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基于BIM技术的审查模式探索

2017-03-25卢春峰黄怡萍

重庆建筑 2017年2期
关键词:图纸软件信息

卢春峰,黄怡萍

(中国建筑科学研究院上海分院,上海200023)

基于BIM技术的审查模式探索

卢春峰,黄怡萍

(中国建筑科学研究院上海分院,上海200023)

随着BIM技术在建筑工程行业中的飞速发展,BIM技术已被越来越广泛地运用于工程项目建设的各个环节,但是设计审查环节中还停留在二维审图,该文在通过分析BIM技术现状和研究设计审查的基础上,探索基于BIM技术的审查模式以及可能会出现的难点,以资参考。

BIM技术;设计审查;可行性探索

1 BIM技术发展现状

1.1 BIM技术介绍

BIM的英文全称是Building Information Modeling,国内称为建筑信息模型。

住房和城乡建设部工程质量安全监管司对BIM的定义是:BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

1.2 上海市发展现状

国内BIM技术应用在2010年前后逐步兴起,随着BIM技术的不断发展,政府和企业已认识到BIM技术是未来建筑业转型发展的重要技术。近几年,国家、各地政府纷纷出台BIM相关规划和政策,积极推进项目试点,全国的BIM技术已进入飞速发展期。

上海市自2013年起陆续推出了BIM相关政策。

2013年1月上海市规土局发布《上海市建设工程三维审批管理试行意见》,在项目规划报审阶段采用三维模型提交;2014年10月上海市人民政府办公厅发布《上海市推进BIM技术应用指导意见》明确了该市推进BIM的指导思想、主要目标和任务以及配套的保障措施;2015年7月上海市建筑信息模型技术应用推广联席会议办公室发布《上海市推进建筑信息模型技术应用三年行动计划(2015-2017)》,指明了上海推进BIM分为试点培育、推广应用和全面应用三个阶段。同期配合发布了《上海市建筑信息模型技术应用咨询服务合同示范文本(2015版)》和《上海市建筑信息模型技术应用咨询服务合同示范文本(2015版)》;2016年4月上海市住建委发布《关于本市保障性住房项目实施BIM技术应用及BIM服务定价的通知》再次扩大BIM应用范围。

至2015年底,上海市包括了上海中心、国家会展中心、迪斯尼等共计162个建设项目已采用BIM技术,其中,在建项目117个,已建项目15个,待建项目30个。BIM技术应用的项目数量逐年增加,近两年呈现爆发式增长。

在BIM应用环节方面,项目前期、设计、施工、运维都已有一定应用,但是在设计审查环节仍是BIM技术的空白区域,上述提到的应用BIM技术的建设项目中,即使在设计阶段采用BIM技术进行三维设计,但是到了审图仍然需要转换成传统的二维施工图进行审查,这也是目前的BIM技术发展瓶颈之一。

2 设计审查要点内容研究

施工图审查是政府主管部门对建筑工程勘察设计质量监督管理的重要环节,《建设工程质量管理条例》第11条规定:建设单位应当将施工图设计文件报县级以上人民政府建设行政主管部门或者其他有关部门审查。

施工图审查的主要内容:

(1)建筑物的稳定性、安全性审查,包括地基基础和主体结构体系是否安全、可靠;

(2)是否符合消防、节能、环保、抗震、卫生、人防等有关强制性标准、规范;

(3)施工图是否达到规定的深度要求;

(4)是否损害公众利益。

施工图审查重点部分在于建筑、结构、暖通、给排水、电气、消防等方面。审查工作内容要点主要为审查强条、安全性、消防电气、节点连接方式、机电设备及梁柱配筋等是否符合规范及要求,并且要关注审查中心专家联查的要求。

为保证审图质量,审图公司结合IOS管理体系,质量管控方面由专人负责,多数审图公司内部也有质量抽查。

针对审图过程中的问题,各审图公司积极响应整改要求,基本在预审审查前整改,不符合强条规范的都要求必须整改。出现审图中设计院图纸不规范,审图公司和设计院会协商解决。在规范不统一的情况下,也应由审图公司和设计院共同协商处理。

3 基于BIM技术的审查模式探索

基于BIM技术的审查主要是指设计阶段提供BIM模型,审查阶段以BIM模型为主要审查对象,通过涵盖建筑、结构、给排水、暖通、电气等各专业设计的BIM模型提交施工图审查。

3.1 基于BIM技术的设计审查要点内容

现设计审查工作与基于BIM技术的设计审查的最大不同是现有二维图纸审查转向完全依托于三维模型的审查。二维图纸审核的主要内容为设计阶段提供的工作成果,包含设计图纸、技术书、文本说明等一系列内容。

当设计工作转入BIM技术平台后,平、立、剖等图纸都可以通过投影由软件自动生成。在对这类项目审核的过程中,各类图纸特别是复杂部位的图纸,对设计师意图的反映更为准确。结合其提供的复杂部位三维透视示意图(为帮助审图及施工、监理各方更准确地理解设计意图,设计公司一般会主动在关键图纸上提供),审核人员能更准确地了解设计意图并做出判断。不仅如此,当审核人员具备BIM模型的基本使用能力后,还可以根据审核需要在希望的位置和方向补充二、三维视图,从不同的方向审视设计成果,为审核结论提供更全面的作证和数据支持。此外,模型中一些细部信息在整体建筑模型中无法得到全面的携带,例如建筑细部构造、结构钢筋绑扎形式、设备附件细节等。这些信息的缺失使得与此相关的详图无法实现软件的自动生成,仍旧需要通过二维方式由人工绘制后嵌入三维模型。

3.2 基于BIM技术的审查模式的意义

3.2.1 提升审查质量和效率

BIM模型相较传统二维图纸的最大优点之一在于其三维可视化,使得其在空间表达方面有明显的优势,带来最大的价值在于能够有效检查“错、漏、碰、缺”,减少返工,同时也解决了二维图纸空间集合信息无法表达和审图人员对建筑空间形体的认识问题,在不规则建筑中体现尤为明显。BIM的三维可视化功能,在数字化审图中可针对建筑质量问题、安全问题、消防和整改直观表达,提高更为有效的审核。同时,通过建立关联数据库,可以准确快速计算结构配筋量,规范强条违反情况核对,提升审核的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级,可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息,有效提升审图效率。

设计审查协同化同样也是BIM模型的优点。在传统审查环节中,审图各专业无法有效得知本专业外其他专业的图纸状况,项目审核风险控制能力不高,但是通过BIM模型能直观地审查关联专业相关情况,同时能够有效避免因图纸之前的索引关系所造成的审图困扰。在设计回复意见的阶段,通过BIM模型能做到即时修改的同步更新,更加便于审查人员直观地审查回复意见及修改的模型,对于审查效率也有明显的提升。

基于BIM技术的审查将把审图质量管理推向新的高度。在三维模型的环境下,其本身就是一个虚拟建造可视化的过程,在一个可视化的模型体系下,对于审图人员来说,将更有利于其理解设计师的设计意图,针对相应的设计意图,审图人员能够专注于强制性条规条款对该设计的要求,通过三维可视化模型和模型二维图纸的结合,从施工和验收的角度,发现其违规或不符合规范要求的区域,基于BIM技术的审查模式将有助于协助审图人员提高审图质量和效率。

3.2.2 大数据的形成

基于BIM技术的审查能够逐渐形成工程信息大数据,通过BIM技术能够对大数据资源充分利用,可以定期汇总分析热点建筑类型,近期较突出的质量通病或是某专业的违规强条情况特别严重等。这对于勘察、设计单位,BIM信息大数据分析能够帮助其了解单位所有项目的设计质量情况,直观地发现问题,从而“对症下药”。通过大数据也能对于正在设计或是将要设计的项目提供以往设计结果的参考,有效避免个别问题重复发生,同时总结过往经验,提高设计质量。对于政府主管部门而言,通过BIM信息大数据,除可以有的放矢地加强监管以外,也可以形成对外公开的BIM网络云平台,提供近期工程数据分析情况,为工程建设提供有利的参考。

3.3 基于BIM技术的审查模式的难点

3.3.1 软件系统

基于BIM技术的审查需要靠BIM软件和系统来实现,目前BIM软件种类包括了BIM方案设计软件、发布和审核软件、运营管理软件、造价管理软件、模型综合碰撞检查、深化设计软件、模型检查软件、可视化软件、结构分析软件、机电分析软件、可持续发展软件和BIM接口的几种造型软件等。

在BIM审查软件中,首先需要兼容各种BIM软件形成的数据,需要具备充分的数据读入能力,应采用统一的数据格式来规范各种BIM软件生成的数据。在国外,一般通过IFC格式传递模型,但IFC格式存在一定的局限性,尤其在除模型信息以外的信息存储方面,是对数据能否真实体现原项目信息的制约。国内目前住建部已组织了相关单位针对BIM国家标准的应用进行研究,相信在不久之后就会有国内统一的BIM数据传递标准。

在统一了传递数据标准的基础上,BIM审查软件系统还需要具备的功能如下:

BIM模型轻量化技术。在设计审查阶段往往不需要设计阶段BIM模型全部的信息,仅需要提取审查阶段所需要的信息,但同时要保证数据的完整性,正确性及通用性。这样一来可以减少BIM模型中对于审图的无用信息,二来可以提高BIM模型传输速率。

规范自动化智能检查。通过BIM技术能够实现模型及构件的信息化,使一些定量化规范自动校审变为可能。其中包括了模型完整性检查、建模规范性检查、设计规范检查、模型协调性检查等。从而能够有效降低审图人员的工作量。

数字认证及加密功能。BIM模型所含的信息量要远远高于二维图纸,因而其安全性和保密性就显得尤为重要。可以采取的安全措施包括使用企业、人员身份有效性认证,这主要可以通过“账户+密码”以及数字认证来实现,如现有上海实现的数字化交付即通过企业级和项目负责人双重CA认证来确保其有效性和安全性。此外,为了有效确保BIM模型在网络上安全流转,在BIM审查系统的软硬件都应得到保障。硬件方面,需要有专业的数据备份,防火墙等硬件设备,以及服务器机房的安全设备共同保障数据的安全。软件方面,一方面要对敏感数据进行安全加密,避免数据对外界是“透明”的。另一方面有相应的安全信息体系,已保障数据的安全。

3.3.2 信息化发展达到较高水平

BIM模型含有大量的几何信息,从目前的硬件设施、网络传输等信息化条件难以满足BIM模型的传输,因而今后若要推行BIM模型设计审查,首先需要提升网络传输速度,目前国内正在研究5G网络,其速率是现行4G网络的百倍,可以满足BIM模型的传输,预计5G网络会在未来几年内普及。其次是配套的数据安全技术、数据存储与管理技术需要与之对应的提高。最后则是各方单位内部的硬件设施提高,主要是指由于使用BIM模型需要配备较快CPU速度、较大内存和专业的显卡的电脑,目前因还处于二维图纸审查模式,对于电脑配置要求不是很高,若今后要实现BIM模型的审查,电脑的更新换代也是必经之路。

3.3.3 从业人员综合素质要求较高

目前BIM人才还远远不能满足建筑业发展的需求。主要问题是没有足够数量的技术人员能熟练地使用这个工具。建筑业缺乏懂得BIM知识的专业人员已经成为建筑业进入BIM时代的瓶颈。

在施工图审查行业BIM技术力量几乎为零。一些有经验的专业审查人员,对BIM技术知之甚少。而一些年轻设计师能够使用BIM、很快接受BIM模型数字化审图的新模式,但不具备审图人员资格要求且缺乏审图经验。

解决BIM数字化审图人才缺乏的问题根本在于进行人才培养方式的改革,加强对现有审查人员的BIM课程培训,以提高专业审查人员的综合素质,储备既具备一定的专业实战经验、又掌握BIM审查的技术背景的年轻审查人员。

4 结语

目前行业内正从传统纸质审图逐步转向数字化审图,下一步就将是从二维的数字化审图迈向基于BIM技术的三维模型审查。虽然基于BIM模型的审查模式在实施过程中还有很多问题亟需解决,如BIM数据标准的建立,数据格式的统一,软硬件需配套建设,人员专业素质等,但是BIM技术对于勘察设计质量的提升,大数据库的形成等优势必带来建设行业的第二次产业革命。

注:本文得到了上海市建设工程设计文件审查管理事务中心办公室主任胡杰及中国建筑科学研究院上海分院副院长朱伟的指导和帮助,在此表示衷心感谢。

责任编辑:孙苏,李红

Exploration on BIMTechnology-based Examination Modes

With the rapid development of BIM technology in construction industry,BIM technology has been increasingly applied in each stage of projectconstruction.However,two-dimensionaldrawing examination is stillapplied atdesign examination stage.This paper,based on the analysis on status quo of BIMtechnology and the study on design examination,BIMtechnology-based examination modes and potentialdifficulties are explored for reference.

BIMtechnology;design examination;feasibility exploration

TU18

A

1671-9107(2017)02-0021-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2017.02.021

2016-12-15

卢春峰(1990-),男,上海人,本科,工程师,主要从事建筑设计软件工作。

黄怡萍(1977-),女,上海人,本科,高级工程师,主要从事建筑设计软件工作。

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