效的信息傳遞,需要注意幾件事:第一、模型適合人機交互和圖紙適合人人交 互;例如差量比對,在二維設計很難實現,而在三維設計就很容易。第二、模型的信息量過大,而圖紙的信息量太少。但是模型富含的大量非幾何信息在施工建造階段,其實是沒 有太多應用的,主要幾何信息的應用。所以,將信息量富裕的模型轉化為有足夠幾何信息的二維圖紙,也能滿足項目的需求。如上文所說,無論三維還是二維,目的是有效的傳遞 設計信息。所以用模型還是圖紙,不重要,重要的是傳遞的這個媒介,具備項目需要的信息。

            所以,可以得到一個這樣的結論,在設計過程中,我們可以發揮模型可視的優勢,來 進行三維設計;在設計交付的時候,我們應該發揮二維圖紙更容易交流的優勢。如此混合交叉使用 BIM,才能真正發揮 BIM 的價值。

            BIM 節點法的特點和價值主要是通過一套完整的節點詳圖,把項目的關鍵部位進行拆解,實現了項目的定量分析。同時,將節點部位的所有信息在一張圖紙上進行展示和協 調,提高了溝通的效率,解決了模型無法有效傳遞的問題。BIM 模型作為各方交流溝通的 工具是可行的,但是作為指導施工依然存在很多問題,指導施工依然離不開二維圖紙的表 現方式。

            3.2 BIM 節點法的關鍵要素

            BIM 節點法主要包括以下 5 項關鍵要素:

            (1)專業的 BIM 工程師

            美國的 DPR 公司在《BIM HANDBOOK》一書的案例中,有明確的說明。一個合格的 BIM 工程師應該具備設計領域的知識、施工領域的知識和這兩個領域知識的融合。[5]所 以,在 BIM 團隊建設中,需要制定嚴格的培訓計劃,這個培訓計劃包括了建筑結構機電等專業的設計知識培訓;一級建造師的建筑實務培訓;一級建造師的機電實務培訓;現場觀 摩學習以及 Revit 等軟件操作培訓。同時,可以招聘有施工現場經驗的工程師,再進行設計知識和 BIM 軟件的培訓。保證 BIM 工程師能同時接受到 BIM 軟件操作、設計和施工三個 維度的培訓。因此,BIM 工程師并不是像外界所說的門檻低,其實是學習曲線很高的一個崗位。[6]

            此項主要應對現狀問題的第一項人員能力不足問題,主要作用在于保證實施的人員具 備專業的技術能力。

            (2)BIM 技術規格書

            前文已經講到,在傳統的協調過程中,主要有多年經驗的設計師牽頭,而依據的也是這些設計師在無數項目中碰到的問題的解決方案。那么,為了彌補年輕工程師經驗不足的 問題,我們收集國內外各類項目實踐中的碰到的問題,編制了《BIM 技術規格書》。本規 格書主要定義了,各類施工、驗收和運維過程中發生過的問題的匯總。此類問題基本上不 涉及設計的強規強條,但是在實際施工和使用過程中,會有諸多問題。目前,本規格書有收集 76 項。例如:

            1) 車位處不可以有排水溝;

            2) 如果有貨運或垃圾車,考慮主通道運輸路線的凈高;

            3) 母線槽盡量不要翻彎(母線槽彎頭需定制,成本代價高);

            4) 大型設備的運輸路徑是否通暢,門口大小是否滿足設備運入;

            5) 風管寬度不要大于 1200,否則風管底部需要設置噴淋,管底凈高反而變小;

            6) 管道的翻彎盡量從主管到設備末端,盡量從高到低或者從低到高,中間不要出現 U 型或幾字形。如果需要翻彎,管道翻彎時盡量上翻。(下翻會產生積水、存渣,即使安裝 泄水閥,水排往何處也是個問題)。

            此項的作用在于保證 BIM 的成果是解決了項目的問題或實際需求,不是為了 BIM 而 BIM,避免提交沒有用處的模型。

            結束語

            BIM 技術已經在國內發展 10 多年了,但是大量的 BIM 從業者依然被束縛在軟件操作的 層面。筆者根據 10 多年的工作經驗,得出的結論是 BIM 技術在國內缺少一種符合中國國情的工作模式或工作方法。在本文中,筆者幾乎沒有談論使用何種軟件工具進行 BIM 工作, 更多的是和大家探討我們使用過的方法和對人員的要求。BIM 節點法作為一種新型的設計管 理模式,有效的結合了 BIM 技術和設計管理流程,實現了 BIM 技術的落地應用,大大提高 了設計成果的質量??偟膩碚f,BIM 節點法解決了 BIM 實施過程三個核心問題:一個是將模 型轉化為各方都更容易理解的三維方式,解決了項目各方交流及交付問題;第二個是通過化整為零,通過若干個節點實現項目的定量控制、定量分析,避免了項目管理的假大空;最后 一個是通過狀態表,可以實現項目節點的動態管理,實現了 BIM 技術應用的完整閉合。

            另外需要說明的是,BIM 作為建筑業信息化的技術,同時涵蓋了幾何和非幾何數據。BIM 節點法更多的是解決了幾何數據的應用問題或者說解決了施工建造過程中的問題。關于 非幾何數據的應用,筆者在另外一文《基于 BIM 技術的信息集成及交付研究》中有詳細闡 述。 參考文獻

            [1]中建編委會. 建筑工程設計 BIM 應用指南[M],中國建筑工業出版社,2014

            [2]陳宇軍. BIM 協同設計的現狀及未來[J]. 建筑設計,2010,(2):26-29.

            [3]朱佳. 建筑設計管理存在的問題及對策分析[J]. 人力資源管理,2015,5(8):100-100

            . [4]金戈. 淺談日本機電 BIM 軟件及其應用[J]. 土木建筑工程信息技術,2012,(3):33-44.

            [5]Chuck Eastman 等,《BIM 手冊》[M],中國建筑工業出版社,2016

            [6]金戈. 基于 BIM 技術的協同管理分析[J]. 鐵路技術創新,2017,(1):32-35.

            [7]成月. 文化場館建筑中的 BIM 設計研究[J]. 中國高新科技,2018,(22):13-15.

            作者:金戈

            推薦閱讀:基于PDCA循環模式之下的畢業設計管理探究


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