从二维到三维：BIM技术在工业建筑设计转型中的综合应用

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发布时间：2024/12/12 17:07:53 浏览次数：作者：刘晓双来源：

近年来，我国政府高度重视建筑行业的信息化、数字化发展。上海出台《上海市全面推进建筑信息模型技术深化应用的实施意见》等政策，推动BIM技术深化应用，明确应用范围和要求。随着建筑业向数字化转型，市场对项目质量和时间的要求不断提高，上海在浦东、临港等区域率先试点BIM应用。

上海市机电设计研究院有限公司（简称“机电院”）是国家核准的大型综合性工业工程设计研究院，在项目中通过国产BIM技术在工业建筑设计中的应用，在提高设计效率、优化项目管理和提升工程质量等方面取得显著成效。

项目背景与难点

项目背景

机电院在2023年初承接了某外资独资汽车集团研发中心项目的设计工作，项目位于安徽合肥，包含6个单体，其中3个大型工业厂房，另有一栋高层研发大楼，总用地面积达11万平方米，总建筑面积22.8万平方米。厂区涵盖从汽车生产研发到整车测试的各个阶段，设计周期60天，设计内容涵盖从施工图设计到三维模型。

某汽车集团研发中心项目鸟瞰图

项目难点

周期与体量导致的任务量难点

项目设计周期较同类项目缩短30%，需短时间内实现施工图设计、深化阶段及三维模型交付。体量大、单体多，对设计团队的专业素养和工作效率带来了极大的考验。由于传统三维设计效率较低，为提高设计效率，需要将BIM技术的探索推至实践阶段。

整车平台及零部件测试中心三维模型

工艺与统筹方面的协同性难点

信息杂，沟通难，需求多变。驻场信息、业主需求，各方资料均需设计团队整合并实时调整，而在二维图纸上的资源整合需逐一操作，且信息传递容易出现误差和遗漏。在有限时间内高效整合资源、确保设计质量成为一大难题。

专业广，单体多，工艺复杂。测试中心工艺布局复杂，工艺流程变更频繁，管线纵横交错，净高要求严格，空间管理挑战极大^[1^]。传统二维设计难以完成如此高难度的管汇和碰撞检测等设计工作。

图片1.png 软件集成测试中心模型

研发中心展示大楼模型

基于上述难点，机电院采用广联达数维房建设计软件，建立三维模型，进行全专业协同设计。通过该软件的模块化设计、管综碰撞检测、自动化出图和算量等功能，实现工艺设备、管综与土建等的“零碰撞”，高质量高效率地完成项目建设。

BIM应用与成果

设计效率的提升

对设计师而言，利用数维设计软件，施工图实现了从二维到三维的建模可视化^[2^]。在BIM模型中进行设计调整时，相关的二维图纸会自动更新，确保设计的准确性和一致性，并将设计周期压缩。通过模型能让业主能更直观地理解施工方案并提出具体需求，减少误解和沟通成本，避免了重复工作。

对项目而言，通过软件的自动化工具能自动生成图纸、材料清单等，提高了设计过程的自动化程度。同时，BIM模型算量功能能快速生成材料数量清单，在有限的设计周期内实现有效把控项目施工成本。

协同应用的成果

面对业主多变的需求和因距离产生的信息传递延迟和误差，设计团队利用数维软件中的协同设计功能，经历了十几轮的协同提资，通过线上实时共享和访问设计数据，减少了信息传递的延迟和误差，提高了设计质量。

暖通风管与给排水管线碰撞三维

碰撞调整后管线三维

整车及测试车间应业主要求，工艺净高严格，实际可以运用的机电管线和风管空间只有0.8米，管线空间被限制。东西和南北主管走向要尽可能保证工艺净高要求，其中暖通风管最大1米高，给排水管线最大350毫米，暖通大风管无法在其通过。这些管综与土建三维的情况在BIM模型中被直观地展示了出来，使得设计第一时间发现问题并及时寻找解决方案，最终利用悬挂吊上方空间及反梁窝处理办法实现工艺净高的满足。

碰撞调整前走道管线三维

碰撞调整后走道管线三维

各专业在完成施工图设计后，通过BIM软件进行了碰撞检测与管线综合以优化布局和排布方案。通过管道汇总确定的定位、标高修改模型，结果显示项目有两千余个碰撞问题。管线碰撞遵循“小管让大管、有压管让无压管”的原则，利用数维软件的“局部三维”“碰撞检查”等功能查找碰撞点，设计团队再根据模型碰撞高亮功能对碰撞点进行逐一排查和消除。模型很好地展示了包括支管的翻上翻下、风管出风口位置干涉机电管线等问题，在规避了碰撞问题后再精确定位预留孔洞并开洞。碰撞测试提前优化，显著减少施工变更和返工，缩短了设计周期和施工时间。