BIM在设计阶段的应用以及各方面的优势2020-11-27 11:45:42
BIM技术的理念，符合营建业界人士长期以来对改善工程运作效能的期盼;以追求工程之“利益化”、“效能优化”，为推展BIM技术在整个建筑物整个生命周期中追求的目标。今天为各位介绍一下BIM技术在设计阶段的应用有哪些以及各方面的优势。
(1) 设计创作：以BIM之3D软件工具为主，尽可能将建筑物设计创作之所有内涵做完整的阐释，「设计创作」即依此阐释之标准程序为基础，所发展建构建筑信息模型的过程。设计创作可包括创建模型及分析审核。设计创作工具主要负责创建模型，而审核和分析工具，则提供特定分析研究成果的信息加入前述所创建之模型，有时审核和分析软件工具还包括设计评审和工程专技方面(如结构、MEP)的分析作业。整个BIM的执行作业中，设计创作软件工具算是迈向BIM技术最重要的第一步，而其成功关键取决于使用一规划完善且效能很强的数据库，将此创建的3D模型和对应其元组件的性质属性、数量、手段和方法、成本和进度等信息，尽可能准确而有效地连结在一起，使该建筑物名副其实，且深具应用价值与共享的信息模型。设计创作能为工程项目之所有利益相关者提供更具透明度与可视化的设计。而且对设计质量和成本、进度管控方面会有优于过去的改善。
(2) 工程专技分析(结构、照明、能源、机械、其他)：在智能型建模软件工具中，使用已建妥之BIM模型，以设计或其他专业技术的规范(例如结构或机电等)为基础，来检测此建筑物是否满足有关各项专业技术要求的各种分析作业。由此所发展出来的信息，将会是业主及营运者将来运用在建筑物系统中(如能源分析、结构分析、紧急疏散规划等)的基础。这些分析和性能仿真工具，可以在其整个生命周期过程中发挥价值，且可以显著地改善设施的能源消耗。设计公司也可借既有的BIM模型及价钱不高的分析软件进行比以往更详尽与客观的数据分析，供业主与投资者后续参用。
(3) 永续性评估：以目前国内外既有的建筑物永续性评估基准(例如LEED、绿建筑标章、绿建材标章、智慧建筑标章等)为基础，对一工程项目进行系统化、组织化的评估过程。这个评估作业可以是针对材料、建筑物性能方面，或是一个履历过程的评估工作，并应用到整个工程项目的生命周期，跨越规划、设计、施工和营运等四个阶段。其评估工作在项目规划阶段和设计创作阶段就开始进行是最有效的，然后在施工和营运阶段善加应用。
(4) 法规验证：应用法规验证的专业软件工具必须以BIM 模型为作业载体，并据以检查一个工程项目的模型参数是否符合建筑规范相关规定的过程。法规验证工作目前在我国，甚至美国或其他国家都是处于起步的发展阶段，尤其以台北市建筑管理处为首，正积极委外研发中，目前国内尚未见正式付诸实施。工程项目若能在设计规划初期，针对其座落之工程基地之地籍位置已知数据(包括基地面积、都市计划使用分区、建蔽率、容积率等)即先以软件辅助工具进行一般法规的初步验证，可以降低初期规划时因法规细节问题而误导设计、遗漏或疏忽，避免造成浪费。
(5) 设计评审：BIM执行团队在工程项目规划会议的审议场合，利用BIM的3D模型来对该工程项目的利益相关者(可能包括业主、营运单位代表、其他工程专技之项目负责人、设计者、工程承揽者、下游第三方等)，展示其设计内容的过程，藉以针对此工程项目的布局、采光、照明、安全、人体工学、声学、纹理和色彩等重要议题制定决策。设计师透过BIM模型更能将设计理念轻松地传达给业主、施工团队和最终用户。在针对规划需求的工程项目协调会议上，有关业主的需要和建筑物或空间美学方面，则较易得到实时的回馈。
(6) 成本估算：BIM执行团队以BIM模型作为执行作业的基础，充分利用BIM 专业软件及其延展开发的软件工具，在该工程项目设计过程初期，对此BIM 之3D模型，进行一些必要的数量计算程序，产出一套(或部分重要工项)准确的工程数量估算和成本估算，并能快速因应项目可能的变更修改，而将反映在成本增减的影响马上呈现出来，避免预算超支，以节省时间和金钱的过程。这个过程也可以让设计人员及时从设计调变中随时观察到成本的影响，可以有效遏制由于过度修改项目而造成预算超支。
下面，我们来谈谈他们的优势有哪些？
优势一：可视化交底及联动效果
这点是所有对于BIM有初步认识的小伙伴都会想到的一点。的确BIM的可视化交底确实大大提高了传统的工作效率，降低了施工中的问题，把未来将要出现的问题在设计阶段最大限度的解决掉(不可能全部解决)。同时，可视化还改善了双方的沟通环境，起到了去噪的作用，让设计方与甲方或者施工方，能够在统一的环境下进行沟通，尤其是某一方对于基础知识薄弱的时候。
除此之外，联动的效果可以大大提高设计各专业之间的协同效率，降低因为专业之间的差异性对项目理解而造成的错误，让各专业能够协同作业，提高工作效率。并且，在联动的效果下，模型可以一处修改，相关各处同时变动，解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题。节省了人力、物力、财力以及时间，提高了工作效率。
优势二：参数化设计
在建筑信息模型中，建筑构件并不只是一个虚拟的视觉构件，而是可以模拟除几何形状以外的一些非几何属性，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价、采购信息、重量、受力状况等等。除此之外，还可以对模型进行能耗分析，例如光照、耗电、碳排放等等，提高了建筑设计的效能，实现绿色建筑，只需要针对构件设定好相应的参数，便可以随意调整，让构件按照设计人员的要求进行改变，满足设计上的要求、施工上的工艺以及业主方的观赏度。
优势三：专业间协同作业
BIM技术可以通过建立基于BIM数据库的协同平台，把建筑项目各阶段、各专业间的数据信息纳入到该平台中。业主、设计、施工及运维等各方可以随时从该平台上任意调取各自所需的信息，通过协同平台对项目进行设计深化、施工模拟、进度把控、成本管控等，提升项目的管理水平、设计品质。例如施工企业可以在建筑信息模型基础上添加时间参数进行施工虚拟，控制施工进度，政务部门可以进行电子审图等等。这不仅改变了建筑师、结构工程师、设备工程师传统的工作协调模式，而且业主、政府政务部门、制造商、施工企业都可以基于同一个带有三维参数的建筑模型协同工作。
(1) 设计创作：以BIM之3D软件工具为主，尽可能将建筑物设计创作之所有内涵做完整的阐释，「设计创作」即依此阐释之标准程序为基础，所发展建构建筑信息模型的过程。设计创作可包括创建模型及分析审核。设计创作工具主要负责创建模型，而审核和分析工具，则提供特定分析研究成果的信息加入前述所创建之模型，有时审核和分析软件工具还包括设计评审和工程专技方面(如结构、MEP)的分析作业。整个BIM的执行作业中，设计创作软件工具算是迈向BIM技术最重要的第一步，而其成功关键取决于使用一规划完善且效能很强的数据库，将此创建的3D模型和对应其元组件的性质属性、数量、手段和方法、成本和进度等信息，尽可能准确而有效地连结在一起，使该建筑物名副其实，且深具应用价值与共享的信息模型。设计创作能为工程项目之所有利益相关者提供更具透明度与可视化的设计。而且对设计质量和成本、进度管控方面会有优于过去的改善。
(2) 工程专技分析(结构、照明、能源、机械、其他)：在智能型建模软件工具中，使用已建妥之BIM模型，以设计或其他专业技术的规范(例如结构或机电等)为基础，来检测此建筑物是否满足有关各项专业技术要求的各种分析作业。由此所发展出来的信息，将会是业主及营运者将来运用在建筑物系统中(如能源分析、结构分析、紧急疏散规划等)的基础。这些分析和性能仿真工具，可以在其整个生命周期过程中发挥价值，且可以显著地改善设施的能源消耗。设计公司也可借既有的BIM模型及价钱不高的分析软件进行比以往更详尽与客观的数据分析，供业主与投资者后续参用。
(3) 永续性评估：以目前国内外既有的建筑物永续性评估基准(例如LEED、绿建筑标章、绿建材标章、智慧建筑标章等)为基础，对一工程项目进行系统化、组织化的评估过程。这个评估作业可以是针对材料、建筑物性能方面，或是一个履历过程的评估工作，并应用到整个工程项目的生命周期，跨越规划、设计、施工和营运等四个阶段。其评估工作在项目规划阶段和设计创作阶段就开始进行是最有效的，然后在施工和营运阶段善加应用。
(4) 法规验证：应用法规验证的专业软件工具必须以BIM 模型为作业载体，并据以检查一个工程项目的模型参数是否符合建筑规范相关规定的过程。法规验证工作目前在我国，甚至美国或其他国家都是处于起步的发展阶段，尤其以台北市建筑管理处为首，正积极委外研发中，目前国内尚未见正式付诸实施。工程项目若能在设计规划初期，针对其座落之工程基地之地籍位置已知数据(包括基地面积、都市计划使用分区、建蔽率、容积率等)即先以软件辅助工具进行一般法规的初步验证，可以降低初期规划时因法规细节问题而误导设计、遗漏或疏忽，避免造成浪费。
(5) 设计评审：BIM执行团队在工程项目规划会议的审议场合，利用BIM的3D模型来对该工程项目的利益相关者(可能包括业主、营运单位代表、其他工程专技之项目负责人、设计者、工程承揽者、下游第三方等)，展示其设计内容的过程，藉以针对此工程项目的布局、采光、照明、安全、人体工学、声学、纹理和色彩等重要议题制定决策。设计师透过BIM模型更能将设计理念轻松地传达给业主、施工团队和最终用户。在针对规划需求的工程项目协调会议上，有关业主的需要和建筑物或空间美学方面，则较易得到实时的回馈。
(6) 成本估算：BIM执行团队以BIM模型作为执行作业的基础，充分利用BIM 专业软件及其延展开发的软件工具，在该工程项目设计过程初期，对此BIM 之3D模型，进行一些必要的数量计算程序，产出一套(或部分重要工项)准确的工程数量估算和成本估算，并能快速因应项目可能的变更修改，而将反映在成本增减的影响马上呈现出来，避免预算超支，以节省时间和金钱的过程。这个过程也可以让设计人员及时从设计调变中随时观察到成本的影响，可以有效遏制由于过度修改项目而造成预算超支。
下面，我们来谈谈他们的优势有哪些？
优势一：可视化交底及联动效果
这点是所有对于BIM有初步认识的小伙伴都会想到的一点。的确BIM的可视化交底确实大大提高了传统的工作效率，降低了施工中的问题，把未来将要出现的问题在设计阶段最大限度的解决掉(不可能全部解决)。同时，可视化还改善了双方的沟通环境，起到了去噪的作用，让设计方与甲方或者施工方，能够在统一的环境下进行沟通，尤其是某一方对于基础知识薄弱的时候。
除此之外，联动的效果可以大大提高设计各专业之间的协同效率，降低因为专业之间的差异性对项目理解而造成的错误，让各专业能够协同作业，提高工作效率。并且，在联动的效果下，模型可以一处修改，相关各处同时变动，解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题。节省了人力、物力、财力以及时间，提高了工作效率。
优势二：参数化设计
在建筑信息模型中，建筑构件并不只是一个虚拟的视觉构件，而是可以模拟除几何形状以外的一些非几何属性，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价、采购信息、重量、受力状况等等。除此之外，还可以对模型进行能耗分析，例如光照、耗电、碳排放等等，提高了建筑设计的效能，实现绿色建筑，只需要针对构件设定好相应的参数，便可以随意调整，让构件按照设计人员的要求进行改变，满足设计上的要求、施工上的工艺以及业主方的观赏度。
优势三：专业间协同作业
BIM技术可以通过建立基于BIM数据库的协同平台，把建筑项目各阶段、各专业间的数据信息纳入到该平台中。业主、设计、施工及运维等各方可以随时从该平台上任意调取各自所需的信息，通过协同平台对项目进行设计深化、施工模拟、进度把控、成本管控等，提升项目的管理水平、设计品质。例如施工企业可以在建筑信息模型基础上添加时间参数进行施工虚拟，控制施工进度，政务部门可以进行电子审图等等。这不仅改变了建筑师、结构工程师、设备工程师传统的工作协调模式，而且业主、政府政务部门、制造商、施工企业都可以基于同一个带有三维参数的建筑模型协同工作。
