1.3 BIM的最终目标——正向设计

什么是BIM正向设计？BIM正向设计就是项目从草图设计阶段至交付阶段全部过程都在BIM三维模型中完成。

BIM设计不是代替传统的CAD设计，也不是简单的三维建模，如图1-7所示。

BIM正向设计的价值在于，通过BIM把运维模拟、施工模拟、能耗分析、日照采光和风环境等前置到方案阶段，创造新的价值，如图1-8所示。

BIM正向设计涵盖了方案决策、全专业设计、施工图深化和预建造分析四个阶段。

1.3.1 方案决策阶段

方案决策阶段中又包含有方案分析、造价分析和性能分析等三个分析内容。

1. 方案分析——运用BIM进行方案创作

首先通过多种展示手段展示概念模型，通过BIM建模让设计师推敲更仔细，而且开发商的体验也更直接，如图1-9所示。

其次，通过对BIM模型的量化分析，对单体设计进行优化，如图1-10所示。

最后通过视觉效果和造价成本的对比，选用最佳结构设计方案，如图1-11所示。

2. 造价分析

将模型无缝导入iTWO平台计算后，得到方案一的建筑造价分析结果（如图1-12所示）和方案二的造价分析结果（如图1-13所示）。

方案一相比方案二造价成本增加50%，业主方最终敲定方案二。

3. 性能分析

通过室外CFD风环境模拟和日照分析，优化了建筑布局、各建筑朝向和开窗位置等，保证整个园区在冬夏季主导风向下人行高度有合理的风速、风压场，各建筑有良好的自然通风效果及日照时数，提升室内空气品质，减少建筑供暖、空调和通风能耗，图1-14为某生态科技园CFD模拟和日照模拟分析。

图1-15为某数据中心能耗模拟分析。从模拟结果可以看到，冷却塔自然供冷开启时间达到4500小时，使用自然供冷可节省制冷耗电量1401130-1020565=380565kW·h，节约电量27.2%。

1.3.2 建筑全专业设计阶段

建筑专业设计阶段包括建筑模型设计、暖通设计、给排水设计和电气设计。下面以某研发基地项目为例（图1-16所示），介绍项目的专业设计阶段。

1. Revit建模

根据建筑决策方案，利用Revit软件建立三维模型，如图1-17所示。

2. 暖通、给排水和电气专业设计

完成三维模型的创建，利用Revit软件的系统设计模块，完成项目的暖通设计、给排水设计和电气设计，如图1-18所示。

1.3.3 施工图深化设计阶段

施工图深化设计阶段包含以下内容：

● 模型搭建，图纸核查，提交问题报告，反馈设计修改。

● 碰撞检测，管线深化，净高分析。

● Revit输出图纸成果，指导现场施工。

● 通过BIM可视化技术进行模型漫游仿真展示。

施工图深化设计包括机电深化设计、现浇混凝土结构深化设计和预制装配混凝土结构深化设计。

● 机电深化设计应包括：设备选型、设备布置及管理、专业协调、管线综合、净空控制、参数复核、支吊架设计及荷载验算、机电末端和预留预埋定位等。

● 现浇混凝土结构深化设计应包括：二次结构设计、预留孔洞设计、节点设计、预埋件设计等。

● 预制装配式混凝土结构深化设计包括：预制构件平面布置、拆分、设计，以及节点设计等。

下面以某地区的一个医院建设项目为例（如图1-19所示），介绍施工图深化设计阶段出现的主要问题与解决方案。

在施工图设计阶段中，共发现ABC三类问题（图1-20所示）。

● A类：影响工程施工或建成后会影响使用功能的问题。

● B类：专业间有冲突，但现场有空间或余地调整的问题。

● C类：图纸类问题，比如图纸不完整或前后矛盾等问题。

在施工图深化设计阶段，利用可视化设计使得项目设计意图更加直观，方便各方沟通协调。较于传统的二维设计，项目可视化更加容易发现潜在的设计问题，提升了深化设计的质量，图1-21为管廊系统的可视化深化设计。

1.3.4 预建造分析阶段

预建造分析阶段是通过iTWOd 5 D模拟和装配模拟（装配式建筑设计）进行虚拟建造的阶段。预建造分析阶段包括技术交底与工艺工序的制定、施工进度的安排、质量管控、施工安全管控和成本的管控等。

（1）施工工艺工序交底

将施工工艺流程做成虚拟现实动画，将复杂、重要的生产场景生动形象地显示出来，使复杂的工艺流程简单明了、直观易懂，如图1-22所示。

（2）施工进度安排

施工进度的安排包括工期安排、资金安排和交叉作业。利用iTWOd 5 D模拟施工进度，如图1-23所示。

（3）质量管控

质量管控要确保每个施工节点的建造质量。通过iTWOd 5 D的质量管控精确模拟，完成动态统筹、精确建造，如图1-24所示。

（4）施工安全管理

施工安全管理包括危险品的管理、施工防护、危险加工和场地管理。

（5）成本控制

成本的控制包括项目造价、合理的管控和施工人员、材料和施工器械的有序安排。通过iTWOd 5D，人、材和器械均可单独模拟分析，如图1-25所示。同时，能够按照不同的时间周期和进度范围生成资源需求，生成时间性物料需求及派工需求，指导采购和机械进出场。