深化設計

深化設計是指在工程實施過程中對招標圖紙或原施工圖的補充與完善，使之成為可以現場實施的施工圖。深化設計具有工作復雜，涉及專業眾多，需滿足各專業技術和規范，了解材料及設備的知識的特點。所以深化設計的工作極其繁瑣，特別是在大型復雜的建筑工程項目設計中，設備管線由于系統繁多、布局復雜，常常出現管線之間或管線與結構構件之間發生碰撞的情況，給施工帶來麻煩，影響建筑室內凈高，造成返工或浪費，甚至存在安全隱患。

另外在建筑的相關行業中，由于缺乏跨行業的相關標準規范，設計到制造過程中的數據鏈條斷裂，導致行業的協同困難效率低下，嚴重影響了行業的工業化進程。例如，幕墻行業與傳統制造業相比，幕墻板塊的定制化程度更高，不僅體現在各個項目的設計不同，甚至有時在一個項目中的幕墻面板也各不相同，需要靈活、快速的按需生產。同時隨著新材料、新技術的出現以及人類對建筑外觀的不斷追求，使得幕墻的尺寸越來越大，形狀也日益復雜，隨之而來的便是現場安裝的困難。如果交貨順序和安裝過程管理不善，混淆幕墻板塊的安裝位置，就可能造成工期延誤和資源的浪費。

為了避免上述情況的發生，傳統的施工流程中通過深化設計時的二維管線綜合設計來協調各專業的管線布置，但它只是將各專業的平面管線布置圖進行簡單的疊加，按照一定的原則確定各種系統管線的相對位置，進而確定各管線的原則性標高，再針對關鍵部位繪制局部的剖面圖。由于傳統的二維管線綜合設計存在以上不足，采用BIM技術進行三維管線綜合設計方式就成為針對大型復雜建筑管線布置問題的優選解決方案。

BIM技術在深化設計中的優勢：

傳統深化設計過程中系統參數復核計算是拿著二維平面圖在算，平面圖與實際安裝好的系統幾乎都有較大的差別，導致計算結果不準確。偏大則會造成建設費用和能源的浪費，偏小則會造成系統不能正常工作。對于大型復雜的工程項目，采用BIM技術進行深化設計有著明顯的優勢。BIM模型是對整個建筑的全尺寸、全信息的三維模型，建模的過程可發現大量隱藏在設計中的問題，同時也是一次全面的“三維校審”過程。所以與傳統2D深化設計對比，BIM技術在深化設計中的優勢主要體現在以下幾個方面：

1、三維可視化、精確定位

采用三維可視化的BIM技術卻可以使工程完工后的狀貌在施工前就呈現出來，表達上直觀清楚。模型均按真實尺度建模，而傳統表達予以省略的部分（如管道保溫層等）均得以展現，從而將一些看上去沒問題，而實際上卻存在的深層次問題暴露出來。傳統的平面設計成果為一張張的平面圖，并不直觀，平面圖紙與三維模型實時對應三維模型與實物對照。

2、碰撞檢測、合理布局

傳統的二維圖紙往往不能全面反映個體、各專業個系統之間的碰撞可能，同時由于二維設計的離散型為不可預見性，也將使設計人員疏漏掉一些管線碰撞的問題。而利用BIM技術可以在管線綜合平衡設計時，利用其碰撞檢測的功能，將碰撞點盡早的反饋給設計人員，與業主、顧問進行及時的協調溝通，在深化設計階段盡量減少現場的管線碰撞和返工現象。這不僅能及時排除項目施工環節中可以遇到的碰撞沖突，顯著減少由此產生的變更申請單，更大大提高了施工現場的生產效率，降低了由于施工協調造成的成本增長和工期延誤。

3、設備參數復核計算

在機電系統安裝過程中，由于管線綜合平衡設計，以及精裝修調整會將部分管線的行進路線進行調整，由此增加或減少了部分管線的長度和彎頭數量，這就會對原有的系統參數產生影響。現在運用BIM技術后，當您繪制好機電系統的模型，接下來只需點擊幾下鼠標就可以讓BIM軟件自動完成復雜的計算工作。模型如有變化，計算結果也會關聯更新，從而為設備參數的選型提供正確的依據。

施工組織

借住BIM數據庫中的數據具有可計量的特點，大量相關的工程信息可為工程提供數據后臺，將成為施工管理巨大支撐。具體的講，運用BIM技術，能使工程結構信息、成本數據、進度數據、合同信息、產品數據、報告信息等緊密地聯系起來。施工各個步驟變得具體、清晰，施工步驟間的關系變得直觀、明了。進而人力、資金、材料、機械和施工方法這五要素能夠被安排得科學、合理，使工程活動得以實現有組織、有計劃、有秩序的施工，使得工程項目質量好、進度快、成本低。具體的，BIM施工組織中的運用體現在以下幾個方面：

一、現場布置優化

隨著建筑業的發展，對項目的組織協調要求越來越高。這體現在施工現場作業面大，各個分區施工存在高低差；現場復雜多變，容易造成現場平面布置不斷變化；項目周邊環境的復雜往往會帶來場地狹小、基坑深度大、周邊建筑物距離近、綠色施工和安全文明施工要求高等問題。BIM技術為平面布置工作提供一個很好的平臺，在創建好工程場地模型與建筑模型后，通過創建相應的設備、資源模型進行現場布置模擬。同時還可以將工程周邊及現場的實際環境以數據信息的方式掛接到模型中，建立三維的現場場地平面布置，并通過參照工程進度計劃，可以形象直觀地模擬各個階段的現場情況，靈活地進行現場平面布置，實現現場平面布置合理、高效。

二、進度優化

建筑工程項目進度管理在項目管理的重要組成部分，而進度優化是進度控制的關鍵……BIM對工程的模型的建立達到構建級別，所以BIM技術可實現進度計劃與工程構件的動態鏈接。這樣可通過甘特圖、施工模擬等多種形式直觀表達進度計劃和施工過程，形象直觀、動態模擬施工階段過程和重要環節施工工藝，將多種施工及工藝方案的可實施性進行比較，為最終方案優選決策提供支持。為工程項目的施工方、監理方與業主等不同參與方直觀了解工程項目情況提供便捷的工具。

基于BIM技術對施工進度可實現精確計劃、跟蹤和控制，動態地分配各種施工資源和場地，實時跟蹤工程項目的實際進度，并通過計劃進度與實際進度進行比較，及時分析偏差對工期的影響程度以及產生的原因，采取有效措施，實現對項目進度的控制，保證項目能按時竣工。

三、工作面管理

在施工現場，不同專業在同一區域、同一樓層交叉施工的情況是正?，F象，對于一些大型工程和超高層建筑項目，由于分包單位眾多、專業間頻繁交叉施工，不同專業之間的協同、資源合理分配、工作過程的銜接顯得尤為重要。

碰撞檢測

根據美國建筑行業研究院2007頒布的美國國家BIM標準，建筑業的無效工作（浪費）高達57%。BIM就是解決建筑業資源浪費，建立建筑業低碳經濟時代的有效方法。美國斯坦福大學在總結BIM技術價值時發現，使用BIM技術可以消除40%的預算外變更，通過及早發現和解決沖突可降低10%合同價格。碰撞檢查則是利用BIM技術消除變更與返工的一項主要工作。

工程中實體相交定義為碰撞，實體間的距離小于設定公差，影響施工或不能滿足特定要求也定義為碰撞，為區別二者分別命名為硬碰撞和間隙碰撞。

硬碰撞：實體在空間上存在交集。這種碰撞類型在設計階段極為常見，發生在結構梁、空調管道和給排水管道三者之間。

間隙碰撞：實體與實體在空間上并不存在交集，但兩者之間的距離d比設定的公差T小時即被認定為碰撞。該類型碰撞檢測主要出于安全、施工便利等方面的考慮，相同專業間有最小間距要求，不同專業之間也需設定的最小間距要求，同時還需檢查管道設備是否遮擋墻上安裝的插座、開關等。

碰撞檢查流程主要工作分為以下五個階段：

第一階段：土建、安裝各個專業模型提交；

第二階段：模型審核并修改；模型審核并修改；

第三階段：系統后臺自動碰撞檢查并輸出結果，撰寫并提供碰撞檢查報告；

第四階段：根據碰撞報告修改優化模型；

第五階段：重復以上工作，直到無碰撞為止。

對于大型復雜的工程項目，采用BIM技術進行碰撞檢查有著明顯的優勢及意義。在此過程中可發現大量隱藏在設計中的問題，這些都是在傳統的單專業校審過程中很難被發現。所以與傳統2D管線綜合對比，三維管線綜合設計的優勢具體體現在：

1、三維渲染的動畫視頻，給人以真實感和直接的視覺沖擊。在投標階段能給業主更為直觀的宣傳介紹，大大提升中標幾率。

2、BIM最直觀的特點在于三維可視化，在將所有專業管線放在同一模型中時，可全面檢測管線之間、管線與土建之間的所有碰撞問題，進而反饋給各專業工程師進行調整，既能優化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工整改的可能性，也能優化凈空，優化管線排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優化后的三維管線方案，進行施工交底，提高施工質量。

3、三維的BIM模型可瀏覽、可漫游，管線關系一目了然。全方位的三維模型可在任意位置剖切大樣及軸測大樣圖，觀察并調整該處管線的標高，以多種角度進行直觀展現。

4、BIM模型對管線標高進行全面精確的定位，通過旋轉視圖直觀反映樓層凈高的分布狀態，輕松發現影響凈高的瓶頸位置，從而優化設計，優化管路走向。

5、由于BIM模型已集成了各類管線的信息數據，因此可以準確快速計算工程量，并對設備管線進行精確的列表統計，從而提升施工預算的精度與效率，大大降低由于人工統計工程量而出現的潛在錯誤。

由此可見，BIM技術進行三維的管線綜合設計的優勢是非常巨大的，有了BIM這樣一個信息交流平臺，可以使業主、管理公司、施工單位、施工班組等眾多單位在同一個平臺上實現數據共享，使溝通更為便捷、協作更為緊密、管理更為有效。