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 设计阶段是工程项目建设过程中非常重要的一个阶段,在设计阶段中将决策整个项目实施方案,确定整个项目信息的组成,对工程招标、设备采购、施工管理、运维等后续阶段具有决定性影响,尽管设计费在建设工程全过程费用中的比例不大,但资料显示,设计阶段对工程造价的影响可达75%以上。在BIM技术领域,设计阶段又是BIM模型发起和生成的一个重要阶段,所以无论从设计阶段对整体项目的重要性角度,还是BIM设计模型对于后续BIM技术应用的适用性角度,设计阶段的BIM技术应用都应成为重中之重。

一般而言,设计阶段可分为方案设计、初步设计(或扩大初步设计,简称扩初设计)和施工图设计三个阶段。在实际项目运用过程中,往往在施工图设计阶段后还有专项深化设计阶段(一般包含钢结构、幕墙、机电深化等等各专项设计),专项深化设计阶段列入施工图设计阶段一并学习和讨论。

设计阶段的项目管理主要包含设计单位、业主单位和业主聘请的工程咨询单位等各参与方的组织、沟通和协调等管理工作。随着BIM技术在我国建筑领域的逐步发展和深入应用,设计阶段无疑将率先普及BIM技术应用,基于BIM技术的设计阶段项目管理将是大势所趋。掌握设计阶段如何运用BIM技术进行设计,如何对设计阶段的BIM技术应用进行管理,如何通过BIM技术从设计阶段进行项目建设全过程的精益化管理,降低项目成本,提高设计质量和整个工程项目的高完成度,降低项目能耗,将具有十分积极的意义。

在设计阶段项目管理工作中应用BIM技术的最终目的是提高项目设计自身的效率,提高设计质量,强化前期决策的及时性和准度,减少后续施工期间的沟通障碍和返工,保障建设周期,降低项目总投资;同时,设计阶段的BIM技术应用也要兼顾后续施工阶段、运维阶段BIM技术应用的需要,为全过程BIM技应用提供必要的基础。设计阶段BIM技术应用的参与方主要有设计单位、业主单位、供货方和施工单位等,其中以设计单位和业主单位为主要参与方。

设计单位在此阶段利用BIM技术的协同技术,可提高专业内和专业间的设计协同质量,减少错漏碰缺,提高设计质量;利用BIM技术的参数化设计和性能模拟分析等各种功能,可提高建筑性能和设计质量,有助于及时优化设计方案、量化设计成果,实现绿色建筑设计;利用BIM技术的3D可视化技术,可提和业主、供货方、施工等单位的沟通效率,帮助准确理解业主需求和开发意图,提前分析施工工艺和技术难度,降低图纸修改率,逐步消除设计变更,有助于后期施工阶段的绿色施工;更便于设计安全管理、设计合同管理和设计信息管理,更好地进行设计成本控制、设计进度控制和设计质量控制,更有效地进行与设计有关的组织和协调。

业主单位在此阶段通过组织BIM技术应用,可以提前发现概念设计、方案设计中潜在的风险和问题,便于及时进行方案调整和决策;利用BIM技术与设计、施工单位进行快捷沟通,可提高沟通效率,减少沟通成本;利用BIM技术进行过程管理,监督设计过程,控制项目投资、控制设计进度、控制设计质量,更方便地对设计合同及工程信息进行管理,有效的组织和协调设计、施工以及政府等相关方。通过业主组织,将设计阶段的BIM技术应用成果及时传递给施工单位，能够帮助施工单位迅速及时的开展施工阶段BIM技术应用，为全过程BIM技术应用的开展奠定基础。

BIM技术在设计管理中的应用任务和各阶段BIM技术应用点是互相交织的,各阶段分BIM技术应用点在后面章节会详细介绍,此处要就设计管理的各项任务主要介绍如下:

1.质量控制

   质量控制是设计阶段的主要项目管理工作,在设计各个阶段,质量控制的重点又不尽相同,方案阶段质量控制的重点是品质控制,扩初阶段主要是可行性控制,施工图阶段主要是细节控制。

无论质量控制的侧重点是否相同,相比传统的二维设计和制图基于三维的BIM技术都可以很好地检验和提升设计质量:

(1)通过创建模型,可更好地表达设计意图,突出设计效果,满足业主需求；

(2)利用模型进行专业协同设计,可减少设计错误;通过碰撞检查,有效避免了空间障碍等类似问题;

(3)可视化的设计会审和专业协同,使得基于维模型的设计信息传递和交换将更加直观、有效,有利于各方沟通和理解。

2.安全管理

   设计必须严格执行有关安全的法律、法规和工程建设强制性标准,防止因设计不当导致建设和生产、使用过程安全事故的发生。目前,BIM技术可以更好地配合消防等安全管理工作的疏散通道、疏散宽度、防火门开启等空间属性的检查工作;随着技术的发展,BIM模型可以更好地集成这些法律、法规、规范和标准等信息,对不满足相关条款的设计进行及时提醒。

设计阶段的安全管理主要包含如下几个方面:

(1) 应充分考虑不安全因素,安全措施(防火、防爆、防污染等)应严格按照有关法律、法规、标准、规范进行,并配合业主报请当地安全、消防等机构的专项审查，确保项目实施及运行使用过程中的安全。

(2) 应考虑施工安全操作和防护的需要,对涉及施工安全的重点部位和环节在设计文件中注明,并对防范安全事故提出指导意见。

(3)采用新结构、新材料、新工艺的建设工程特殊结构、特种设备的项目,应在设计中提出保障施工作业人员安全和预防安全事故的措施建议。

3. 造价控制

  设计阶段是整个工程项目建设造价控制的关键阶段,尤其在方案设计阶段,设计活动对工程造价影响较大。

按照相关管理规定,我国建设项目在设计阶段的造价控制主要是方案设计阶段的设计估算和初步设计阶段的设计概算。而在实际执行过程中,由于传统的二维设计成果缺乏快速、准确量化和直观检验的手段,设计阶段透明度低,难以进行工程造价的有效控制,而将造价控制的重点放在了施工阶段,错失了有利时机。

基于BIM技术进行设计阶段的造价控制具有较高的可实施性。这是因为BIM模型中不仅包括建筑空间和建筑构件的几何信息,还包括构件的材料属性,可以将这些信息传递到专业化的工程量统计软件中,由工程量统计软件自动产生符合相应规则的构件工程量。这一过程是基于对BIM模型的充分利用,避免了在工程量统计软件中为计算工程量而专门建模的工作,可以及时反映与设计深度、设计质量对应的工程造价水平,为限额设计和价值工程在优化设计上的应用提供了必要的技术基础使适时的造价控制成为可能。

4.进度控制

  将BIM技术引入进度管理,可以通过对模型的可视化检查直观评价设计进度和深度,从而更好地控制设计进度。

如果基于BIM技术,在相关软件的基础上开发进度管理系统,用于计划任务的编制优化、下达、执行、检查、考评,能更有效的协助项目进行进度管理。同时,将进度计划与BIM模型结合起来,参建各方以一个项目为中心进行全过程管理,形成一个整体团队协同工作,使用同一进度管理方法,共同完成一份进度计划,遵循这样的管理方法,不仅能达到有效提升项目整体效能的目的,还能使得管者通过网络协同工作方式对项目进度实施有效的动态管理控制。

5.信息管理

  传统的设计信息管理方式是设计文件和设计模型的存档,由于涉及的单位和部门众多,这种方式有着明显的缺陷:

(1)由于文本信息较多,保存工作量大,导致经常出现信息缺失或者保存不全的情况;

(2)这种定时保存文本和模型的方式,不能够体现项目设计上的实时更新,存在一定的滞后性;

(3)这种保存方式阻碍了不同专业之间的交流,尤其是不同专项设计单位之间的交流,容易造成信息孤岛现象。

基于BIM的设计阶段信息管理具备以下优势:

(1)满足集成管理要求。BIM能够保留从项目开始的所有信息,如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息,保证了信息的完备性;

(2)BIM模型可以体现所有专业的即时更新,保证了所有设计信息的最新的,最有效的。避免了因为信息不及时更新造成的返工等。比如,设计变更可以及时的体现在模型当中,所有专业都能够根据变更做出及时的调整;

(3)由于各个专业均是在同一个平台上操作,保证了信息的互通性,方便各个专业之间的沟通协调;

(4)满足全寿命周期管理要求,BIM模型可以保存设计开始到竣工,甚至运维的所有信息,以满足全寿命周期各方对项目信息的需求。

6.合同管理

  利用BIM平台拆分设计范围、管理设计合同、理解BIM设计合同要求,可以更明确各单位、各专项、各专业之间的设计工作界面,确保设计不重叠无漏洞,可以更好地促进设计阶段的合同管理,防止在施工过程中因单位或某专业对设计合同界面的理解偏差从而产生设计遗漏,带来进度质量安全和成本的损失。

7.组织与协调

  在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,而出现各种专业之间的碰撞问题,例如暖通等专业中的管道与结构设计的梁等构件冲突等。BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据提供出来。而且,BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如:电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调,防火分区与其他设计布置之协调,地下排水布置与其他设计布置之协调等。因此,利用BIM协同、协作技术可以在项目各阶段协调好各专业和各参与方有条不紊的开展工作。

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