BIM設(shè)計是近幾年非常熱門的一個話題，那么為什么要做BIM設(shè)計，BIM設(shè)計對設(shè)計院能帶來哪些好處呢？設(shè)計院為什么要做全員BIM設(shè)計，通過以下各項數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析：
一、目前BIM發(fā)展分析
1、中國BIM發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)據(jù)調(diào)研
2017年中國BIM應(yīng)用價值分析報告（圖1）指出，華北、華南、華中、華東、西南這五個地區(qū)中，華北地區(qū)應(yīng)用BIM設(shè)計是最高的。
圖1
國內(nèi)企業(yè)對BIM設(shè)計價值認(rèn)知（圖2）所提供的數(shù)據(jù)可以看出，減少施工圖漏錯在69%左右，優(yōu)化設(shè)計方案在66%左右，提高客戶參與度并增進(jìn)了解在61%左右，減少施工圖現(xiàn)場協(xié)調(diào)問題在55%左右，因此目前BIM還處于三維化應(yīng)用，還沒有進(jìn)入到信息化應(yīng)用。
圖2
國內(nèi)設(shè)計企業(yè)在應(yīng)用BIM投資回報率（圖3）中可以看到有40%盈利、45%盈利平衡，只有15%的設(shè)計企業(yè)屬于虧損的。
圖3
2、BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀（數(shù)據(jù)來自同濟(jì)大學(xué)王廣斌教授）
我國BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀已經(jīng)開始得到越來越廣泛的重視，但從全球范圍來看，其整體擴(kuò)散過程仍較為緩慢，目前建筑行業(yè)對BIM的整體采納率仍處于較低水平。
BIM在我們過去十年中的擴(kuò)散進(jìn)程，尚未呈現(xiàn)出類似于2D CAD在20世紀(jì)90年代的快速發(fā)展局面（圖4）。
圖4
因為CAD發(fā)展和BIM發(fā)展是不一樣的，CAD發(fā)展如同我們從走路前進(jìn)變成的了騎自行車前進(jìn)，速度加快了而規(guī)則是沒有發(fā)生變化還在同一條道路上。而BIM發(fā)展如同從騎自行車變成了開汽車，與CAD發(fā)展不同的是運(yùn)用工具規(guī)則發(fā)生了改變，需要重新學(xué)習(xí)新的運(yùn)用規(guī)則，而學(xué)習(xí)新的運(yùn)用規(guī)則是一個比較漫長的過程。
3、我們通過上海市BIM試點(diǎn)項目來分析——BIM的價值成本（數(shù)據(jù)來自同濟(jì)大學(xué)王廣斌教授）。
軟硬件投入是普遍BIM費(fèi)用支出項，65%的項目均有此部分開支，在沒有軟硬件支出的BIM項目中，多為委托第三方咨詢機(jī)構(gòu)進(jìn)行BIM管理。
而建設(shè)單位對設(shè)計院BIM設(shè)計費(fèi)用支持程度低（圖5），僅有30%和41%的建設(shè)單位會為設(shè)計方提供費(fèi)用支持。
從費(fèi)用額來看（圖6），BIM咨詢費(fèi)用平均占比最大達(dá)到41%，BIM培訓(xùn)費(fèi)僅占2%，多數(shù)項目(63%)的BIM費(fèi)用占投資比重不足0.5%。
BIM各項費(fèi)用提及率（圖5）
BIM各項費(fèi)用額占比（圖6）
造成的原因主要有：
（1）中小建設(shè)方對BIM設(shè)計普遍不重視，而大建設(shè)方由于資金充足已經(jīng)開始進(jìn)行大量的投入。
（2）政府項目在推動BIM設(shè)計的發(fā)展過程中，由于對BIM設(shè)計在制度中還沒有完善，導(dǎo)致大家想進(jìn)行BIM設(shè)計，卻不知道BIM設(shè)計的錢從哪來。
4、我們對上海市試點(diǎn)項目BIM應(yīng)用價值綜合得分進(jìn)行分析
上海市試點(diǎn)項目平均得分4.21分,因此BIM應(yīng)用價值已被廣大建設(shè)項目接受并認(rèn)可。
項目的BIM應(yīng)用價值（圖7）主要集中在節(jié)約成本、加快進(jìn)度和提升效率方面，而BIM應(yīng)用對提高質(zhì)量和提高安全性不明顯。
BIM應(yīng)用價值（圖7）
其中，節(jié)約成本主要指：
（1）碰撞檢查減少工程返工所避免的損失。說明在CAD設(shè)計時做不到碰撞檢查這點(diǎn)，而通過BIM設(shè)計就能提前把施工中所遇到的問題分析出來。
（2）對“精確計算工程量便于合理分配資源,有效控制造價和投資”中,目前仍以傳統(tǒng)的工程量計算為主,基于BIM的工程量計算只是作為參考。同時多數(shù)項目的BIM算量尚未達(dá)到多階段、多次性、多樣性工程量計算的效率與準(zhǔn)確性,這在很大程度上拉低了BIM應(yīng)用于工程量測算的價值。
提高安全性主要指：BIM的應(yīng)用并沒有在很大程度上改善項目的安全問題，員工傷亡率等，這是因為：影響工程安全性的因素涉及到人為因素、材料因素、施工機(jī)械因素以及不可抗因素等，BIM的安全管理可以在一定程度上提高安全檢查的準(zhǔn)確性并通過施工模擬有效識別工程危險源，但不能從根本上解決安全事故的發(fā)生。
提升效率主要指：
（1）工程項目BIM應(yīng)用使得各專業(yè)數(shù)據(jù)供共享和信息傳遞更為流暢，同時大大提高了各參與方溝通效率提升和業(yè)主決策效率。
（2）BIM的應(yīng)用并沒有在很大程度上減少施工現(xiàn)場的協(xié)調(diào)問題，對勞動生產(chǎn)效率的提升也不顯著。
加快進(jìn)度主要指：
（1）BIM對加快工期進(jìn)度的價值主要體現(xiàn)在避免工程返工有效縮短工期、減少工程沖突和設(shè)計變更有效縮短工期。
（2）在減少信息請求次數(shù)有效縮短工期方面相對偏低，目前BIM技術(shù)在我國工程實踐中的應(yīng)用還處在相對初級的階段，能夠有效減少信息請求次數(shù)的電子化審批所需解決的標(biāo)準(zhǔn)化的交付體系尚未成熟，工程詢證函以及信息詢證單仍以紙質(zhì)為主。
提高質(zhì)量主要指：
（1）對節(jié)能環(huán)保性能的提升以及施工質(zhì)量的提高比較顯著，在設(shè)計階段通過BIM對建筑物日照、采光、通風(fēng)、能耗、碳排放等模擬分析，大大提高了其節(jié)能環(huán)保性能；在施工階段，BIM應(yīng)用于場地規(guī)劃和施工模擬,提高施工質(zhì)量。
（2）對BIM在提升質(zhì)量方面而言，利用BIM的可視化提升設(shè)計美觀不太顯著，主要原因可能在于所調(diào)查的項目樣本主要集中在基礎(chǔ)設(shè)施類項目，其對工程設(shè)計的美觀性要求較低。
因此通過研究發(fā)現(xiàn)，BIM應(yīng)用投入整體不足主要因為：
（1）多數(shù)項目的BIM費(fèi)用占項目總投資比重不足0.15%。
（2）BIM培訓(xùn)成本投入僅占2%，導(dǎo)致設(shè)計技術(shù)人員BIM應(yīng)用技能不足。
（3）建設(shè)單位對設(shè)計方的費(fèi)用支持率低，分別僅有30%和41%的建設(shè)單位會為設(shè)計方提供費(fèi)用支持。
BIM應(yīng)用深度不夠主要因為：
（1）《上海市BIM應(yīng)用指南》所涉及的38個BIM應(yīng)用點(diǎn)中，78%的項目BIM應(yīng)用點(diǎn)的數(shù)量在20以下，不足BIM應(yīng)用點(diǎn)數(shù)量的50%。
（2）BIM在運(yùn)維階段的應(yīng)用率較低，僅有約22%的項目會把BIM應(yīng)用在運(yùn)維階段進(jìn)行設(shè)施管理、空間及資產(chǎn)管理。
5、各行業(yè)BIM狀態(tài)
（1）以萬達(dá)為代表的地產(chǎn)商，這幾年對BIM全過程應(yīng)用，帶來行業(yè)變化。通過自建BIM標(biāo)準(zhǔn)形成從設(shè)計到施工到運(yùn)維的全過程管理體系；要求設(shè)計院必須實行BIM正向設(shè)計達(dá)到圖模一致和數(shù)模一體；對設(shè)計的交付標(biāo)準(zhǔn)趨向施工深度，模型體現(xiàn)算量、質(zhì)檢、進(jìn)度等信息。
（2）施工企業(yè)在BIM上的應(yīng)用發(fā)展快速，主要體現(xiàn)在深化設(shè)計減少碰漏缺失，避免返工停工和精確算量。施工企業(yè)憑借資金優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢向項目全過程總包方向發(fā)展。
（3）對咨詢單位而言，BIM咨詢業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，現(xiàn)階段主要是設(shè)計優(yōu)化、碰漏缺失。后面會向虛擬建造模擬分析，裝配式建筑及裝配式機(jī)電咨詢服務(wù)發(fā)展。
（4）而設(shè)計院目前BIM發(fā)展比較緩慢，處于猶豫徘徊階段正向設(shè)計成本高效率低，翻模意義不大，深化設(shè)計又不懂施工，迷茫。
因此，在各行業(yè)BIM發(fā)展分析下，目前設(shè)計院在推進(jìn)BIM設(shè)計中所面臨的困境主要有：
（1）設(shè)計院普遍對BIM缺乏深刻認(rèn)識理解，還停留在CAD階段。
（2）設(shè)計創(chuàng)造價值沒有很好的體現(xiàn)出來。
（3）樹立BIM思維是未來競爭的關(guān)鍵點(diǎn)。
如果設(shè)計院在不進(jìn)行BIM設(shè)計或者不把上述所面臨的困境問題解決，將會面臨前期設(shè)計階段利潤被建設(shè)方拿走，后期設(shè)計利潤被咨詢企業(yè)、施工企業(yè)拿走，而剩下的中間部分利潤將不足以支撐設(shè)計院的正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者慘淡經(jīng)營，將變成一個只負(fù)責(zé)出流水線式的施工圖加工廠及替各方擔(dān)責(zé)任的背鍋俠。
因此，設(shè)計院需不斷地加的對BIM設(shè)計，并且需要各專業(yè)全部進(jìn)行全員BIM設(shè)計，方能解決目前的困境。
二、BIM正向設(shè)計
1、什么是BIM正向設(shè)計
（1）BIM設(shè)計不只是代替現(xiàn)在傳統(tǒng)的CAD設(shè)計。
（2）是基于項目全過程的設(shè)計應(yīng)用。
（3）BIM正向設(shè)計對設(shè)計院業(yè)務(wù)拓展。
2、BIM正向設(shè)計價值
圖8
Kelly(1982)的研究發(fā)現(xiàn)一個項目80%的造價在方案設(shè)計階段就已經(jīng)確定，所以后續(xù)的控制只能影響到其余的20%投資（圖8）。
Wootoon(1982)認(rèn)為項目總造價中能受現(xiàn)場直接控制的部分在6%-20%之間（圖8）。
因此通過BIM把運(yùn)維模擬、施工模擬、能耗分析、日照采光、風(fēng)環(huán)境等前置到方案階段，創(chuàng)造新的價值。
3、BIM設(shè)計在設(shè)施全生命周期中的應(yīng)用
美國在設(shè)計階段的常見BIM應(yīng)用主要有：設(shè)計方案論證、設(shè)計創(chuàng)作、節(jié)能分析、結(jié)構(gòu)分析、采光分析、機(jī)構(gòu)分析、其他工程分析、綠色建筑評估、規(guī)范驗證、三維協(xié)調(diào)。
中國在設(shè)計階段的常見BIM應(yīng)用主要有：方案論證、可視化設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、性能分析、工程量統(tǒng)計、管線綜合。
4、BIM正向設(shè)計涵蓋的階段
PD：設(shè)計前期 SD：方案設(shè)計 DD：擴(kuò)初設(shè)計 CD：施工圖 PR：采購 CA：施工管理 OP：運(yùn)營
麥克利米曲線(MacLeamy Curve)（圖9）
通過表格（圖9）可以看出設(shè)計未來的發(fā)展路線為第四條藍(lán)線的發(fā)展過程。因此未來BIM正向設(shè)計階段應(yīng)該覆蓋四個階段：方案決策、施工圖深化設(shè)計、預(yù)建造分析、智能運(yùn)維設(shè)計。
方案決策主要為：方案分析，運(yùn)用BIM進(jìn)行方案創(chuàng)作，多種展示手段，設(shè)計師推敲更細(xì)致，開發(fā)商體驗更直接，通過對BIM模型的量化分析，對單體設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。性能分析，通過室外CFD模擬、日照分析，優(yōu)化了建筑布局及各建筑朝向、開窗位置等，保證整個園區(qū)在冬夏季主導(dǎo)風(fēng)向下人行高度有合理的風(fēng)速、風(fēng)壓場，各建筑有良好的自然通風(fēng)效果及日照時數(shù)，提升室內(nèi)空氣品質(zhì)，減少建筑供暖、空調(diào)、通風(fēng)能耗。
施工圖深化設(shè)計，以碧桂園鳳凰公館（房建）為例。該項目BIM服務(wù)面積6.8萬平方米，BIM服務(wù)階段設(shè)計為施工階段，BIM技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)為全專業(yè)BIM模型搭建及深化；BIM的管線綜合深化設(shè)計；核查預(yù)留預(yù)埋洞口，提供準(zhǔn)確的預(yù)留洞口圖；可視化工程；現(xiàn)場三維BIM施工交底。
因此，在此階段配合中所發(fā)現(xiàn)為以下幾類問題（圖10）：
注：問題分為A、B、C三類（圖10）
A類：影響工程施工或建成后會影響使用功能的問題。
B類：專業(yè)間有沖突，但現(xiàn)場有空間或余地調(diào)整的問題。
C類：圖紙類問題，比如圖紙不完整，前后矛盾等問題。
所以在施工圖階段，深化過程的可視化使得項目設(shè)計意圖更加直觀，方便各方溝通協(xié)調(diào)。較于傳統(tǒng)的二維設(shè)計，項目可視化更加容易發(fā)現(xiàn)潛在的隱藏的設(shè)計問題，提升了深化設(shè)計的質(zhì)量。
預(yù)建造分析主要為：工藝工序（施工方案、技術(shù)交底、工藝工序）；進(jìn)度（工期安排、資金安排、交叉作業(yè)）；質(zhì)量（確保每個施工節(jié)點(diǎn)的建造質(zhì)量）；
安全（危險品管理、施工防護(hù)、危險加工、場地管理）；成本（項目造價、合理的管控、人材機(jī)有序安排）這五個過程。
智能運(yùn)維設(shè)計主要為智慧運(yùn)維設(shè)計是安全和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)，生命周期任何變化都是動態(tài)體現(xiàn)，比如支吊架的變形、人流異動、智慧消防早期處置等，每個構(gòu)件、材料都有追蹤。
5、政策支持——2017年全過程工程咨詢相關(guān)政策文件
2017年2月國務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》提出:完善工程建設(shè)組織模式，培育全過程工程咨詢。鼓勵投資咨詢、勘察、設(shè)計、監(jiān)理招標(biāo)代理、造價等企業(yè)采取聯(lián)合經(jīng)營、并購重組等方式發(fā)展全過程工程咨詢，培育一批具有國際水平的全過程工程咨詢企業(yè)。
2017年4月住建部《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》要求：提升工程咨詢服務(wù)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，改革工程咨詢服務(wù)委托方式，引導(dǎo)有能力的企業(yè)開展項目投資咨詢、工程勘察設(shè)計、施工招標(biāo)咨詢、施工指導(dǎo)監(jiān)督、工程竣工驗收、項目運(yùn)營管理等覆蓋工程全生命周期的一體化項目管理咨詢服務(wù)。
2017年5月住建部《工程勘察設(shè)計行業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出：培育全過程工程咨詢。積級利用工程勘察設(shè)計的先導(dǎo)優(yōu)勢，拓展覆蓋可行性研究、項目策劃、項目管理等工程建設(shè)全生命周期的技術(shù)支持與服務(wù)，提高工程項目建設(shè)水平。
2017年5月底住建部《關(guān)于開展全過程工程咨詢試點(diǎn)工作的通知》提出：要引導(dǎo)大型勘察、設(shè)計、監(jiān)理等企業(yè)積極發(fā)展全過程工程咨詢服務(wù)，拓展業(yè)務(wù)范圍，在民用建筑項目中充分發(fā)揮建筑師的主導(dǎo)作用，鼓勵提供全過程工程咨詢服務(wù)。
2017年7月住建部《關(guān)于促進(jìn)工程監(jiān)理行業(yè)轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)新發(fā)展的意見》，提高監(jiān)理多元化服務(wù)水平，創(chuàng)新服務(wù)模式，優(yōu)化行業(yè)組織結(jié)構(gòu)，提升行業(yè)核心競爭力，形成以市場化為基基礎(chǔ)、國際化為方向、信息化為支撐的工程監(jiān)理服務(wù)市場體系。培育一批智力密集型、技術(shù)復(fù)合型、管理集約型大型工程建設(shè)咨詢服務(wù)企業(yè)。
因此，BIM未來發(fā)展主要應(yīng)用在建設(shè)方（業(yè)主）主導(dǎo)在建設(shè)過程形成BIM閉環(huán)；設(shè)計院應(yīng)用VDC走向項目全過程咨詢，在虛擬設(shè)計及建造形成BIM閉環(huán)。BIM正向設(shè)計體現(xiàn)在創(chuàng)造價值，體現(xiàn)在降本增效。
三、設(shè)計院全員BIM設(shè)計
設(shè)計院在進(jìn)行全員BIM設(shè)計時，都會面臨上手難（有經(jīng)驗的設(shè)計師難于快速應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行設(shè)計）；效率低（在傳統(tǒng)CAD設(shè)計中，設(shè)計師本應(yīng)做而未做的工作，需要在BIM設(shè)計中體現(xiàn)）；質(zhì)量憂（多數(shù)BIM設(shè)計人員設(shè)計經(jīng)驗少，模型存在需要合規(guī)性校核的問題）；出圖難（圖紙標(biāo)注工作量大，標(biāo)注實體常丟失，快速成圖效率低）等問題。
設(shè)計院在進(jìn)行CAD設(shè)計時，在二維設(shè)計中，設(shè)計沒有聯(lián)動性，如平面、立面、詳圖中門窗由于分開設(shè)計，會導(dǎo)致圖紙不一致。設(shè)計碰撞多，二維中無法立體、協(xié)同看設(shè)計，如結(jié)構(gòu)與建筑墻體位置不重合，結(jié)構(gòu)墻與二次砌筑墻不扣減等。設(shè)計圖紙差，在設(shè)計過程中無法進(jìn)行自動化的合規(guī)性設(shè)計校核，同時由于工期緊、任務(wù)重、項目復(fù)雜，難以保證優(yōu)良的設(shè)計質(zhì)量。設(shè)計信息少，二維設(shè)計數(shù)據(jù)信息量少，難于有效的進(jìn)行性能分析和校驗。
因此，設(shè)計院在通過全員BIM設(shè)計，就能夠把在CAD設(shè)計中所為解決的問題，都能快速的解決掉，并且能夠保證圖紙模型一致、減少重復(fù)工作量、各專業(yè)質(zhì)量提高、設(shè)計溝通成本降低、反饋圖紙信息多、問題暴露及時反饋。
綜上所述，如果跟不上時代的潮流，設(shè)計院利益將會被各行業(yè)進(jìn)行蠶食及瓜分，因此，設(shè)計院全員BIM設(shè)計是一個設(shè)計發(fā)展趨勢，勢在必行。并且在順應(yīng)時代趨勢的前提下，通過自身的底蘊(yùn)反超各行業(yè)，引領(lǐng)時代潮流。
