陳 歡，李夢辰，曾 志

中國煤炭科工集團重慶設(shè)計研究院有限公司，重慶 400042

建筑信息模型(Building information modeling，英文縮寫為BIM)作為對工程項目全生命周期各階段相關(guān)信息進行參數(shù)化表達及集成化管理的創(chuàng)新性技術(shù)[1]，已被視為是解決生產(chǎn)效率低、成本超支等建筑業(yè)企業(yè)項目管理傳統(tǒng)問題的重要手段之一[2].

住宅建筑產(chǎn)品庫則是指在住宅建筑工程設(shè)計、施工以至運維實施過程中經(jīng)開發(fā)、積累、加工處理形成且可重復(fù)使用的住宅建筑產(chǎn)品的集合體，是一種新的住宅建筑設(shè)計解決方案[3].對于設(shè)計單位，可利用建筑BIM產(chǎn)品庫具有的模型復(fù)用性、聯(lián)動性、擴展性和獨立性，對信息庫的資源復(fù)用，形成數(shù)字資產(chǎn)，減少建模時間，提高建模效率，提升設(shè)計質(zhì)量.對于業(yè)主來說[4]，其BIM標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品體系承襲自成熟產(chǎn)品，從成熟產(chǎn)品中進一步確定必需的部分，剔除掉非必要的設(shè)計因素，同時結(jié)合住戶個體的精細化需求，使BIM產(chǎn)品不斷升級以至系列化.通過這種方式，使業(yè)主在工業(yè)化通用結(jié)構(gòu)體系尚不成熟、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計未形成普遍規(guī)范、體系并不完整的情況下，以一種中間技術(shù)的形式，妥善利用市場、管理、技術(shù)和土地等資源，從住戶需求角度出發(fā)，化解標(biāo)準(zhǔn)化與多樣化之間的矛盾，不但取得了較高的企業(yè)效率，而且也建立了良好的企業(yè)品牌.

目前，關(guān)于建筑產(chǎn)品庫的研究及應(yīng)用主要有兩種模式，一種是建筑軟件開發(fā)商為提升軟件使用功能而提供的建筑產(chǎn)品庫，如知名建筑軟件公司Autodesk在Revit軟件中提供了族庫，族庫中包含了大量可直接使用的建筑構(gòu)件及設(shè)備構(gòu)件模型；另一種是建筑企業(yè)根據(jù)自身需要而開發(fā)設(shè)計的建筑產(chǎn)品庫，如萬科根據(jù)住戶需要、自身企業(yè)經(jīng)驗以及一系列標(biāo)準(zhǔn)建立的住宅標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品庫.除此兩種模式外，企業(yè)與軟件廠商可依據(jù)各自的經(jīng)驗及優(yōu)勢合作建立建筑產(chǎn)品庫.而一些學(xué)者也將目光聚焦在BIM產(chǎn)品庫的研究上.李升一等[5]人提出了利用BIM和云技術(shù)構(gòu)建消防產(chǎn)品庫平臺的方法，以便于消防產(chǎn)品信息的存儲、傳遞和有效調(diào)用.施平望，周洪波等[6-7]人研究了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫的搭建，并完成了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件庫的基礎(chǔ)架構(gòu)，對數(shù)據(jù)庫進行了詳細設(shè)計.基于前期完成的SJTUBIM平臺，實現(xiàn)了構(gòu)件庫的基本應(yīng)用功能.但現(xiàn)階段的BIM建筑產(chǎn)品庫尚不夠完善，仍存在以下缺陷:①產(chǎn)品庫規(guī)模小，產(chǎn)品數(shù)量少;②建筑產(chǎn)品格式不統(tǒng)一;③由于人才缺乏，技術(shù)力量不夠?qū)е庐a(chǎn)品庫更新慢;④缺乏產(chǎn)品庫的應(yīng)用和管理標(biāo)準(zhǔn);⑤缺乏產(chǎn)品庫涉及各參與方的權(quán)責(zé)界面及工作內(nèi)容的管控標(biāo)準(zhǔn);⑥針對某專業(yè)的構(gòu)件產(chǎn)品庫較多，而針對住宅產(chǎn)品的產(chǎn)品庫很少.因此，本文針對住宅產(chǎn)品以Revit模型為基礎(chǔ)，設(shè)計更加完善的住宅建筑產(chǎn)品庫，并建立了相應(yīng)的產(chǎn)品庫標(biāo)準(zhǔn)手冊及管控標(biāo)準(zhǔn).

1 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的設(shè)計

1.1 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的標(biāo)準(zhǔn)手冊

為滿足BIM技術(shù)在項目管理、設(shè)計管理、施工管理及運維管理的應(yīng)用需求，規(guī)范建筑工程中BIM應(yīng)用行為，實現(xiàn)BIM模型成本應(yīng)用、質(zhì)監(jiān)應(yīng)用、計劃應(yīng)用及運維管理應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化流程，制定了住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的標(biāo)準(zhǔn)手冊.該標(biāo)準(zhǔn)旨在有效的指導(dǎo)BIM標(biāo)準(zhǔn)化的各類成果，通過采用統(tǒng)一的建模路徑、操作流程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和出圖標(biāo)準(zhǔn)的措施，實現(xiàn)項目高效化、精細化和標(biāo)準(zhǔn)化實施.該標(biāo)準(zhǔn)基于 Autodesk·Revit 2018平臺制定，在實際標(biāo)準(zhǔn)化項目中，除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范編制的建模方法外，且應(yīng)符合國家、行業(yè)、地方標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)主有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.主要內(nèi)容如表1所示.

表1 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫標(biāo)準(zhǔn)手冊Table 1 Manual for residential building BIM products library standards

續(xù)表1

1.2 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的設(shè)計流程

基于BIM產(chǎn)品庫的實際項目經(jīng)驗，總結(jié)出BIM產(chǎn)品庫的設(shè)計流程，主要從產(chǎn)品形成和產(chǎn)品運用兩方面著手.具體流程如圖1～圖2所示.

圖1 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫形成流程Fig.1 Formation process of building BIM products library

1.3 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的形成

以項目A為例，闡述住宅產(chǎn)品庫的形成過程.該項目位于重慶禮嘉，用地面積約22萬m2，總建筑面積為56.74萬m2，包含6棟高層，8棟小高層，45棟洋房.本項目為純住宅地塊，旨在打造低密度高端城市生活社區(qū).本文產(chǎn)品庫設(shè)計以其中一棟洋房為研究對象.

(1) 施工圖圖紙轉(zhuǎn)換成BIM模型. BIM設(shè)計方從二維設(shè)計單位得到最終版本的施工圖文件，搭建三維信息模型.

(2) BIM模型對二維圖紙的優(yōu)化. 通過搭建三維模型過程中所反映出各專業(yè)二維圖紙中的問題，形成問題報告.BIM設(shè)計師將這遇到的問題報告給二維設(shè)計師，輔助二維設(shè)計進行修改或優(yōu)化.對于復(fù)雜節(jié)點進行各專業(yè)討論協(xié)商，確定修改方案一致通過后形成最終版施工圖圖紙，再將BIM三維模型進行修改，形成最終成果存檔，進入業(yè)主方的住宅建筑BIM產(chǎn)品庫.表2 ～ 表3是項目A的一梯二洋房搭建三維模型過程中遇到的部分問題報告.

表2 BIM問題報告表1Table 2 Report 1 of BIM problems

通過施工圖設(shè)計單位和BIM設(shè)計單位的多次協(xié)商調(diào)整，最后形成完整的BIM三維模型，即形成住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的產(chǎn)品模型.

住宅建筑BIM產(chǎn)品庫由業(yè)主方內(nèi)部檔案庫中逐漸積累的各種高層、洋房、別墅等住宅.

建筑BIM產(chǎn)品組成，并在有新產(chǎn)品增加時進行更新.在新項目開展時，在產(chǎn)品庫中進行條件匹配，依次篩選，將最適合的BIM產(chǎn)品挑選出來為新項目的設(shè)計、施工和運維等階段添磚加瓦.住宅建筑BIM產(chǎn)品庫部分示意圖如表4所示.

表3 BIM問題報告表2Table 3 Report 2 of BIM problems

續(xù)表3

表4 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫部分產(chǎn)品圖示Table 4 Drawings of some products of residential building BIM products library

續(xù)表4

1.4 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫管控

BIM在住宅建筑BIM產(chǎn)品庫中已經(jīng)逐漸推廣，并獲得了較好的經(jīng)濟效益.為更好地發(fā)揮 BIM技術(shù)在住宅建筑中的作用，使得各方都能對BIM產(chǎn)品庫應(yīng)用自如，必須明確設(shè)計過程中各參與部門的權(quán)責(zé)界面與工作內(nèi)容，實現(xiàn)BIM管控的標(biāo)準(zhǔn)化，所以需要制定住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的管控細則，管控細則的大致內(nèi)容如表5所示.

表5 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的管控細則Table 5 Detailed rules for the control of residential building BIM products library

2 住宅建筑BIM產(chǎn)品庫實例應(yīng)用

2.1 BIM產(chǎn)品庫項目概況

本項目位于重慶市大竹林，用地面積約3.5萬m2，建筑面積9.48萬m2.包含地下一層車庫，地上4棟高層及18棟洋房，屬于二類住宅.

2.2 BIM產(chǎn)品庫項目的要求及運用

業(yè)主方根據(jù)項目的產(chǎn)品定位、戶型配比要求、規(guī)劃條件等相關(guān)因數(shù)，從產(chǎn)品庫中選出與新項目匹配度最高的產(chǎn)品，進行三維模型調(diào)整，如外立面造型修改、房間尺寸調(diào)整、空調(diào)機位調(diào)整、樓棟層數(shù)的增減等，以達到新項目的相關(guān)要求.在修改過程中能快速反應(yīng)產(chǎn)品的直觀真實情況，及時看到該產(chǎn)品的展示效果，使設(shè)計師及業(yè)主方能更好的判斷產(chǎn)品.在滿足相關(guān)設(shè)計規(guī)范的前提下進行三維出圖.

本次BIM修改的產(chǎn)品主要有十幾處，現(xiàn)舉一例說明：首層北面立面線條位置和尺寸改變，空調(diào)位和臥室尺寸改變，修改后前后對比如表6所示.

表6 修改前后對比Table 6 Comparison before and after modification

同時，我們對此項目進行了傳統(tǒng)的BIM設(shè)計，傳統(tǒng)BIM設(shè)計是指先進行二維CAD設(shè)計，然后將施工圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型.我們從設(shè)計時間、設(shè)計成本、競爭優(yōu)勢、生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量五個方面對住宅建筑BIM 產(chǎn)品庫設(shè)計和傳統(tǒng)BIM 設(shè)計與二維CAD設(shè)計進行對比得出結(jié)果，旨在體現(xiàn)住宅建筑BIM 產(chǎn)品庫設(shè)計的優(yōu)勢，對比結(jié)果如表7所示.

表7 設(shè)計方案指標(biāo)對比Table 7 Index comparison of design scheme

由表7可知，與傳統(tǒng)的BIM設(shè)計相比，應(yīng)用住宅建筑BIM產(chǎn)品庫的BIM設(shè)計為設(shè)計單位大幅提升了設(shè)計效率，節(jié)省了設(shè)計時間，為業(yè)主減少了設(shè)計成本，同時也提高了建筑產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢和質(zhì)量.

3 結(jié)語

住宅建筑BIM產(chǎn)品庫目的是降低成本，提升效率，可以快速復(fù)制，但這并不意味著最終的BIM產(chǎn)品固定化.住宅產(chǎn)品庫中的BIM標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品保留了產(chǎn)品中必需的部分，它的簡化和最優(yōu)化的特性也為其能夠重新組合創(chuàng)新、進行優(yōu)化完善留下了更大的空間.BIM產(chǎn)品庫為設(shè)計單位減少建模時間，提高建模效率，提升設(shè)計質(zhì)量提供了較大的幫助.隨著BIM技術(shù)的發(fā)展以及BIM應(yīng)用的推廣與創(chuàng)新，基于BIM技術(shù)的建筑產(chǎn)品庫的內(nèi)容和功能將會更加完善，同時也會更好地促進建筑業(yè)的發(fā)展.