BIM技术引入促进设计过程信息集成

建筑设计过程中，方案设计和工程设计常常由不同的团队完成。方案设计阶段的建筑师只关心造型设计和粗略的功能布局，许多细化工作在后面几个阶段完成。这容易造成设计上的脱节。例如，方案设计中常见的立面窗户与内部功能冲突等问题。如果使用建筑信息模型，这类问题在方案设计阶段就能够得到很好的解决。此外，很多方案转交给后续阶段的建筑师后，建筑师须根据实际工程要求对原方案进行梳理，有时甚至是重新绘制一遍图纸，一方面工作量大，另一方面常因工程要求或简单错误导致不能很好的保障原设计概念。例如建筑构件常因结构或构造原因不能与方案设计完全一致。而如果使用一套建筑信息模型用于设计的所有阶段，则一方面可以减少各专业图纸间的“错、漏、碰、缺”，另一方面表现在建筑师对设计品质的控制力度大大加强。建筑师可以加强对设计概念的控制，改变“方案一个样，施工图另一个样”的弊病；无论在方案阶段还是在施工图阶段，建筑师可以对建筑细节进行直观的研究，加强细部设计的控制力度。

各个设计阶段的数据信息，通过 BIM 三维模型，精确完整的传递到下一阶段进行深化设计。

此外，施工阶段可以利用 RIFD 、 GPS 定位的技术结合三维模型表达减少施工错误。

在大型、复杂的建筑工程项目设计中，由于系统繁多、空间复杂，常常出现管线之间、管线与结构构件之间发生冲突的情况，或影响建筑室内净高及空间效果，或给施工造成麻烦，导致返工或浪费，甚至可能存在安全隐患。在传统的设计流程中常通过二维管线综合设计来协调各专业的管线布置。

然而，以二维的形式确定三维的管线关系，技术上存在着先天不足，效果上不能让人满意。二维管线综合只是将各专业的平面管线布置图进行简单的叠加，按照一定的原则确定各种管线的相对位置，进而确定各管线的原则性标高，在针对关键部位绘制局部的剖面图。

1）管线交叉的地方靠人眼观察，一方面冲突情况无法完全暴露；另一方面难以全面考虑，综合分析，常常顾此失彼，解决了一处碰撞，又带来别处的碰撞。

2）管线标高多为原则性确定相对位置，难以全面精确地定位，相对较多问题需要遗留至现场解决。

3）多专业叠合的二维平面图纸图面复杂繁乱，不够直观。对于多管交叉的复杂部位无法充分表达。

4）虽然以各专业的工艺布置要求为指导原则进行布置，对于空间、结构特别复杂的建筑，或是净空要求非常高的情况，二维的管线综合设计方式往往无能为力。

由于传统的二维管线综合设计存在以上的不足，采用 BIM 技术进行的三维管线综合设计方式就成为针对大型、复杂建筑的管线布置问题的优选解决方案。

1） BIM 模型整合了所有专业的信息，对专业协调的结果进行全面检验，专业之间的冲突、高度方向上的碰撞是检测的重点。模型均按真实尺度建模，传统表达予以省略的部分（比如管道保温层等）均得以展现，能将各种隐藏的问题暴露出来。

2） 建筑、结构、机电全专业建模并协调优化，全方位的三维空间模型可在任意位置多角度观察审阅，或进行漫游浏览，管线关系一目了然。

3） 可进行管线碰撞的检测，可全面快捷地检测管线之间、管线与建筑、结构之间的所有碰撞问题。

4 ）能以三维 DWF/PDF 等三维方式提交设计成果，可以非常直观地表达所有管线 的变化及各区域的净高，用于审阅或施工配合。

（ 1 ）实体碰撞，即对象间直接发生交错；

（ 2 ）延伸碰撞，如某设备周围需要预留一定的维修空间，或出于安全考虑与其他构件间应满足最小间距要求，在此范围内不能有其他对象存在；

（ 3 ）功能性阻碍，如管道挡住了日光灯的光，虽未发生实体碰撞，但后者不能实现正常功能；

（ 4 ）程序性碰撞，即在模型设计中管线间不存在碰撞问题，但施工中因工序错误，一些管线先施工致使另外的管线无法安装到位；

（ 5 ）未来可能发生的碰撞，如系统扩建、变更。当模型的各个专业（建筑、结构、设备）设计完成，集成到一个建筑模型中，制定相应的检测规则，即可进行碰撞检测，碰撞检测节点将自动生成截图及包含相交部分长度，碰撞点三维坐标等信息的详细的检测报告，便于查找碰撞的构件和位置。通过碰撞检测可以查找风道水管是否相交、空调管道的高度是否合适等，在施工前避免不必要的错误，节省人力物力。

目前我们所用的协同设计，很大程度上是指基于网络的一种设计沟通交流手段，以及设计流程的组织管理形式。包括：通过 CAD 文件之间的外部参照，使得专业之间的数据得到可视化共享；通过网络消息、视频会议等手段，使设计团队成员之间可以跨越部门、地域进行成果交流、开展方案评审或讨论设计变更；通过建立网络资源库，使设计者能够获得统一的设计标准；通过网络管理软件的辅助，使项目组成员以特定角色登录，可以保证成果的实时性及唯一性，并实现正确的设计流程管理等。

现在大量使用的基于二维 CAD 模式下的协同，更多的体现在制图标准和文档管理的协同，这是一种低技术含量的集成方式。虽然在一定程度上提高了效率，但对提高设计质量，减少专业间的技术协同错误，其效果并不显著。其原因在于二维 CAD 工作环境不能提供一个良好的协同工作平台，二维 CAD 绘制的图纸都是相对独立的信息，不具有关联性，例如平面、立面、剖面是无法被同步修改的。

而建筑信息化模型的出现，则从全新角度带来了协同设计的革命。 BIM 以三维信息模型所形成的数据库为基本集成平台，模型中所有的数据信息都是相互关联的，改变模型中的某一部分，所有与其相关的内容都会发生相应的变化。所以，在技术上更适合于协同工作的模式，甚至可以这样说， BIM 模型和协同设计是密不可分的，因为 BIM 使各专业基于同一个模型进行工作，从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能，将彻底改变传统的单兵作战的工作方法和工作模式。

同时，由于 BIM 模型可以应用于工程项目的全生命周期，所以，对于建筑设计企业、施工企业、发展商、物业管理单位以及各相关单位之间的协同提供了良好的协同工作的基础。

同时， BIM 不仅给设计人员提供一个三维实体模型，同时还提供包含了材料信息、工艺设备信息、进度及成本信息等，这些信息的引入，使各专业均可以采用 BIM 模型的数据进行计算分析或者统计，使各专业间的协同达到更高的层次。

从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说 BIM 技术将为未来协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。 BIM 模型带来的不仅是技术，也将是新的工作流及新的行业惯例。

因此，未来的协同设计，将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段，它将与 BIM 融合，成为设计手段本身的一部分。借助于 BIM 的技术优势，协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期的设计、施工、运营、维护等各个方面。