（四川良友建设咨询有限公司，四川 成都 610000）

   摘 要：建筑工程设计是保障工程顺利建设的必要条件，设计文件的质量直接影响工程的投资、进度及质量。BIM作为新技术引入建筑行业至今，在国家的大力推行下在越来越多的项目中得以应用。本文通过分析BIM技术较之传统设计手段的优势，结合城市综合体项目的BIM应用实例，提出BIM在设计管控中的价值不仅在于其更精益化的技术手段，还在于其能更高效地进行方案优化，将绝大多数设计问题发现并闭合在设计阶段，提升设计管控质量，从设计源头实现建设工程的目标控制。

   关键词：设计管控；BIM；图纸优化

   0 引言

   工程设计是工程建设实施的重要环节之一，专业设计人员将拟建工程以图纸、文档等形式呈现，最终形成符合建设意图、满足技术经济指标、功能使用需求的设计文件。设计文件作为工程建造过程中的主要实施依据，其质量的优劣对该工程的投资、进度及质量目标的实现起着决定性作用。著名的现代质量管理专家约瑟夫·朱兰博士曾提出，设计阶段可以消除超过 2/3 的质量问题。在传统设计工作中，各专业参与者多习惯于二维图文交流，设计过程管理粗放、设计界面矛盾、设计信息管理混乱是影响设计质量的主要问题。BIM技术作为近年来国家大力推行的新技术，将其用于辅助设计，可提升设计效率、提高设计质量。城市综合体使用功能复杂、人员密集度需求高、机电设备系统繁多，本文通过理论、项目实例分析两方面，以城市综合体项目设计管控为对象，对BIM技术在设计质量管控中的价值进行探讨。

   1 BIM技术用于设计管控的意义

   建筑工程设计是一项专业性强、涉及面广的‘智力性’技术工作，随着建筑功能需求的日益迭代，传统设计手段已经不能满足大型复杂项目实际分析、解决问题的需求，且传统设计资料多为二维成果，易导致设计企业与建设单位沟通契合度底，更甚者出现‘所得非所求’的情况，导致设计周期延长、工程投资增加。高质量的工程设计文件是保障建设工程质量的绝对要素。设计质量控制应遵循以下几点原则：

   1)建设工程设计应当按工程建设的基本程序，坚持先勘察，后设计，再施工的原则;

   2)设计质量控制应致力于使建设工程设计符合与社会、经济发展水平相适应，做到经济效益、社会效益和环境效益相统一;

   3)设计质量控制应遵循使用、安全、美观、经济、环保、节能等设计方针;

   4)设计质量控制应力求设计文件质量符合“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的国家建设方针;

   5)设计质量控制应致力于建设工程设计符合规范、规程等标准的有关规定，设计文件编制应完善、准确、清晰，深度符合国家规定要求，避免“错、漏、碰、缺”等;

   6)设计质量控制应推广先进使用技术、积极采用新技术、新材料，促进技术进步和管理创新，有效提高建设工程质量。

   通过分析多个城市综合体项目的设计成果发现，为了确保工程设计图纸顺利通过相关部门的审批，传统设计企业输出的设计方案，对设计标准及规范的重视度最高，而在成本控制、输出图纸质量的把控方面则略显不足。各专业表达不一致，建筑结构与设备间存在碰撞，净高不满足使用需求等为较常见的设计问题，另外也存在局部区域不满足规范的情况。

   在工程项目的建设中，运用价值工程、限额设计等方法，均可在设计阶段对项目投资起到管控作用，限额设计是管控设计的关键方法和有效措施。将BIM技术运用到设计过程中，一方面可基于模型快速计算工程量，辅助限额设计；另一方面，基于三维可视化、信息集成化等特点，各专业协同作业，可快速有效地发现建筑、结构、MEP多专业间的冲突及内部空间不足等问题，辅助设计高效地解决并闭合问题，完善图纸细节，提升设计图纸质量。

   国令第712号文《政府投资条例》中明确规定：“初步设计提出的投资概算超过经批准的可行性研究报告提出的投资估算10%的，项目单位应当向投资主管部门或者其他有关部门报告，投资主管部门或者其他有关部门可以要求项目单位重新报送可行性研究报告。”BIM技术的应用契合国家对投资管理提出的要求，可以为建设工程设计管控提供更科学全面的技术手段，能较有效地控制预算超支现象。

   2 BIM技术在项目设计管控中的应用

   2.1 BIM在设计阶段的应用概述

   BIM在设计阶段的应用包含但不限于以下几点。

   2.1.1 信息化数据模型搭建

   根据图纸深度及项目应用需求创建与之匹配的建筑、结构、给排水、暖通、电气、装饰、场地等各专业的BIM模型，为各项BIM技术应用提供数据载体及模型基础。模型创建及编制应满足国家或地区现行标准及项目要求。

   2.1.2 图纸模型联动管理

   将BIM模型与设计图纸在BIM平台进行整合，形成可视化的精确图纸定位及专业划分，在展示端口进行图模联动查询，确保BIM模型与设计图纸的一致性及准确性，使设计图纸清晰化、可视化。

   2.1.3 设计图纸纠错

   在梳理图纸、建立模型的过程中，将发现的图纸信息缺失、未标注、矛盾点、平立面不对应、系统图不完整等方面的图纸问题，反馈给设计进行问题核后进行图纸修改，减少设计错漏。

   2.1.4 管综及净高分析/辅助设计优化

   整合各专业模型，采用BIM模型的可视化及碰撞检测功能，直观发现并协调各专业间的冲突和碰撞，对建筑实体的功能空间进行检测、分析，优化建筑结构布置及机电管线排布方案，减少施工中不必要的返工，提高工程实施质量。

   2.1.5 面积&工程量统计

   面积明细表统计的主要目的是利用建筑模型，提取房间面积信息，精确统计各项常用面积指标，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。

   2.1.6 定制化模型信息数据库

   根据BIM模型整合本项目需添加的信息，如供应商信息、网址等定制化信息，形成项目级BIM定制化信息模型。

   2.1.7 数字化虚拟现实辅助方案比选

   创建数字化虚拟可视化场景，表现建成后的真实效果，是未来建成的虚拟展示，可用于辅助方案比选。同时，在可视化漫游时可随之点选构件查看相关定制化BIM信息数据参数，在漫游时还可提供导航视图，预设视角、构件分类隐藏及显示功能，项目实施前就能通过数智化手段进行对比，提前发现可能存在的风险及不足，为项目管理者等各方提供虚拟现实交互场景。

   2.2 城市综合体项目中的BIM设计管控应用

   城市综合体项目多具有建筑体量大、不规则、无标准层，业态多样，防火分区形式复杂，机电系统多，管井多，竖向转换多等特点，为确保项目施工图质量，近年来大量城市综合体项目都开始引入BIM技术辅助进行项目设计管控。

   2.2.1 BIM信息模型辅助方案比选

   本应用主要在初步设计阶段实施。初设阶段是控制投资的关键阶段，初设阶段编制的概算既是对可研估算指标的验证，也是施工图预算的最高限额。初设阶段创建初设模型，利用BIM的可视化及可模拟性等特点，对设计方案的可行性、功能性、美观性等进行分析，形成方案比选报告。同时，利用BIM模型可根据概算工程量计算规则的要求，提供多个方案各专业BIM模型的工程量，辅助各方案概算编制，为设计方案的比选提供数据支撑。如图1、图2所示。

 

图1 某综合体地下室行车动线模拟截图          图2 某综合体酒店样板间材料比选交互场景截图

   2.2.2 BIM辅助施工图设计优化

   本应用点贯穿于初步设计阶段及施工图设计阶段，主要是通过模型创建、虚拟建造等技术手段，解决图纸的错、漏、碰、缺等问题，通过进行管线综合与净高优化，提升安装工程经济性与装饰工程品质，为施工安装、设备及构件的布置、制作等提供完整的模型和图纸依据，辅助把控施工质量。由于初设阶段的图纸深度有限，在初设阶段主要提出方案性的建议，在施工图设计阶段则需对各专业图纸开展更为全面细致的核查及优化。如图3、图4所示。

图3 BIM施工图质量管控流程图

  

图4 某综合体项目BIM辅助解决设计问题分析图      

   2.2.2.1 机电管线综合优化

   在已创建完成的BIM模型的基础上，根据设计标准及项目需求特点，制定可实施的管线综合优化原则，应用BIM模型编辑软件，核查专业冲突等问题，并通过优化管线排布、翻弯避让等技术手段优化机电模型，最终得到可直接出图指导施工的管综深化模型。项目级管综优化原则需在满足以下总体原则的基础上进一步细化。如表1所示.

表1 管线综优合化总则

图5 管综优化模型局部截图

图6 机电模型优化前管综剖面                 图7 机电模型优化后管综剖面

   2.2.2.2 总平优化

   在模型创建阶段，针对总平中的景观、道路、绿化、管网等内容，准确反映图纸中表达的信息，在总平模型的基础上，重点结合与市政和各单体的连接部分，进行问题梳理排查，并从美观性、实用性等方面考虑进行优化工作。

   下图为某综合体项目总平优化实例。模型可视化可快速查找问题，各专业设计人员基于集成后的信息模型有效沟通，提出修改建议并快速更新模型复核，论证无误后依据优化方案落实更正总平施工图。如图8所示

图8 可视化协同软件辅助总平问题核查及沟通优化截图

   2.2.2.3 精装优化

   综合体项目精装优化一般针对重点区域，如大厅、电梯前室、公共走道区域、有重点管控需求的样板间等。首先创建精装模型，详细表达天花吊顶高度、地砖墙砖分缝等信息，准确反映设计意图，并通过BIM技术中的虚拟仿真漫游，在进行半交互式漫游展示的同时发现点位布置不合理等问题并提出优化建议。

   2.3 BIM技术在设计管控中的价值分析

   调研发现，多数工程为压缩总建设周期，工程设计时间都较为紧张。在此条件下，设计企业内部的图纸审查基本是广而全，以满足规范强条及建设单位最核心诉求为第一要务，很难散点式地对细节进行把控。利用 BIM 技术可以从项目全寿命周期的角度对项目设计方案进行优化，运用更加信息化的手段实现项目价值的最大化。工程项目设计管控的过程就是项目方案不断优化的过程，将BIM技术应用到设计管控中，可大幅提升设计管控效率。BIM相较传统的技术手段可更高效地发现并更正多专业设计问题，将绝大多数设计问题拦截在设计阶段，避免设计问题流入施工阶段，累积形成项目质量、进度及成本目标出现偏差的诱因。BIM还可辅助方案比选验证及优化，减少了施工阶段现场返工率，节约了人工及材料成本。

   3 结语 

   设计管控的重点是将发现并解决问题的动作前置，‘事前优化、同步控制’是保障设计质量的最优手段。因此，对建设工程而言，设计管控越早阶段介入，越能达成既定的控制目标，实现事半功倍的效果。运用BIM技术，全专业多维度的辅助方案比选打破了信息沟通的壁垒，有利于建设单位快速甄别设计方案，提升了设计方案决策的效率和质量，有助于压缩工程设计的周期；通过BIM技术辅助设计优化，提升了安装工程经济性与装饰工程品质，有利于建设工程投资控制及增值；以BIM模型为基础，复核设计的合理性、施工的可行性，同时综合考虑经济合理性等因素，对不同方案进行论证，做到了在设计源头规避潜在的风险，对工程建设质量、进度、投资控制都有较显著的价值和实践意义。

   参考文献：

   [1]王欣路.大型综合医院建筑设计管理优化研究[D].沈阳建筑大学.2021

   [2]王涛.工程项目中业主方的设计管理研究——以连云港项目为例[D].北京建筑大学.2020