BIM技术在深化设计中的应用

深化设计是指在业主或设计顾问提供的条件图或原理图的基础上，结合施工现场实际情况，对图纸进行细化、补充和完善。深化设计是为了将设计师的设计理念、设计意图在施工过程中得到充分体现；是为了在满足甲方需求的前提下，使施工图更加符合现场实际情况，是施工单位的施工理念在设计阶段的延伸；是为了更好地为甲方服务，满足现场不断变化的需求；是为了在满足功能的前提下降低成本，为企业创造更多利润。

深化设计管理是总承包管理的核心职责之一，也是难点之一。例如机电安装专业的管线综合排布一直是困扰施工企业深化设计部门的一个难题。传统的二维CAD工具，仍然停留在平面重复翻图的层面，深化设计人员的工作负担大、精度低，且效率低下。利用BIM技术可以大幅提升深化设计的准确性，并且可以三维直观反映深化设计的美观程度，实现3D漫游与可视化设计。

基于BIM的深化设计可以笼统地分为以下两类：

1.专业性深化设计。专业深化设计的内容一般包括土建结构、钢结构、幕墙、电梯、机电各专业（暖通空调、给排水、消防、强电、弱电等）、冰蓄冷系统、机械停车库、精装修、景观绿化深化设计等。这种类型的深化设计应该在建设单位提供的专业BIM模型上进行。

2.综合性深化设计。对各专业深化设计初步成果进行集成、协调、修订与校核，并形成综合平面图、综合管线图。这种类型的深化设计着重与各专业图纸协调一致，应该在建设单位提供的总体BIM模型上进行。

尽管不同类型的深化设计所需的BIM模型有所不同，但是从实际应用来讲，建设单位结合深化设计的类型，采用BIM技术进行深化设计应实现以下基本功能：

（1）能够反映深化设计特殊需求，包括进行深化设计复核、末端定位与预留，加强设计对施工的控制和指导。

（2）能够对施工工艺、进度、现场、施工重点、难点进行模拟。

（3）能够实现对施工过程的控制。

（4）能够由BIM模型自动计算工程量。

（5）实现深化设计各个层次的全程可视化交流。

（6）形成竣工模型，集成建筑设施、设备信息，为后期运营提供服务。

（一）深化设计主体职责

深化设计的最终成果是经过设计、施工与制作加工三者充分协调后形成的，需要得到建设方、设计方和总承包方的共同认可。因此，对深化设计的管理要根据我国建设项目管理体系的设置，具体界定参与主体的责任，使深化设计的管理有序进行。另外，在采用BIM技术进行深化设计时应着重指出，BIM的使用不能免除总承包单位及其他承包单位的管理和技术协调责任。

深化设计各方职责如下：

1.建设单位职责

负责BIM模型版本的管理与控制；督促总承包单位认真履行深化设计组织与管理职责；督促各深化设计单位如期保质地完成深化设计；组织并督促设计单位及工程顾问单位认真履行深化设计成果审核与确认职责；汇总设计单位及BIM顾问单位的审核意见，组织设计单位、BIM顾问单位与总承包单位沟通，协调解决相关问题；负责深化设计的审批与确认。

2.设计单位职责

负责提供项目BIM模型；配合BIM顾问单位对BIM模型进行细化；负责向深化设计单位和人员设计交底；配合深化设计单位完成深化设计工作；负责深化设计成果的确认或审核。

3.BIM顾问单位职责

在建模前准备阶段，BIM顾问单位应先确保要建立BIM模型的各个专业应用统一且规范的建模流程，要确保BIM的使用方有一定的能力，这样才能确保建模过程的准确和高效。

在基础模型中建立精装、幕墙、钢结构等专业BIM模型，以及重点设备机房和关键区域机电专业深化设计模型，对这些设计内容在BIM中并进行复核，并向建设单位提交相应的碰撞检查报告和优化建议报告；BIM顾问单位根据业主确认的深化设计成果，及时在BIM模型中做同步更新，以保证BIM模型正式反应深化设计方案调整的结果，并向建设单位报告咨询意见。

4.总承包单位职责

总承包单位应设置专职深化设计管理团队，负责全部深化设计的整体管理和统筹协调；负责制定深化设计实施方案，报建设单位审批后执行；根据深化设计实施方案的要求，在BIM模型中统一发布条件图；经建设单位签批的图纸，由总承包单位在BIM模型中进行统一发布；监督各深化设计单位如期保质的完成深化设计；在BIM模型的基础上负责项目综合性图纸的深化设计；负责本单位直营范围内的专业深化设计；在BIM模型的基础上实现对负责总承包单位管理范围内各专业深化设计成果的集成与审核；负责定期组织召开深化设计协调会，协调解决深化设计过程存在的问题；总承包单位需指定一名专职BIM负责人、相关专业（建筑、结构、水、暖、电、预算、进度计划、现场施工等）工程师组成BIM联络小组，作为BIM服务过程中的具体执行者，负责将BIM成果应用到具体的施工工作中。

5.机电主承包单位职责(www.xing528.com)

负责机电主承包范围内各专业深化设计的协调管理；在BIM模型基础上进行机电综合性图纸（综合管线图和综合预留预埋图）的深化设计；负责本单位直营范围内的专业深化设计；负责机电主承包范围内各专业深化设计成果的审核与集成；配合与本专业相关的其他单位完成深化设计。

6.分包单位职责

就深化设计而言，施工的分包单位对工程项目深化部分要承担相应的管理责任，总包单位应当编制工程总进度计划，分包单位依据总进度计划进行各单位工程的施工进度计划，总包单位应编制施工组织总设计、工程质量通病防治措施、各种安全专项施工方案，组织各分包单位定期参加工程例会，讨论深化设计的完成情况，负责各分包单位所承揽工程施工资料的收集与整理。分包单位负责承包范围内的深化设计服从总承包单位或机电主承包单位的管理，配合与本专业相关的其他单位完成深化设计。

（二）深化设计组织协调

深化设计涉及建设、设计、顾问及承包单位等诸多项目参与方，应结合BIM技术对深化设计的组织与协调进行研究。

深化设计的分工按“谁施工、谁深化”的原则进行。总承包单位就本项目全部深化设计工作对建设单位负责；总承包单位、机电主承包单位和各分包单位各自负责其所承包（直营施工）范围内的所有专业深化设计工作，并承担其全部技术责任，其专业技术责任不因审批与否而免除；总承包单位负责根据建筑、结构、装修等专业深化设计编制建筑综合平面图、模板图等综合性图纸；机电主承包单位根据机电类专业深化设计编制综合管线图和综合预留预埋图等机电类综合性图纸；合同有特殊约定的按合同执行。

总承包单位负责对深化设计的组织、计划、技术、组织界面等方面进行总体管理和统筹协调，其中应当加强对分包单位BIM访问权限的控制与管理，对下属施工单位和分包商的项目实行集中管理，确保深化设计在整个项目层次上的协调与一致。各专业承包单位均有义务无偿为其他相关单位提交最新版的BIM模型，特别是涉及不同专业的连接界面的深化设计时，其公共或交叉重叠部分的深化设计分工应服从总承包单位的协调安排，并且以总承包单位提供的BIM模型进行深化设计。

机电主承包单位负责对机电类专业的深化设计进行技术统筹，应当注重采用BIM技术分析机电工程与其他专业工程是否存在碰撞和冲突。各机电专业分包单位应服从机电主承包单位的技术统筹管理。

（三）深化设计流程

基于BIM的深化设计流程不能够完全脱离现有的管理流程，但是必须符合BIM技术的特征，特别是对于流程中的每一个环节涉及BIM的数据都要尽可能地详尽规定。深化设计管理流程如图5-2所示，BIM深化设计工作流程如图5-3所示。

图5-2　深化设计管理流程

图5-3　BIM深化设计工作流程

管线综合深化设计及钢结构深化设计是工程施工中的重点及难点，下面将重点介绍管线综合深化设计及钢结构深化设计流程。

1.管线深化设计流程

管线综合专业BIM设计空间关系复杂，内外装要求高，机电的管线综合布置系统多、智能化程度高、各工种专业性强、功能齐全。为使各系统的使用功能效果达到最佳、整体排布更美观，工程管线综合深化设计是重要一环。基于BIM的深化设计能够通过各专业工程师与设计公司的分工合作优化设计存在问题，迅速对接、核对、相互补位、提醒、反馈信息和整合到位。其深化设计流程为：制作专业精准模型一综合链接模型一碰撞检测一分析和修改碰撞点一数据集成一最终完成内装的BIM模型。利用该BIM模型虚拟结合现完成的真实空间，动态观察，综合业态要求，推敲空间结构和装饰效果，并依据管线综合施工工艺、质量验收标准编写的《管线综合避让原则》调整模型，将设备管道空间问题解决在施工前期，避免在施工阶段发生冲突而造成不必要的浪费，有效提高施工质量，加快施工进度，节约成本。项目的综合管线深化设计流程图如图5-4所示。

图5-4　综合管线深化设计流程图

2.钢结构深化设计流程

将三维钢筋节点布置软件与施工现场应用要求相结合，形成了一种基于BIM技术的梁柱节点深化设计方法，具体流程如图5-5所示。

图5-5　钢筋深化设计流程