設計是工程項目建設的起點,設計成果決定了工程規(guī)模和部分成本投入,對項目全生命周期具有深遠影響。數(shù)字化技術的快速發(fā)展及應用,為建筑設計帶來了前所未有的創(chuàng)新和便利,也為智能建造發(fā)展注入新動能。當前,數(shù)字設計正引領著建筑設計行業(yè)進入全新時代。
BIM應用提升設計品質
隨著數(shù)字技術的發(fā)展,BIM(建筑信息模型)技術已經(jīng)成為建筑設計行業(yè)數(shù)字化轉型的核心工具。
在位于河南省鄭州市的上汽資產(chǎn)河南總部基地項目,該工程在設計階段應用BIM技術,通過技術的參數(shù)化、可視化、協(xié)同性等提升整體設計品質。為準確獲取項目原始地形數(shù)據(jù),采用傾斜攝影技術對規(guī)劃場地進行影像采集,經(jīng)校正后輸出精確的模型數(shù)據(jù)或點云模型,導入BIM軟件生成三維地形模型,以此作為場地設計依據(jù)。此外,對室外聲環(huán)境、氣流組織、構件隔聲性能、建筑碳排放等因素進行綠色仿真分析,通過BIM模型統(tǒng)計建筑面積、容積率、綠地率、重要位置坐標點、高程點等各項指標,依據(jù)仿真數(shù)據(jù)和各項指標修正園區(qū)規(guī)劃布局、建筑體量方案。
在湖南省長沙市湘江科創(chuàng)基地項目,BIM團隊以“一模到底、一模多用”為基本原則,開展了全過程BIM正向設計多專業(yè)協(xié)同應用。方案階段進行了BIM建筑性能分析,初步設計階段進行了BIM結構仿真設計、BIM抗震信息仿真設計、智能輔助設計,施工圖設計階段完成了BIM裝配式設計出圖、凈高分析及優(yōu)化、管綜深化設計及出圖、施工圖BIM審查—設計規(guī)范合規(guī)性檢查、BIM算量等應用,將BIM技術融入設計階段全過程中,全面提升設計品質,為項目建設保駕護航。
技術的應用離不開政策的支持,浙江省聚力數(shù)字化設計,印發(fā)《浙江省裝配式建筑BIM設計規(guī)則及設計深度導則》,進一步強化技術支撐,促進BIM技術全過程應用。嘉興市要求全市甲級設計院BIM設計的項目達到15\%,通過BIM優(yōu)化的項目超過50\%。臺州成立BIM中心,統(tǒng)一提供施工模擬、工程量計算等信息,有效實現(xiàn)開源節(jié)流。
安徽省合肥市出臺《關于加快智能建造技術推廣應用的通知(試行)》,要求應用BIM技術進行數(shù)字化輔助設計,實現(xiàn)圖模核查、管線綜合方案設計、深化設計等應用,推廣BIM技術的標準化部品部件庫,BIM模型應經(jīng)審查并上傳至合肥市智慧建造管理平臺,或采用能提升施工圖設計質量和效率的AI智能輔助設計技術。
山東省日照市出臺《關于推進建筑信息模型(BIM)技術應用的通知》,支持多家設計單位成立BIM設計研究中心,推進BIM正向設計。
協(xié)同設計實現(xiàn)降本增效
協(xié)同設計通過?技術融合、?流程重構與?數(shù)據(jù)貫通,成為推動行業(yè)數(shù)字化轉型的核心引擎。不僅提升效率、節(jié)約成本,還通過系統(tǒng)性優(yōu)化為智能建造發(fā)展提供有力支撐。
湖南師范大學桃花坪高校學生宿舍項目是裝配式建筑全過程標準化快速建造試點項目。在設計階段,組織建筑、結構、電力、暖通、給排水等不同專業(yè)在同一平臺設計作業(yè),做到了“協(xié)同設計、同臺唱戲、一模到底”,為項目高標準建模提供了基礎條件。在生產(chǎn)階段,結合設計成果,BIM裝配式建筑智能設計軟件快速生成構件拆分模型,導出深化設計圖紙,同步進行部品部件自動化、智能化生產(chǎn)。在施工階段,將BIM深化模型導入“智慧工地管理平臺”,提高了溝通效率和人工勞動效率。整體比對分析,該項目數(shù)字協(xié)同設計的全過程應用使建造效率提高了約20\%,項目用工量減少了15\%左右。
陜西省注重推動發(fā)展數(shù)字化設計,統(tǒng)籌推進數(shù)字化集成設計體系平臺建設。西安市在智能建造試點項目中組織實施了BIM在房屋建筑工程中的正向設計,將施工圖設計與深化設計合二為一,通過協(xié)同設計平臺實現(xiàn)圖、模聯(lián)動與設計圖審,形成一套可直接用于指導施工的建筑信息模型。通過基于EPC項目實施BIM正向設計、施工協(xié)同平臺等技術應用,實現(xiàn)質量安全問題數(shù)量呈下降趨勢,減少了返工返修工作量,提高了工作效率。
在銅川市,新龍城幼兒園項目基于BIM設計協(xié)同平臺建立起協(xié)同設計環(huán)境,實現(xiàn)各專業(yè)、各階段的云端協(xié)同。項目設計過程中,各專業(yè)基于工作單元完成基礎模型,并基于軟件平臺進行提資和三維協(xié)同設計,以工作單元參照鏈接方式進行模型協(xié)同,以提資視圖方式解決提資內容表達問題。設計完成后,將模型圖紙?zhí)峤恢羺f(xié)同平臺,進入校審階段。項目團隊通過構件級的協(xié)同方式,實現(xiàn)信息的實時共享與更新,確保所有相關專業(yè)人員都能在同一平臺上獲取最新的設計變更與圖紙信息,減少因信息不對稱而帶來的溝通成本,減少設計錯誤、提升設計質量。管線綜合應用項目團隊根據(jù)平臺集成的管綜碰撞檢查功能,自定義篩選檢查范圍、樓層、專業(yè)、構件類型、碰撞類型等開展碰撞檢查?;谂鲎矙z查結果,添加處理方案定向推送至工具端,結合軟件內置管線排布優(yōu)化原則,直接應用管綜功能對模型進行優(yōu)化,確保設計成果滿足規(guī)范與施工安裝要求。
數(shù)字轉型帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展
傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化建設將帶動產(chǎn)業(yè)全鏈條轉型升級,為行業(yè)高質量發(fā)展注入新動能。近年來,北京市大力發(fā)展智能建造,其中數(shù)字設計關鍵技術研發(fā)取得重要進展。北京構力、奧雅納工程咨詢公司依托PKPM軟件平臺,推出了結構智能輔助設計軟件PKPM-AID,推動建筑結構自動化、智能化技術應用,大大減輕設計師工作強度。此外,在城市軌道交通方面,北京市建立了AI智能設計系統(tǒng),通過建立設計知識數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)平臺,完成相應設計數(shù)據(jù)參數(shù)化、模塊化建設,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換、保存、更新、共享、備份、分發(fā)和存證等功能;通過研發(fā)以參數(shù)設計、圖形驅動、標準模塊、快速出圖、準確出量的交互式設計為主線,涵蓋建筑、結構、設備、系統(tǒng)等全專業(yè)的智能畫圖系統(tǒng),實現(xiàn)參數(shù)化出圖、工程數(shù)量自動統(tǒng)計等核心功能,并完成設計數(shù)據(jù)參數(shù)入庫,驅動下游建設、運維增值服務。
在東北地區(qū),黑龍江省突出冰雪優(yōu)勢,冰雪大世界四季冰雪項目采用BIM+云計算+大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)智能化管控平臺,通過BIM正向設計,在大幅度縮短施工工期的同時,有效提高了施工精確度,還對項目后期運營提供了便利。
在西部地區(qū),西藏自治區(qū)支持設計企業(yè)建立數(shù)字化集成設計平臺,為工廠化生產(chǎn)、裝配化施工提供支撐。探索AI技術、BIM技術在施工圖審查領域的應用,逐步推進工程設計文件數(shù)字化交付。新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市探索開展了“國網(wǎng)新疆超高壓分公司運維檢修用房工程項目”的BIM設計文件審圖工作,對建筑、結構等全專業(yè)進行智能化審圖及人工輔助審圖,并形成了審圖報告。
當前,《智能建造技術導則(試行)》對數(shù)字設計提出了更高要求:綜合建筑、結構、機電、裝修裝飾、景觀園林等專業(yè)需求,統(tǒng)籌勘察、設計、生產(chǎn)、施工、運維等階段,提高設計整體性與協(xié)調性,確保設計深度符合生產(chǎn)、施工和運維要求。