BIM在设计阶段的15项应用，你的项目用了哪些？
BIM在设计阶段的15项应用，你的项目用了哪些？
BIM（建筑信息模型）技术在建筑设计中的应用越来越广泛，从概念方案设计到施工图设计，BIM技术能够提供全方位的支持。本文将详细介绍BIM在设计阶段的15项具体应用，并通过深圳滨海大道综合改造工程案例，展示BIM技术在实际项目中的应用效果。
BIM设计阶段应用分为概念方案设计、方案设计、初步设计、施工图设计和图审五大阶段。下图为每个阶段的BIM技术应用参考。
一、概念方案设计
概念方案设计是建筑工程项目的起始阶段。主要目的是根据建设单位需求，分析项目建设的必要性，提出合理的建设规模并确定设计条件。
此阶段的BIM应用点为：项目场地比选、概念模型创建和建设条件分析。
1.项目场地比选：项目场地比选首先需要建立场地 BIM 模型，然后借助软件分析项目选址的各项因素，如交通的便捷性、公共设施服务半径等。 最后根据分析结果，评估项目选址的科学性与合理性，判断是否需要调整项目选址。
2.概念模型创建：概念模型构建的目的是建立项目三维概念模型，依据模型分析判断项目与周边城市空间、群体建筑各单体间的适宜性，以及建筑的体量大小、高度和形体关系，并运用软件进行初步的日照和通风模拟分析，形成最终成果。
3.建设条件分析：建设条件分析要求运用三维模型，形成相应的图表与建设条件指标，作为项目进一步设计的依据。
二、方案设计
方案设计阶段的主要目的是为后续阶段工作提供依据和指导性文件。主要内容包括：根据建设条件，建设设计目标与设计环境的基本关系，提出空间建构设想、创意表达形式及结构方式的初步解决方法等。
此阶段的BIM应用点为：项目场地分析、建筑性能模拟分析和设计方案比选。
1.项目场地分析：场地分析的主要目的是建立三维场地模型后，运用各类分析软件，分析建筑场地的主要影响因素，并提供可视化的模拟分析数据，以作为评估设计方案选项的依据。
2.建筑性能模拟分析：建筑性能模拟分析的主要目的是建立建筑信息模型，运用专业的性能分析软件，对建筑物的可视度、采光、通风、人员疏散、结构、能耗排放等进行模拟分析，以提高建筑项目的性能、质量、安全和合理性。
3.设计方案比选：设计方案比选的主要目的是选出最佳的设计方案，为初步设计阶段提供对应的设计方案模型。通过运用BIM软件构建或局部调整方式，形成多个备选的设计方案模型（包括建筑、结构、机电），进行比选，使项目方案的沟通讨论和 决策在可视化的三维仿真场景下进行，实现项目设计方案决策的直观和高效。
三、初步设计
初步设计阶段的主要目的是通过深化设计，论证建筑工程项目的技术可行性和经济合理性。主要内容包括：拟定设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题以及基础形式，详细考虑和研究各专业的设计方案，协调各专业设计的技术矛盾，并合理地确定技术经济指标。
此阶段的BIM应用点为：各专业模型构建、结构抗震分析、全专业模型的整合检查和面积明细表统计。
1.各专业模型构建：各专业模型构建宜在初步设计模型的基础上，进一步深化，使其满足施工图设计阶段模型深度要求；使得项目各专业的沟通、讨论、决策等协同工作在基于三维模型的可视化情境下进行，为碰撞检测、三维管线综合及后续深化设计等提供基础模型。其中，机电专业模型在初步设计阶段有相应的局部应用，但主要在施工图设计阶段完成。
2.结构抗震分析：结构抗震分析的主要目的是基于建筑信息模型与结构抗震专业分析软件，运用建筑信息模型与结构分析模型间的传递和转化能力，对建筑物或构筑物的结构体系、抗震性能、构件形式等进行模拟分析，以达到抗震设防的目的。通过抗震设防，以减轻建筑物或构筑物的地震破坏，减少人员伤亡和经济损失。
3.全专业模型的整合检查：全专业模型的整合检查主要目的是通过剖切模型，生成其平面、立面、剖面等二维图形，核对建筑和结构的构件在平面、立面、剖面位置是否一致，以消除设计中出现的建筑、结构不统一的错误。
4.面积明细表统计：面积明细表统计的主要目的是利用建筑模型，提取房间面积、门窗表、门构件、窗构件、墙体构件、自定义属性等信息，精确统计各项常用面积指标及构件数量，以辅助进行技术指标测算；并能在建筑模型修改过程中，发挥关联修改作用，实现精确快速统计。
四、施工图设计
施工图设计阶段的主要目的是为施工安装、工程预算、设备及构件安放、制作等提供完整的模型和图纸依据。主要内容包括：根据已获批复的设计方案编制可供施工的设计文件。
此阶段的BIM应用点为：各专业模型构建、结构抗震分析、全专业模型的整合检查、面积明细表统计、管线综合以及净空分析。
1.各专业模型构建：各专业模型构建宜在初步设计模型或二维设计图的基础上，使其满足施工图设计阶段模型深度，并便于在三维模型的状态下各专业协同工作；为后续模型出图、深化设计、管线综合、净空分析等提供模型工作依据。
2.结构抗震分析：与初步设计中的要求大致一致。
3.全专业模型的整合检查：与初步设计中的要求大致一致。
4.面积明细表统计：与初步设计中的要求大致一致。
5.管线综合：管线综合的主要目的是应用BIM技术检查施工图设计阶段各专业模型，以避免空间冲突与碰撞，防止设计错误传递到施工阶段或造成安装工程的返工。
6.净空分析：净空分析的主要目的是基于各专业模型，优化建筑结构布置以及机电管线排布方案，对建筑物最终的竖向设计空间进行检测分析，并给出最优的净空高度。
五、图审
图审阶段的主要目的是使施工单位、建设单位相关人员进一步了解设计意图和设计要点，图审是解决图纸设计问题的重要手段，对减少工程变更，降低工程造价，加快工程进度，提高工程质量都起着重要的作用。主要内容是审查施工图设计文件是否符合有关规范规定。
此阶段的BIM应用点为：设计模型审查、规范审查和设计成果交付。
1.设计模型审查：设计模型审查的主要目的是提升建筑信息模型与施工图纸的一致程度，增进深化设计前对项目的理解程度，提前解决现场施工环境和设计不一致的问题， 在深化设计前深入协调碰撞问题和设计的可施工性。
2.规范审查：规范审查的主要目的是提高项目过审率、减少报审后模型反复修改问题，采用边设计边审查的工作模式提前解决设计不符合规范的问题，在提交报审前深入协调设计不合规问题和辅助设计的可实施性。
3.设计成果交付：BIM模型文件应符合设计阶段建模的相关规定及对模型精细度的要求，成果交付方按照质量管理规定检查或审校后方可交付。
以上为BIM在设计阶段的15项应用及作用，那么，BIM技术在实际项目中要如何应用？
六、BIM在设计阶段的应用案例
深圳滨海大道综合改造工程
2018年，某公司与上海市隧道工程轨道交通设计研究院达成合作，负责项目的设计全过程咨询部分。2020年，该公司与中铁四局达成合作，负责施工标项目BIM咨询合作。
本项目位于深圳市超级总部基地南侧，西接沙河西路立交改造工程，东至广深高速公路，全长约5.95Km。其中总部基地段（沙河东路-深湾五路）为下沉改造段，主线隧道暗埋段长度1.56Km，两侧分别设置268m及235m敞开段；下沉隧道上部改造为上盖绿地休闲空间。
设计阶段BIM应用
在本项目策划中，制定从方案设计、初步设计、施工图设计的全过程BIM设计应用点，包括多专业协同三维设计、工程设计方案漫游、工程量复核等，旨在通过BIM技术应用，优化设计方案，提高设计质量。
1.多专业协同三维设计
在协同工作环境中，依据项目BIM应用实施策划要求，搭建项目各专业BIM设计模型，如下图所示，包括工程全线改造道路工程、隧道工程主体及其附属的土建、机电、装饰、地质、地下管线等，以及工程周边市政管线、地面交通系统等BIM模型创建。
2.设计方案可视化效果表现
在设计方案中，根据隧道不同设计方案要求，创建相应的隧道BIM模型，以三维可视化的形式展现方案的设计理念、思路和细节表现，辅助设计方、业主、政府相关部门协调沟通，便于进行设计方案比选和快速决策。通过可视化直观方式，看出不同设计方案条件下的穗莞深城际站与港湾式停靠站以及周边环境之间的相对空间位置关系，如下图所示，有助于设计人员改进设计方案，辅助业主进行方案决策。
3.工程设计方案漫游
以规划的滨海大道改造道路、隧道BIM模型为基础，结合无人机航拍的周边环境模型、市政管线模型及地下建构筑物模型，直观展示工程整体设计方案成果，进行仿真漫游，虚拟展示工程建成实景并判断周边环境的影响，尤其是线路与现状路网及相关工程的关系，隧道匝道口位置、港湾式停靠站与周边环境的关系等，在方案阶段妥善处理与周边建构筑物的关系，避免错漏碰缺，辅助设计方案优化，如下图所示。
4.碰撞检查与三维管线综合
在项目前期阶段，模拟并优化管线搬迁和交通组织方案，利用模拟视频清晰表达管线改迁方案、交通组织随进度计划变化的状况，如下图所示，反映各施工阶段存在的重点难点，检查并优化方案，辅助 重大节点工程筹划。
5.工程量复核
根据设计清单工程量统计要求，采用BIM技术手段对工程土建、机电等工程量辅助统计，如下图所示，核对设计统计量与BIM工程量，复核差异较大的项，提高工程算量的准确性。
6.道路现状与改造方案对比
以倾斜数据与BIM模型为基础，通过BIM可视化展示方式，开展道路现状与改造方案对比，如下图所示，分析改造道路与周边环境相互关系，辅助设计方案决策。根据车辆流速、道路设计时速等参数信息，动态模拟道路交通拥堵状况，优化道路线网设计。
7.景观艺术方案动态呈现
基于前期方案建立的周边地表、市政管线等模型，并根据景观设计方案资料创建景观绿化方案模型，整合各专业设计方案BIM模型，以三维可视化仿真形式展现隧道、道路关键节点景观方案的设计理念、思路和细节表现，辅助设计单位、建设单位、政府等相关部门进行景观绿化方案协调沟通，优化和稳定景观绿化设计方案，如下图所示。
8. 隧道装修效果仿真
基于隧道BIM模型可快速完成多个装修方案模型，如下图所示，对方案进行可视化展示，体验隧道建成后真实环境，有助于方案的优化和快速落地。
9.特殊天气环境模拟
动态模拟隧道、道路在四季变化、晴雨天、白昼交替等特殊天气状况下的效果，辅助优化隧道景观设计方案，如下图所示。
春季隧道出入口景观
10. BIM+VR沉浸式体验
基于设计模型，可生成多种VR场景，在本项目中，可对项目的周边环境进行VR体验，对隧道内部管线布置、隧道装修方案进行VR体验比选，如下图所示，给项目业主、设计等其他相关方带来沉浸式的体验，为设计方案的表达、设计方案的比选以及方案决策提供了新方法。
项目效益
1.优化设计：在设计阶段及时优化设计图纸，避免后期设计变更带来的成本增加，减少沟通时间约10%，减少图纸审核、变更约20%，降低成本数百万元。
2.辅助施工：通过三维可视化BIM动态模拟和BIM可视化设计交底，减少线下设计交底会约10余次，配合施工20余次，节约工期约20天。
3.多方协同设计：打通了设计、施工过程中数据协同共享流程，有效减少项目各参与方沟通时间，提高协同设计效率。
项目详情：BIM技术在深圳滨海大道交通综合改造工程中的应用