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中国勘察设计协会主管主办

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同济设计集团:基于国产BIM软件设计EPC项目的实施与应用

近年来,住房城乡建设部、各地政府陆续出台推进工程总承包模式的文件和管理要求,而就市场反应来看,无论是主动还是被动,越来越多不同行业的设计院已经参与到了工程总承包这场“盛宴”当中。


同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司(以下简称“同济设计集团”),是全国知名的集团化管理的大型甲级设计单位,在“ENR全球工程设计公司150强”中排名第64位,在国内“中国工程设计企业60强”中排第9位,在民用建筑设计企业中排第3位。一直以来,同济设计集团非常关注科研进步和技术门槛的提高以带动业务的发展,在推进国产化BIM应用进程中,运用BIM技术助推行业发展。


国产BIM软件助力项目设计


雄安新区容东电力运维抢修中心工程项目位于雄安新区容东新镇西北方,项目用地面积为3685平方米、总建筑面积为9934.13平方米。该项工程为国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司2019年计划开工的16项基建工程之一,是雄安新区第一批报建项目,同时也为雄安新区第一批竣工项目。


作为雄安新区容东电力运维抢修中心工程项目设计阶段的咨询服务团队,同济设计集团在扩初设计和施工图设计阶段应用了国产BIM软件助力项目设计。通过智能化检测和快速设计等辅助,为全专业的设计质量和效率保驾护航,同时也为国产化BIM软件的报批报建提供经验分享和策略,为国产BIM软件实现报批报建奠定基础。


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该工程为全过程使用国产软件的设计EPC项目,项目总体周期紧促。同济设计集团对项目级国产BIM软件应用项目建模标准、协同方式、软硬件要求、格式规则进行调研;结合雄安当地政府的要求文件,提供一套可行且满足需要的咨询服务,并且辅助国产软件对该项目进行报建报审;在竣工阶段,通过数据转化的方式,完成竣工图的报审和交付。


全专业BIM应用的实践探索建筑专业BIM应用


识图建模提升效率。该项目建筑专业为逆向建模,先利用校审后的图纸快速建立建筑三维模型(包括墙体、门窗、楼板等),节省建模产生的时间,有效提高设计效率,使得建筑师先专注于二维图纸设计的合规性,再利用三维模型完善设计的合理性(包括空间查阅和协同交圈),这样可优化设计方案,提高设计质量。


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合规性检查规避强条。设计的规范性检查一直是项目的检查重点,传统模式下,需要靠人工结合国家及地方规范进行审查。该项目在软件中结合了设计规范的检查,并在设计过程中及时提示设计师规避设计风险、提高设计效率与准确度、提升设计质量。


模型合理性检查提高准确度。对自动生成的模型进行合理性检查,如模型搭接、扣减、重叠、坐标系等,对有歧义的位置提供设计师判断,为设计优化、面积计算和工程算量提供准确的模型依据。


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经济指标统计与分析。对满足建筑合规性和空间合理性的模型进行房间面积的统计,辅助设计师快速计算建筑面积,明确计容与不计容,并在设计过程中随项目的修改而自动更新建筑面积,提高面积统计效率与设计师工作效率。


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工程量统计与算量。在设计过程中,基于构件种类分别对墙体、幕墙、门窗、房间、楼地面、材料面、保温面等模型进行工程量的统计,辅助项目造价预判,便于经济性分析,助力限额设计。


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图模一致性检查。当完成出图后产生的设计变更,往往先基于图纸进行变更调整,将造成二三维图模不一致的情况,通过模型与图纸的一致性检查,形成自动对比,提高模型与图纸的匹配度。


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一键门窗表/大样。设计模型完成后,门窗构件详图及材料统计表,可根据项目使用情况一键生成,并在门窗修改后自动更新,从而减少设计重复、提高设计精度、节约设计时间、提升设计效率。


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碰撞检测与专业协调。设计师通过协同平台与其他专业设计师在线进行沟通交流,协同设计,将传统二维叠图变为三维在线协同,提高协作效率,保存协调记录便于追溯,减少后续专业的返工,降低错误率,为设计质量的提高保驾护航。


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结构专业BIM应用


自动建模与三维可视化。通过数维结构设计软件及三维结构出图插件PDST,一键导入结构计算分析模型,并同步计算模型特殊构件定义、荷载、设计结果等构件数据,迅速生成三维信息模型,保持信息的传递性和唯一性,避免冗余的重复劳作,实现正向设计的循环再利用的基本理念。


图模一致性检查。设计师在审查阶段,将导入的模型与图纸进行一致性检查。自动对比模型与图纸,无需人工盲目对比,大幅度减少人力。


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工程量统计与算量。在设计过程中,根据需求即时进行工程量估算,便于施工图设计师用以了解当前的经济性指标状况及工程造价浮动,更好地做到设计内控。


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机电专业BIM应用


设计建模。数维软件中有大量内置构件,同时支持构件物直接导入,可以最大程度的满足暖通、给排水、电气全专业的三维设计和二维出图的需求。在协同平台中,数维软件提供了碰撞检查和净高分析的功能,在云端查定位到本地快速修改,无需模型导入导出过程,保证了项目文件的一致性和信息的完整性。


模型质量自校。后续工作开始前,应首先保证单专业模型的准确性,相比国外软件需要依赖人工校对模型,国产软件自主研发模型质量自校,设计师省去大量模型校对审核时间,不仅如此,对于非专业性问题可一键智能修复模型。


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自动管综比选。该项目机电采用BIM伴随式设计,管线综合过程中,结合国产软件研发优势,实时进行管线综合方案比选,从而确定最优排布方案,快速生成排布结果,大幅提升管综效率。


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云端碰撞检测。该项目碰撞问题采用云端线上协同,分专业分类生成报告,轻量化模型自动云定位,在线协同解决定向推送负责人,云端追踪问题闭环。


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管综后模型水力计算复核。BIM精细设计管线综合后,管线翻折将影响管线水力计算结果,有可能导致不满足设计要求,结合国产BIM软件,贴合中国本土规范的特性,该项目录入设计参数,智能分析管综后模型水力计算结果,对不满足区域优化调整,从而保证设计效果落地性。


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模型出图自动标注。该项目通过数维软件的自动生成、配电箱系统图等功能,完成项目的出图工作。机电全专业出图标注工作量巨大,该项目利用国产BIM软件内置中国本土化标注样式进行快速标注,出图时间大幅缩减。


设计EPC项目一体化管控落地


同济设计集团为雄安新区第一个践行雄安规建局BIM审查–BIM3审查的测试单位,并较早完成BIM4/BIM5过审的单位。通过BIM审查,团队着力打通从设计阶段到竣工的BIM数据流,为国产软件通用数据格式的开发提供了宝贵的借鉴经验。设计过程、工程量实时联动、控制优化,保障设计EPC项目设计–施工–成本一体化管控落地。


模型设计一体化


该项目建筑结构采用逆向辅助设计,在设计过程中通过三维模型不断优化空间设计,提高设计效率和质量,机电采用伴随式设计,基于土建模型下完成模型设计一体化,为基于国产化软件环境下各专业的正向设计奠定基础。


设计成本一体化


该项目为设计EPC项目,设计算量一体化在设计过程中的控制和施工过程的管理较为重要;建筑、结构和机电专业在设计过程中,分别采用工程量统计及算量软件,实现设计过程知悉建设成本,施工过程管控成本,为业主方投资成本管控保驾护航。


云端协同标准化


基于云端的协同设计方式,精准且实时获得各专业提资内容,极大提升了专业间协同的便捷性和准确度,也为各专业间的异地协作提供了解决方案,不再受限于地域限制和拍图的诉求,可大大提高模型的创建速度和协调效率,为提高图纸的质量和设计效率提供了保障。


自动分析准确化


基于国产软件的自动建模、自动碰撞检查、模型合理性检查、模型合规性检查、净高分析检查和负荷分析等,无疑都是在辅助设计阶段进行问题的规避和优化,该项目在设计过程中,利用其自动分析的结果,辅助各专业进行模型和设计的优化,最终达到优化设计的目标。


快速设计智能化


基于设计成果的自动标注、自动生成门窗表及大样详图、一键生成结构模板图和配筋图等,都在智能化改变设计的准确性和提升设计效率。


报批报建适应化


该项目虽采用国产化BIM软件辅助设计与管理,但在报批报建过程中依然遇到了阻碍和困难,基于Revit的报建体系和经验,我们总结数据格式和标准策略,助力基于国产化软件提资的BIM模型,实现报批报建格式的输出与开发。


结 语


面对行业发展未来的可能性,同济设计集团将把设计的内涵做实、做强、做大,以设计为核心,整合不同的资质板块、不同的业务领域,充分发挥自身品牌优势、人才优势、技术优势,推动全过程BIM管理,推进国产化BIM应用和行业发展。(本文作者张桓瑞  吉久茂  戴薇来自同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司)