第二节　BIM设计协同管理

一、三维设计

当前BIM技术的发展，更加发展和完善了三维设计领域。BIM技术引入的参数化设计理念，简化了设计本身的工作量，继承了初代三维设计的形体表现技术，将设计带入一个全新的领域。通过信息的集成，使得三维设计的三维模型具备更多的可供读取的信息，对于后期的生产提供更大的支持。

BIM由三维立体模型表述，从初始就是可视化的、协调的，基于BIM的三维设计能够精确表达建筑的几何特征，其直观形象地表现出建筑建成后的样子，然后根据需要从模型中提取信息，将复杂的问题简单化。相对于二维图纸设计，三维设计不存在几何表达障碍，对任意复杂的建筑造型均能准确表现。

通过进一步将非几何信息集成到三维构件中，使得建筑构件成为实体，三维模型升级为BIM模型。BIM模型可以通过图形运算并考虑专业出图规则自动获得二维图纸，并可以提取其他的文档，还可以将模型用于建筑能耗分析、日照分析、结构分析、照明分析、声学分析、客流物流分析等多方面。图3-2所示为某水电站枢纽工程协同设计效果图。

二、BIM协同设计

协同设计可使各专业设计人员协同工作。协同设计有两个技术分支：一个主要适合于大型公建，复杂结构的三维BIM协同；另一个主要适合普通建筑及住宅的二维CAD协同。通过协同设计建立统一的设计标准，包括图层、颜色、线型、打印样式等。

所有设计专业及人员在统一的平台上进行设计，从而减少现行各专业之间由于沟通不畅或沟通不及时导致的错、漏、碰、缺。

协同设计也对设计项目的规范化管理起到重要作用，包括进度管理、设计文件统一管理、人员负荷管理、审批流程管理、自动批量打印等。

协同设计工作是以一种协作的方式，使成本降低、设计效率提高，由流程、协作和管理三类模块构成，设计、校审和管理等不同角色人员利用该平台中的相关功能实现各自工作。

协同设计很大程度上是指基于网络的一种设计沟通手段和设计流程的组织管理方式。通过CAD文件之间的外部参照，使工种之间的数据得到可视化共享；通过网络消息、视频会议等方式，使设计人员之间可以跨越部门、地域甚至国界进行成果交流、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。

BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念，同一构建元素，只需输入一次。各工种共享元素数据，并于不同专业角度操作该构件元素。从这个意义上说，基于BIM的协同设计已经不再是简单的文件参照。协同设计又细分为2D协同设计与3D协同设计，这是设计软件本身具备的协同功能。

1. 2D协同设计

2D协同设计是以AutoCAD外部参照功能为基础的dwg文件之间的文件级协同，是一种文件定期更新的阶段性协同设计模式。

如将一个建筑设计的轴网、标高、外立面墙与门窗、内墙与门窗布局、核心筒、楼梯与坡道、卫浴家具构件等拆分为多个dwg文件，由几位设计师分别设计，设计过程中根据需要通过外部参照的方式将其连接组装为多个建筑平立面图，这时如果轴网文件发生变更，所有参照该文件的图纸都可以自动更新。

2. 3D协同设计

3D协同设计在专业内和专业间的模式不同，具体内容如下。

（1）专业内3D协同设计　是一种数据级的实时协同设计模式，即工作组成员在本地计算机上对同一个3D工程信息模型进行设计，每个人的设计内容都可以及时同步到文件服务器上的项目中心文件中，甚至成员间还可以互相借用属于对方的某些建筑图元进行交叉设计，从而实现成员间的实时数据共享。

（2）专业间3D协同设计　当每个专业都有了3D工程信息模型文件时，即可通过外部链接的方式，在专业模型间进行管线综合设计。这个工作可以在设计过程中的每个关键时间点进行，因此专业间3D协同设计和2D协同设计同样是文件级的阶段性协同设计模式。

除上述两种模式外，不同BIM设计软件间的数据交互也属于同设计的范畴。如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、ads Max、SketchUp、Ecotect、PKPM等工具间的数据交互，都可以通过专用的导入或导出工具、dwg/dxf/fbx/sat/ifc等中间数据格式进行交互。不同工具的协同方式与数据交互方式略有不同。

协同作业是设计之外的各种设计文件与办公文档管理、人员权限管理、设计校审流程、计划任务、项目状态查询统计等的与设计相关的管理功能，以及设计方与业主、施工方、监理方、材料供应商、运营商等与项目相关各方，进行文件交互、沟通交流等的协同管理系统。

三、设计效果图及动画展示

BIM系列软件具有强大的建模、渲染和动画功能，可将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、直观化，使业主等非专业人员对项目功能性的判断更为明确和高效。若设计意图或使用功能发生改变，基于已有BIM模型，可以短时间内修改完毕，效果图和动画也能及时更新。且效果图和动画的制作功能是BIM技术的一个附加功能，其成本较专门的动画设计或效果图的制作大大降低，从而使得企业在较少的投入下能获得更多的回报。如对于规划方案，基于BIM能够进行预演，方便业主和设计方进行场地分析、建筑性能预测和成本估算，对不合理或不健全的方案及时进行更新和补充。

利用BIM技术输出建筑的效果图，通过图片传媒来表达建筑所需要的效果；通过BIM技术和虚拟现实技术来模拟真实环境和建筑。效果图的主要功能是将平面的图纸三维化，通过高仿真的制作，来检查设计方案的细微瑕疵或进行项目方案修改的推敲。动画展示更加形象具体，现在的建筑形式越来越复杂，利用BIM提供的三维模型，可以更好地将复杂多变的建筑物转化为动画的形式，使设计者的设计意图更直观、真实、详尽地展现出来，既能为建筑投资方提供直观的感受，也能为施工阶段提供很好的依据。图3-3为BIM三维室内效果渲染图。

四、设计阶段BIM实施

在建筑设计阶段实施BIM的最终结果一定是所有设计师将其应用到设计全程。但在目前尚不具备全程应用条件的情况下，局部项目、局部专业、局部过程的应用将成为未来过渡期内的一种常态。因此，根据具体项目设计需求、BIM团队情况、设计周期等条件，可以选择在以下不同的设计阶段中实施BIM。

1.概念设计阶段

在前期概念设计中使用BIM，在完美表现设计创意的同时，还可以进行各种面积分析、体形系数分析、商业地产收益分析、可视度分析、日照轨迹分析等。

2.方案设计阶段

此阶段使用BIM，特别是对复杂造型设计项目将起到重要的设计优化、方案对比和方案可行性分析作用；同时建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都将对建筑设计起到重要的设计优化作用。

3.施工图设计阶段

对复杂造型设计等用二维设计手段施工图无法表达的项目，BIM则是最佳的解决方案。当然在目前BIM人才紧缺、施工图设计任务重、时间紧的情况下，可以采用BIM与AutoCAD相结合的模式，前提是基于BIM成果用AutoCAD深化设计，以尽可能保证设计质量。

4.专业管线综合阶段

对大型工厂设计、机场与地铁等交通枢纽、医疗体育剧院等公共项目的复杂专业管线设计，BIM是彻底、高效解决这一难题的唯一途径。

5.可视化设计阶段

效果图、动画、实时漫游、虚拟现实系统等项目展示手段也是BIM应用的一部分。