基于南京施工图BIM智能审查系统的案例研究

苏 昂

(南京长江都市建筑设计股份有限公司，南京 210000)

引言

我国实行施工图设计审查制度，即由政府建设主管部门或其认定的审查机构负责，对施工图是否符合有关法律法规的要求以及对涉及公共利益、公众安全和工程建设强制性标准等内容进行审查[1]。

2015年以后，住建部相继颁布了BIM相关一系列文件， 大力推动BIM(Building Information Modeling)技术在建筑领域的应用[2]。BIM深度融合信息技术和工程建设两个领域的技术，对于促进传统建设行业转型升级发挥着越来越重要的作用[3]。

在施工图审查制度方面，指导文件中强调了BIM作为一种新的技术手段在提高建筑业信息化水平方面的重要性和推广利用的紧迫性[4-5]，指出白图代替蓝图、数字化审图是BIM技术应用的重要领域之一。截至2021 年，全国范围内先后有湖南、深圳、厦门、广州、南京等多个城市开展了与 BIM 审查相关的工作[6-7]。其中，广州和南京更是在2019 年底就被住房和城乡建设部列为全国首批开展城市信息模型(CIM)平台建设试点的两个城市[8]。

自2021年3月1日起，南京市新建工程中推广运用南京市工程建设项目BIM智能审查系统，进行BIM规划报建、施工图报审和竣工验收管理。由我司承担设计的南部新城全民健身中心项目，作为第一批申报BIM图审，并获得BIM施工图审查合格证的大型体育综合体公共建筑，对BIM智能审查系统的实施应用起到了先行作用。

本文以已通过BIM审查的南部新城全民健身中心项目为背景，分析总结了该案例的工作流程、系统审查与主要报错条文及其修改情况，提出了BIM图审报错条文的解决方案，可为施工图BIM审查系统在实际工程中的应用提供参考依据。

2021年2月5日，南京市城乡建设委员会发布《关于印发南京市建设工程BIM智能审查管理系统配套技术导则的通知》，自3月1日起，要求在南部新城、奥南地区、江心洲中新科技岛、江北新区核心区和紫东核心区等5个试点片区内首次进行方案报审的以下工程建设项目，应用南京市工程建设项目BIM智能审查系统进行BIM规划报建、施工图报审和竣工验收管理：

(1)地上建筑面积大于2万m2的公共建筑，对外综合客运枢纽项目等重大建设项目；

(2)地上建筑面积大于10万m2的住宅项目。

早在2020年9月，我司作为导则参编单位，配合进行施工图智能审查系统测试，积累了BIM图审的初期经验。综合考虑该项目地理位置、项目规模、建筑类型与设计周期计划均在政策要求范围内，本项目被选为南京市智能审查系统上线后的第一批项目，最终成为第一个上传系统、第三个通过审查的项目。

1 项目简介

1.1 项目工程概况

南京市南部新城全民健身中心建设项目的总建筑面积约为5.58万m2，工程于2021年10月启动。项目为一类高层公共建筑，地上一级耐火等级，地下一级耐火等级，其中包括2 500座体育馆。

1.2 项目BIM策划

项目由我司智慧建筑研究院BIM中心(以下简称“BIM中心”)承担BIM设计工作，以“集成多专业提升整体设计质量”为目标，采用基于BIM模型与协同平台的多专业平行设计模式，自方案阶段开始应用BIM技术协同多专业进行平行设计。

BIM工作中心由公司BIM中心项目组团队组建，负责BIM平台维护、模型更新管理、设计问题协调和专项优化展示等工作，并与院内各专业团队进行点对点配合，在BIM协同平台上进行平行设计工作，提升项目设计质量，BIM团队管理架构如图1所示。

图1 BIM团队管理架构

1.3 项目BIM应用

自项目初步设计阶段，基于BIM模型的多专业协同设计有效排查了各专业的碰撞问题[9]，本项目设计阶段完整的各专业BIM模型为后续施工图BIM图审提供了良好的工作基础。

在建筑专业上，BIM中心一方面对体育建筑重点大空间进行模型深化分析，例如游泳池及更衣区域、室内篮球馆及看台区域，保障使用功能与建筑空间一致性； 另一方面针对项目特殊立面坡道、室外平台，进行重点深化，通过三维可视化的模型解决建筑造型与结构设计的矛盾。

在机电专业上，BIM中心首先对整体模型进行分析，提交了各区域净高报告； 其次对管线复杂区域做针对性分析，通过多专业BIM协调会讨论确定解决措施； 接着通过多轮机电各系统各路由的深化调整并落实在设计图纸上，能够有效提高设计效率并避免了大量后续可能的施工安装问题。

2 BIM智能图审软件及应用流程

2.1 实施导则及系统上线

南京市城乡建设委员会印发了《南京市建筑工程施工图BIM智能审查技术导则》、《南京市建筑工程施工图BIM智能审查数据标准技术导则》、《南京市建筑工程施工图BIM设计交付技术导则》、《南京市建筑工程竣工信息模型交付技术导则》，同时在南京市建设工程施工图数字化审查系统网站中，新增了模块“BIM审查”，发布了辅助建模赋值的插件、建模手册、设计单位操作手册和建设单位操作手册等配套资料。其中建模手册对BIM模型中审查范围内的各专业构件提出了具体要求，主要涉及各类构件的命名规则、构件属性和赋值逻辑等； 操作手册主要解释了各方在审查系统中的操作流程。

南京市施工图BIM智能审查系统(以下简称“BIM图审系统”)于2021年3月1日正式上线。

2.2 图审系统使用流程

系统要求设计单位同步上传项目各专业施工图图纸和BIM模型的轻量化文件，经过BIM图审系统智能审查后自动生成审查意见书，其中报错条文与对应构件将以三维形式呈现在专家客户端中以供点选查看，后续与施工图审查意见一同下发至设计单位并进行同步整改回复，如图2所示。

图2 BIM报审项目操作流程

2.3 图审插件使用介绍

以Revit软件为例，BIM图审系统插件提供了批量赋值功能，可以利用插件为审查范围的构件添加所需的全局参数，接着根据设计实际情况为不同构件赋予对应属性，如墙体的燃烧性能、门是否为疏散门等,BIM图审系统插件操作界面如图3所示。

图3 BIM图审系统插件操作界面

3 BIM报审前期准备

3.1 导则与系统学习

由南京市城乡建设委员会印发的四本导则是BIM审查工作开展的重要指导文件，目前BIM图审系统审查范围以住宅、公建为主，内容涵盖建筑、结构、给排水、暖通、电气五大专业，消防、人防及节能三大专项，共计302条可量化的条文。以建筑专业为例，共审查9本标准，共90条，其中强条72条，一般性条文13条，要点5条，主要涉及《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019、《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)、《住宅设计规范》GB50096-2011等。

自导则发布以来，南京市图审中心组织设计单位参与线上、线下多轮宣贯学习，公司内也组织了学习研讨，BIM中心团队根据BIM图审系统要求，制定了图审深化工作流程。

3.2 制定模型标准

本项目采用Autodesk Revit 2019为主要BIM设计软件，其中建筑专业、机电专业采用BIM图审系统对应的建筑机电插件，继续沿用初步设计阶段Revit模型进行深化，而结构专业则使用盈建科结构计算模型与图审导出插件。在正式将施工图模型上传至图审系统前，各专业模型使用插件将携带大量信息构件的BIM模型进行轻量化，并导出为统一的“.njm”格式，作为最终的上传文件。

BIM中心根据《建模手册》与四本《技术导则》，研究分析了各类构件的属性要求与涉及的规范条文。在BIM图审系统要求条件下，模型构件的数据准确性、规范性尤为重要[10]，为建立符合审查标准的BIM模型，设计了新的BIM模型样板，采用基于协同平台的平行设计模式，确立了协同设计工作流程，保证BIM模型数据与施工图二维图纸同步上传。

4 项目BIM报审

本项目于2021年2月正式开始施工图设计阶段，BIM模型深化工作同步进行。4月16日,本项目提交施工图审查初审，其中包括五个专业BIM模型，是该BIM图审系统上线来第一个提交BIM图审的项目。4月27日,收到BIM图审系统第一轮意见，后续多次与图审系统开发单位技术支持和专家进行沟通测试，根据测试意见修改模型，并反馈系统问题，其间由于进行消防专家论证及后续设计修改延误了一段时间，最终于6月底提交BIM图审，复审意见通过，成为南京市第三个获得BIM图审资格证的项目。

在BIM报审中，会出现报错条文，在本项目中BIM图审报错条文的解决方案如下:

4.1 主要报错条文

初次审查意见书中建筑专业条文共19条，暖通专业共3条，给排水专业共8条，电气专业共8条，具体涉及规范及构件数量如表1所示。

表1 报错条文统计表

各专业涉及违反条文最多的规范是《建筑涉及防火规范》，不符合条文数量最多，各专业共27小条，构件数量共218个。

4.2 报错构件分析

初审意见以建筑专业为例，建筑专业违反条文有《防火规范》5.5.8条“公共建筑内每个防火分区或一个防火分区的每个楼层，其安全出口的数量应经计算确定，且不应少于2 个”。在BIM图审系统中，针对安全出口的审查对应模型构件即门构件有12个属性，包括名称、构件ID、所属楼层、高度、宽度、底高度、开启方向、是否为外门、是否为疏散门、是否为安全出口、安全出口的净宽度、是否为常开防火门、是否为消防电梯出口以及防火等级等具体可添加属性。初审意见中有四个防火分区的安全出口设置数量不符合条文规定，通过核查建筑专业消防设计说明中各防火分区安全疏散设计图纸与模型中面积区域、门构件属性的对应情况，核查具有安全出口属性的门构件位置、楼层高度和归属的防火分区区域，消除可能违反规范条文的建模或属性错误。

审查系统读取构件的信息有如下形式：

(1)类型名称，如常开甲级防火门、组合式消火栓箱，建模过程中通过创建新的构件类型并重命名填写为符合审查要点的类型名称完成赋值等；

(2)全局属性，如是否为安全出口、栏杆是否有防攀爬措施，根据构件实际情况和规范要求填写完成赋值等；

(3)直接读取，此类信息都是具有实际几何属性或者系统自带属性的字段值，如楼层id、构件id、门宽度、疏散距离及房间面积等。其中建筑专业模型中房间功能、位置、防火分区边界及楼层标高等信息作为机电专业中各类设备位置的依据，直接影响机电三个专业的审查结果。

审查条文中主要包含的构件与数据类型的关系如表2所示。

对构件字段类型与赋值方式分析能进一步排查规范报错问题发生的原因，针对报错原因对模型作相应的修改，例如，电气照明设备的错误存在三种情况：①构件名称错误，需修改填写的名称； ②构件位置错误，需调整构件标高或偏移； ③楼层id错误，即构件没有与楼层绑定，需调整建筑专业模型。

表2 主要审查构件信息统计表

4.3 问题解决情况

经过各专业多轮核查修改，消除问题建筑专业14条，暖通专业1条，给排水专业6条，电气专业6条。

仍存在部分条文错误问题，经排查并非设计或模型错误，而在BIM图审系统无法消除，分为三类：

(1)条文例外情况系统无法判别，例如不符合《建筑设计防火规范》5.3.1条“……建筑内防火分区的面积小于等于3 000m2”，本案例项目属于规范注明体育馆大空间可突破情况，目前已通过消防专题专家论证咨询会；

(2)判定规则不灵活无法识别，例如不符合《建筑设计防火规范》5.5.17-2条“楼梯间应在首层直通室外，确有困难时，可在首层采用扩大的封闭楼梯间或防烟楼梯间前室”，BIM模型中首层楼梯间通往门廊后直通室外，门廊空间等同于扩大前室，不属于违规情况，系统识别时由于未设置扩大前室而判定为不符合此条文要求；

(3)系统识别错误，例如不符合《建筑设计防火规范》8.3.3条“……建筑内房间应设置喷头”，审查意见中缺少喷头的房间有风井、电梯井、设备管井等房间，无需设置喷头，规则中未将此类房间排除在外。

5 结语

基于BIM的施工图智能审查系统作为一种新型辅助审查工具，实现了施工图审查方式从二维图纸到三维模型的模式转变，有效提高了施工图合规性审查的效率。本文阐述了项目实施的技术流程，并对项目针对BIM审查的修改情况进行了分析，得到以下结论：

(1)南京市推广BIM施工图审查的政策指定了部分地区的部分项目，有利于当前条件下BIM技术在建设工程中循序渐进地推广；

(2)BIM施工图审查有效排查了建设项目提交的BIM模型违反部分规范条文的问题，并通过三维可视化呈现问题构件位置和空间形态，可作为二维图纸审查的辅助技术手段；

(3)当前版本的施工图审查系统主要针对可量化的强制性条文，对于条文的判断原则单一，需要审查专家人工复核，这与BIM图审系统提高工作效率的初衷相悖，本项目所提问题已提交系统开发团队，部分问题将在软件后续升级版本中优化；

(4)本案例中设计团队采用平行设计模式和工作流程，因而可在短时间内完成较为复杂项目的BIM模型同时配合施工图二维图纸同步修改上传。

目前对于应用南京市施工图BIM智能审查系统的案例研究，尚缺乏实践经验和数据分析，有待在进一步的应用中不断完善。