BIM正向设计的应用价值

BIM技术是工程建设行业数字化转型的抓手，是生产和承载信息的技术底座。目前，BIM技术已逐步改变我国传统的建筑行 业生产模式向着全专业协同、精细化管理等方向发展。在过去十几年的不断探索、实践、优化 BIM技术的发展路径中，工程 建设行业内逐渐形成了多种 BIM团队模式和实施策略，适用于不同规模和类型的设计企业，其中“BIM正向设计”是推进工 程建设行业更高效发展的重要方法。

BIM正向设计是“先建模，后出图”的设计流程，是以 BIM模型为主导，贯穿在建筑的全生命周期中，并以 BIM的思维方式， 集中各专业、各参建单位提供的信息，通过 BIM模型进行设计及审查的流程。建筑项目采用 BIM正向设计流程，有四个关 键要素影响到其实施效果，分别是标准化、协同机制、管理流程和人才储备。从长远来看，BIM正向设计具有可持续的发展 潜力，一旦转型成功，应用者的市场竞争力远超传统 CAD二维设计企业，其价值主要包括：

BIM正向设计解决方案

BIM正向设计的应用时机

市场、技术趋势、环保要求促使工程建设行业企业会越来 越多的选择 BIM正向设计技术。BIM正向设计可为企业 带来显著的经济效益，并形成数字资产。

市场需求：现代建筑体系日趋复杂，甲方对于建筑的外在 表现与内部空间不断追求个性化、经济性和节能效果，对 设计周期和跨团队协同的要求越来越高。无论是民用建筑， 还是工业建筑，复杂的空间对专业间的协调要求更高，而 传统的二维设计已经越来越无法满足复杂工程的设计需求。 技术趋势：BIM正向设计是工程建设行业数字化发展的趋 势所向。使用 BIM正向设计可在保证设计效率的同时，减 少施工配合工作量，提升 BIM增值服务额外收益。

经济效益：BIM正向设计技术可以帮助项目建设单位、设 计单位和施工单位等实现全过程的数字化自动分析与设计， 有效提升工程效率，缩短设计建设周期，提高设计质量，

避免各种风险，提升工程质量，最大程度的满足建设项目 的需求。

环保要求：在双碳的大背景下，节能减排已经成为工程建 设行业的主要发展方向之一，BIM正向设计可以帮助工程 建设行业在设计、施工和运营过程中考虑环保因素，实现 低碳、节能及环保的建设和运营方式。

数据资产：企业数据库是未来的竞争力。BIM正向设计是 形成企业数据资产的重要途径。只有与 BIM模型和构件相 关的数据，才具有完整的传递可能和数据集成及分析的价 值。另外，中国正在建设三维立体自然资源一张图和国土 空间基础信息平台。因此相关行业企业也需要提供数据信 息、进行数据共享，工程建设行业也是其中重要的组成部分， BIM正向设计有助于企业对接政府信息平台。

带来业务增长：土建工程通过 BIM正向设计工作模式创建 的 BIM模型附带完整的构件参数信息，可为项目业主提供 准确的工程量依据，让清单在业主面前公开透明。设计阶 段严格执行项目 BIM实施标准，设计过程中就能充分考虑 业主的管理需求、施工需求、实现虚拟预建造，帮助业主 精确管控成本，提升业主对设计企业的信任和依赖，形成 长期稳定的合作关系；机电BIM正向设计可提高设计质量。 基于三维对象的设计协作与分析，能够让建筑机电系统设 计变得更加从容，得到的设计成果也变得更加准确；景观 LIM正向设计技术改变了传统景观设计的方式，可拓展业 务的广度和深度，从传统的设计业务，拓展到采购、运营 管理一体化服务等方面。

提高运营效率：首先，BIM正向设计可改善协作，让专业 间的信息沟通更加直观和高效，无需反复的线下沟通或信 息发送，在模型中即可了解协作方想要传达的信息。其次， BIM正向设计可缩短总体设计时间，充分协调的设计成果 更具可信度，也会避免原来反复修改花费的时间。

促进健康、安全与可持续发展：BIM正向设计为一体化设 计的实现提供了技术基础，可使项目过程更加健康可控， 设计企业的业务呈良性发展，有利于团队的稳定和成长。

控制风险： 土建工程 BIM正向设计成果交付后，施工单 位可承接设计院的 BIM模型进行深化设计，同时设计院对 深化模型进行严格把关，严格控制施工与设计的符合性。 通过 BIM正向设计，提前考虑施工工艺工法需求，节约沟 通成本，设计变更大幅减少，有效节约工期和造价，进行 精细化的风险控制；借助 Revit软件的三维设计、分析和 充分协调功能，能够有效避免传统二维设计无法预判的错 误，这不仅是空间冲突本身，也包括建筑机电系统的经济 性和合理性，可有效帮助企业降低声誉风险，对于设计回 款也十分重要；景观 LIM充分参考了 GIS地形数据，相较 于二维设计更加精确合理，避免施工返工和成本增加。景 观 LIM正向设计成果交付后，可利用植被数据进行苗木采 购、跟踪苗木运输和种植过程，降低苗木管理风险。并且 通过碰撞检查，完成景观与小市政管线和地下构筑物的交 界面设计，提前控制风险。

Autodesk的解决之道

Autodesk的 BIM正向设计解决方案包括土建 BIM正向设计、机电 BIM正向设计以及景观 LIM正向解决方案，可助力工 程建设行业进行高效的数字化设计与建造。全流程数字化：Autodesk的轨道交通行业解决方案可以实现城市轨道交通工 程的全流程数字化，包括设计、规划、施工和运营等各个阶段，实现数据的无缝集成和协同，提高项目效率和质量。

土建 BIM正向设计解决方案

Autodesk的土建 BIM正向设计产品，不仅兼顾空间设计 与建筑性能分析，如采光、日照、能量计算等，还能够让 各项目团队充分协调，可视化展示设计成果，实现数据的 无缝传递，为企业形成丰富的数据资产。

相关产品 土建 BIM正向设计：Revit 建筑方案设计：FormIt 可视化编程和参数化：Revit Dynamo 结构计算：Robot Analysis 钢结构深化设计：Advance Steel 模型效果展示：Revit + Twinmotion 专业协调与冲突检查：Navisworks Manage 云端设计协同：Autodesk BIM Collaborate Pro

功能特性 • 专业间协同一体化：建筑、结构、幕墙专业通过参数 相互关联，极大提高专业间的协同效率和配合深度。 Revit提供中心文件、链接等方式实现最便捷的专业间 协同。

• 可优化性：通过变参数对比、数据解析、参数定位、有 理归并等参数化手段，大幅优化设计成果。Revit的参 数化族、Dynamo可视化编程最大程度实现了设计优化。

• 实施调整：Revit的图模同源特性，使得设计师可通过 参数语言和逻辑关系将模型紧密联系，仅需控制源数据， 便可实现对余下所有数据的实时调整。

• 数据和信息无缝传递：不同专业、不同软件间的模型和 数据可进行即时、准确、无误的传递。Autodesk支持 各产品间和第三方产品间的多源数据传递和整合。

应用概况 国内大型建筑设计院：以数字化为核心竞争力的生产部门 实现全面 BIM正向设计，建立完善的企业 BIM正向设计 制度、标准、数据库，为企业数字化转型打下基础。

国内省级设计院：较早开展企业级的 BIM资源基础建设， 在重点项目上利用 BIM正向设计优势，实现高效地多专业 协同和出图，提升企业的业务竞争力。

外资设计院：较早开展 BIM正向设计工作，创新地提出了 BIM正向设计工作流并开发了各种基于 Revit的小工具， 提升 BIM正向设计的效率和效果。

经典案例 项目名称：广州腾讯大厦 完成单位：北京市建筑设计研究院有限公司 应用亮点：全专业参与的正向 BIM设计 相关产品：Revit

广州腾讯大厦是一座超高层建筑。项目团队各专业设计 人员直接通过 Revit软件开展三维设计。团队实时更新建 筑、结构、机电全专业模型。根据设计效果，各专业随时 进行碰撞检查以及设计优化。在项目执行过程中，实行专 业负责人与 BIM负责人双负责制，搭建了面向全专业正向 BIM设计的组织架构与生产模式，实现了全专业三维协同， 完成了初步设计审查、消防报审、施工图审查、幕墙交付、 施工图交付等。通过全专业参与的正向 BIM设计，该项目 实现了地下室、平台甲板、村落等复杂空间的一体化工程 设计与实时设计验证；同时，该项目也实现了实时的管线 综合与净高控制，为工程交付、深化设计、施工提供了有 效指导，实现了结构梁柱系统、建筑门窗系统、厨卫系统、 建筑面积一键出量，为建筑概预算提供了有益参考与支撑。

机电 BIM正向设计解决方案

无论是复杂的还是简单的建筑项目，利用 Autodesk机电 BIM正向设计解决方案，可以结合模块化设计，把机电模 型与标准化构件联系起来，实习精细化且满足更高要求的 设计。利用 Revit提供的暖通、给排水和电气等相关功能， 不仅可以创建专业的对象，还可以基于这些对象进行分析 和计算，包括优化风管尺寸，管道尺寸，能耗分析和建筑 冷热负荷分析等。

相关产品 机电 BIM正向设计：Revit 模型效果展示：Revit + Twinmotion 专业协调与冲突检查：Navisworks Manage 云端设计协同：Autodesk BIM Collaborate Pro

功能特性 • 更先进的设计协作方式：Revit与其他设计软件最大的 区别在于其丰富的信息和协作方式，让设计团队之间 的协作更加紧密，信息传递更加保真，减少设计反复和 错误。

• 设计与分析、计算融合：Revit 提供了强大的 MEP 计 算功能，包括建筑的冷热负荷计算，管道和风管尺寸优 化，电气负荷计算和线路优化等，都让设计师的工作更 加紧密地与模型结合起来，若再借助一些插件，可以满 足更多场景的设计计算。

• 更直观的表达和展现：通过 Revit完成的机电设计，二 维图纸不再是唯一的成果，高质量的三维模型作为一 项很好的补充，让设计成果的表达更加丰富，同时结合 渲染工具，让设计成果展现更直观，减少沟通偏差。

应用概况 某省级建筑设计研究院： 广泛使用 Revit进行机电施工图 设计，包括住宅、学校、博物馆、研发办公楼等各类型的项目，

团队将 BIM正向设计作为主要的设计方式，解决了多专业 协同的痛点，有效减少施工过程中的设计变更。

某央企建筑设计研究院： 基于 Revit的正向设计已经在很 多项目甲方中赢得了较好的口碑，不仅使设计图纸的质量 得到了很大提升，而且设计成果展现方式，与客户的沟通 方式都实现了高质量的提升。

某民营设计院：即使在疫情冲击和房地产下行的双重影响 下，仍然保持稳定的发展，其董事长几年之前就大力推动 BIM正向设计，使其得以有独特的能力服务于一些高质量 的业主，从而使业务保持稳定。

经典案例 项目名称：山东省肿瘤防治研究院技术创新与临床转化平 台工程 完成单位：上海建筑设计研究院有限公司 应用亮点：单线程三维正向机电设计模式

机电设计采用单线程三维正向设计模式。首先，对数量最多、 长度最长、技术要求最高的治疗器械电气埋管进行三维设计。 这部分电气设计没有图纸，BIM团队仅依据埋管清单、埋 管大致出口点位以及 BID文件这三个文件开展工作，在模 型中进行三维机电设计。初步尝试后发现线管连接如只考虑 功能，就会出现大量多层线管交叉的情况。经 BIM团队研 究尝试，最终实现了在满足使用功能的情况下，减少预埋线 管交叉数量，最终形成了完全满足治疗器械需求的预埋管线 布置，并将模型导出图纸进行标注出图。除此外，其他机电 专业设计内容，采用机电设计师进行平面草图设计、模型深 化，并输出图纸的二三维结合设计模式。以施工深化为标准， 将管线高度、平面、翻绕进行三维深化设计，再导出图纸进 行标注出图。对于机电设计来说，这种根据主次先后进行的 单线程三维设计模式是质子重离子项目的最佳方案。

景观 LIM正向设计解决方案

景观 LIM（Landscape Information Modeling）正向设计， 是基于 BIM技术的景观数字化设计的拓展，从广义上讲是 以数字化模型为载体的风景园林行业信息资源库 ，为行业 实践的各个环节和所有参与者提供信息输入、存储、操作、 输出的平台，是信息共享、协同、互操作的基础。

相关产品 景观 LIM正向设计：Revit, InfraWorks, Civil 3d 详细设计与出图：Revit, Civil 3d 模型效果展示：Revit + Twinmotion 施工仿真与冲突检查：Navisworks 云端设计协同：Autodesk BIM Collaborate Pro

功能特性 • 辅助规划设计： Civil 3d通常用来进行地形和道路场地 设计，Revit进行建筑物和景观小品设计。景观 LIM正 向设计解决方案可实现全面系统的方案建模、科学理性 的分析评价，并提供直观的信息数据展示。

• 优化施工建设管理：通过 InfraWorks、Civil 3d、 Navisworks等软件的模型数据整合、碰撞检查、土石 分析、施工模拟等功能，可解决传统施工问题、对接施 工管理平台、提升数字化建造技术。

• 数据共享：在风景园林的规划、设计、建造、养护、管 理等生命周期中，各参与方在同一多维景观信息模型基 础上进行数据共享，为产业链贯通、工业化建造和繁荣 景观创作提供技术保障。

• 科学决策：支持对工程环境、能耗、经济、质量、安全 等方面的分析、检查和模拟，为项目全过程的方案优化 和科学决策提供依据。

• 提质增效：支持各专业协同工作、项目的虚拟建造和精 细化管理，为景观行业的提质增效创造条件。

成功客户 某大学建筑学院：国内主要的 LIM技术推动者，2019年 主办了风景园林工程国际会议，主题围绕 LIM的信息化设 计与施工，LIM技术自此进入了从理论研究迈向实践应用 的新阶段。

BIM正向设计解决方案经典案例

项目名称：武汉东湖·阿丽拉酒店 完成单位：中南建筑设计院股份有限公司 案例亮点：BIM正向设计 相关产品：Revit 项目特点：规模中型但设计品质要求高，场地内竖向高差 较大。

项目设计重难点：（1）需处理好建筑与国家级风景区场地 与环境关系；（2）需满足国际级的设计标准与品质要求；（3） 细分专业众多，且涉及多家境外设计机构，协同设计难度大。 创新性解决策略：该项目在方案阶段采用设计软件 +编程 的方式还原场地真实竖向，精确指导设计，最大化保留风 景区有价值的绿植；利用可视化模型，多维度论证建筑与 国家级风景区环境的视线、林冠线等营造关系，迈出正向 设计第一步。同时，该项目团队从管理和技术两方面提出 创新性的解决策略来应对上述第二三点挑战，并破解正向 设计固有的出图效率低下、三维设计工作量比二维增加较 多、各专业协同设计步调不一致等问题。

（1）正向设计策划管理创新。项目充分考量建筑功能与形 态特征，进行模型拆分与全专业协同策划，并采取一系列 创新措施。

（2）精准策划接轨国际设计标准。依据中南建筑设计院股 份有限公司的 BIM标准系，再结合凯悦酒管公司国际化的 技术标准，定制项目级 BIM标准。

（3）修正多专业正向设计流程。首先，重新拟定建结水 电暖专业正向设计互提资料一张表；其次，采用“选剖面— 绘草图—建模型”的机电设计新模式。

（4）同步执行二维和三维校审。开发三维校审工具，将 传统二维图纸校审与 Revit模型校审相结合，校审人员直 接在模型中进行设计合规性和模型正确性双向校审，截图 批注上传，设计人员同步进行查阅和修改。

（5）最大化执行正向设计协同机制。正向设计过程实行 强管控、严执行的策略，增设各专业 BIM专项设计管理人 员，督促完成一模到底的完整正向设计。

除上述创新措施外，该项目在正向设计技术应用方面还进 行了 Revit辅助装配式设计优化、格栅幕墙立面方案比选 与优化、自主研发各类工具和平台以及三维数字化交付等 创新应用。

项目价值：通过在武汉东湖·阿丽拉酒店项目中开展 BIM 正向设计实践，切实体会到了 BIM技术应用对项目设计广 度、深度以及精细度的提升，探索出了一条实现 BIM技术 应用在常规项目中不断拓展和升级的道路。

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