建筑师和工程师的BIM—设计应用的考量

将建筑设计的基础表达，从一套图纸，即使是数位化图纸，转换到建筑模型，有很多可预期的直接好处：譬如自动化、整齐的图纸；简单的三位空间冲突检查及改善；自动准备相对正确的材料列表；改善对分析、估价和工序安排软件的支援等其他更多的好处。应用三度空间建模贯穿整个设计流程有助于协调和设计审查时更容易被视觉化；这些功能使得设计图的画面生成可以更快、更准确、更有效率，同时增进设计品质。

一、使用BIM的理由

虽然BIM提供了实现新优势的潜能，但是这些优势却非随手可得的。3D模型的发展，特别是那些具有志愿分析和有助于制造资料的模型，涉及到更多决定并需要比现今生产一套施工文件更多的努力。在当考虑到购买新系统，重新培训职员和制定新的作业程序所不可避免的额外成本，很容易合理的怀疑所谓的益处好像不太值得。但是，也从大多数已采取这些步骤的公司中发现，过渡阶段产生的巨大初期成本通常在施工文件生成阶段展现其效益。即使开始只是从模型生成出一致的画面也使得转型有其价值。

在先进的建筑业的商业模式里，设计师的费用通常是以建造成本的比例来计价。一个案子的成功都是由很多无形的因子造成的，包括较少的错误和顺畅的过程，将设计意图表达的更好——及获得利润。当建筑业主和承包商开始警觉到BIM技术和作业方式可以提供的功能，新的商业机会也开始被发掘。设计者可以开始提供可以提高收费标准的新服务。这些服务可以分为两大类：

1、概念设计发展，将分析软件和模拟工具应用在效能式设计以解决：

·永续和能源效益

·在设计阶段进行财务和价值分析

·建筑计划分析模拟，例如在医疗设施上的应用

2、设计与施工整合，关系到案件交付的合约形式：

·增进与专案团队的合作：结构、机械、电气工程师、钢构、MEP、预铸和帷幕墙制造厂。在同一个专案团队之间使用BIM改善了设计审查的意见回馈，减少错误，降低后期需要应变的问题，并加快施工速度。

·加快施工，促进工厂加工的组件、减少现场工作和提高安全性。

·采购、加工和组装的自动化和提早采购需要时间交货的品质

比较早期成本与营运成本是非常困难的，这和不同的折扣费率、维护时程和不完整的成本追踪有关。然而，根据美国退伍军人管理委员会医院的调查报告指出，VA医院营运不到18个月的营运成本就已等同于他的建设成本（见下图）。意思是说即使最初的成本提高，医院营运费用的节省是可以有极大益处的。报告同时也发现整体建筑生命周期能源的全部成本相当于营建成本的1/8，这个比例有可能会继续增加。另外，VA也发现考量全面折现后的建筑营运成本（包含能源及建筑保全）大约等同于其建设费用。另外还有很多其他的成本项目。以上这些案例提供建筑所有者/营运者，所寻找降低营运成本和增加效能的可能性。

透过BIM整合设计及施工的益处，已在前期文章中详细介绍过了。

图1：一所退伍军人医院之生命周期资金与营运成本的各种元素。

BIM设计生产力效益

参照错误发生的减少是简介评估BIM这类技术的生产效益的方法之一。这些可以很容易依据请求补充资讯（RFI）及专案变更设计（COS）的数量来追踪。这些将永远包括依据业主的想法改变的或在外部条件变动的一个组件。然而依据内部的一致性和正确性的变动可以区分和收集他们在不同的项目数量。这些展现了BIM一个重要效益。

设计公司往往不熟悉他们组织对生产力评估的方法.要做出这样的评估的第一步是要建立一个可以比较的基准。只有少数公司定期跟踪设计发展和施工图细部发展有关的单位成本，譬如根据建筑楼板面积外墙面积或者专案类型。这些可以提供一个能评估新设计技术过度的成本或效益基础指标。

第二步是估算BIM新技术对成本效益的增加，在此指的是BIM。除了从不同BIM软件供应商提供的生产力提升数据，实际上只有很少数据是由已经使用BIM的设计公司所提供或存在既有的研究文章，对于生产力成长的研究，因为产生包括钢筋细部的结构工程画面而得利的在百分之21到59之间，决定尺寸、复杂难度和结构的重复性。当然，对于特定设计公司所获得的好处，我们必须要保持怀疑直到实际的案子在进行。评估应该要分出节省的时间比重与那些实际操作员工的平均薪资，与公司每年员工成本的百分比。者提供了一个着实的生产力成长。这个结果的百分比之后可以乘以年度直接员工的设计作业成本以计算年度效益。

第三步是透过行销公司的BIM能力，概估商业行为的成长。这回因为市场而变动但对于一些地区这是值得的。

最后一步是计算导入的投资成本。最大的花费是人员花费的培训时间，必须包含同时花费时间的直接成本和因为初期学习新软件造成减少生产力的【学习曲线成本】。硬件和软件成本可以透过供应商得到概估。生产力的帮助将会依时间完全成长。最后，全部的年度益处与全部成本会提供一个快速测量年度投资回收和回本的时间。

模型建成工具不只是能做为内部使用。另一个考量是设计伙伴公司的需求。理想的状况是，如果有某个主导的工作关系，决议应该透过某些程度的协调。

一个单一的BIM工具不一定是理想的选择的。有些公司决定他们不要限制在一个单独的模型生成工具，而是要支持多个BIM的产品，尤其是在了解到一些工具有非重叠的效益。

二、训练及运作

BIM是一个新的IT环境，需要训练，新的系统规划、图库和文件范本的建立和修改设计审查及核准程序，通常也须与新的商业运作模式相配合。

这些都需要被逐步开发，与现有的生产作业方法携手合作，所以产业在升级和学习时遇到的问题不会去危害到正在进行的案子。

我们鼓励任何企业在考虑换成BIM，能准备一份详细的运作计划；应用它不应被是为是一种追求流行的事。当这个计划与企业目标之间的关系越接近，越有可能被成功的应用。

训练通常是由一个或一组IT专业人员开始，同时进行系统建制规划和替企业引进一套培训计划。系统建制包含硬件的选择（BIM工具需要较为快速的工作站硬件规格）、伺服器建制、出图和列印规划、网络连接与回报和专案统计整合，建制图库，以及其他的企业特定系统问题。

前期的案子，基础技术的取得应发生在进行更先进的整个工作之前，重点着眼在建筑物建模和生产画面所需要的基本技能，及包括物件图库定义的增加。在后期当案件处理的基本达到后，多种延伸可能性的大门将敞开，BIM提供的多样性整合及互动性等益处也可以被采用。

对刚开始使用BIM的前期阶段，一个重要的提醒是避免太早提供过度的模型细节。因为BIM的案件定义和细化的方法仅仅局部自动化，是有可能如果细节定义太快，设计理念会被错误解读。即使在概念设计阶段，完成详细的模型是简单的，但也可能引导业主在无意识下被误导去太早做出一些难以逆转的错误决定。BIM使用者需要了解这个问题的重要性，比人工作也更明确的去定义细化层级。在给顾问及合作者细节的程度做重新考量也被认为是有价值的。根据其工作，这些参与者可以在不同设计阶段进行参与讨论。为了避免数个版本，详细的三位MEP配置应在整个程序的后期再来做。从另外的角度，帷幕墙顾问和厂商可以在较早阶段参与，协助规划结构节点和细部。

在较大的项目，建筑师只是代表一个整体的设计团队的一部分。合作商需要工程、机械、或者其他特殊专业顾问。传统上在线上进行以模型为基础的协调会议是一个在管理专案上很直接有效的简单的手段。

三、阶段性的应用

在先前讨论过的外部服务之外，其他服务可以在任何情况下进行。其中包括：

·与成本估算的整合以允许专案发展过程中持续的追踪

·与规范整合以达到更好的资讯管理

·设计程度与性能分析的整合，为能源、气流、照明以解决至今只以直觉解决的问题

·开发公司专有的图库包括细节、房间规格和其他设计资料以促进特定的雇员知识转移成企业知识

不同类型的整合包含它自己的计划和流程发展和方法。采取一种循序渐进的方法，引用逐次增量的培训和先进服务的应用减少不必要的风险，从根本上将所有的设计企业引导出全新的能力。