◎ 山東省棗莊市建筑安全監(jiān)督站 劉秋宏
BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的簡稱,是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎,將建筑工程生命全周期內(nèi)的各種相關信息加以整合的全新設計模式,是工程項目信息的集成化管理系統(tǒng)。這一概念最早由美國Autodesk公司在2002年提出,后來逐漸擴展到歐美、日本、新加坡等發(fā)達國家。
BIM 作為一種創(chuàng)新性的建筑設計、施工和管理方法,通過對項目流程的有效整合,提升效率、降低風險,同時減少對環(huán)境的影響、實現(xiàn)綠色的可持續(xù)設計。BIM 在復雜性形體的創(chuàng)建與加工中的優(yōu)勢,也為設計帶來了更多的可能性。
BIM是建筑業(yè)的信息革命,它作為一個重要項目,已經(jīng)被列入我國科技部“十一五”期間國家科技攻關計劃。住房和城鄉(xiāng)建設部在《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中提出:“十二五”期間,要“加快建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡的協(xié)同工作等新技術(shù)在工程中的應用”。此外, BIM作為當今建筑界整合設計的一種全新方式 ,已被國際建筑師協(xié)會(UIA)作為建筑師職業(yè)實踐政策推薦導則之一在全球推廣。
BIM 技術(shù)日漸成為行業(yè)發(fā)展的風向標,越來越多的企業(yè)積極參與研究、應用與推廣。同時,BIM理念和技術(shù)的多領域應用和多渠道傳播,使其社會需求度和關注度也不斷提高。
根據(jù)美國麥格希(McGraw-Hill)的報告,作為BIM概念的發(fā)源地,2007-2009年,美國的BIM用戶從28%增長到48%;2010年歐洲的BIM用戶則達到了36%,加拿大為48%。在美國的一些大型商業(yè)設計企業(yè),BIM的普及率更是達到了80%以上。
在中國,除了開發(fā)企業(yè)、軟件供應商外,設計機構(gòu)是 BIM 研究的重要組成部分,也是BIM 應用的主體,許多設計單位已有相當數(shù)量的項目實踐。
盡管在規(guī)模效益尚未形成之前,BIM 的初期投入比較大,但隨著 BIM規(guī)模和熟練度的提高,很多企業(yè)感受到了 BIM 所帶來的獨特價值,并從初期的研究階段,逐步進入到更大規(guī)模的推廣與應用之中。2009年舉行的全國建筑BIM設計大賽,全國共遞交作品48件,2010年增加到了150余件,2011年更是達到了200件。近年來,山東省也在文化中心等項目中不斷推廣應用BIM技術(shù)。
BIM提供虛擬建筑模型,從設計團隊傳遞到承建的營造方再到業(yè)主,可以在各個階段添加各自專業(yè)的信息,更新、追蹤變更,維護共同、單一的模型。
在設計階段,應用BIM技術(shù),可以通過對建筑物不同方案的性能做出分析、模擬、比較,從而得到高性能的建筑方案;加強BIM協(xié)同設計,可以改變設計溝通方式,減少“錯、漏、碰、缺”等錯誤的發(fā)生。提高設計產(chǎn)品質(zhì)量;同時BIM三維數(shù)字設計可以提高參數(shù)化、可視化和性能化設計能力,為設計施工一體化提供技術(shù)支撐。
在施工階段,BIM技術(shù)的研究與應用,可以推進BIM技術(shù)從設計階段向施工階段的應用延伸,降低信息傳遞過程中的衰減。通過BIM技術(shù)配合施工,可提前發(fā)現(xiàn)管線、設備、結(jié)構(gòu)、建筑之間的沖突情況,并及時解決,從而減少施工錯誤、節(jié)約施工工期、提高施工效率?;贐IM技術(shù)的4D項目管理信息系統(tǒng)在大型工程施工過程中的應用,可以實現(xiàn)對建筑工程有效的可視化管理。
在運營和維護階段,通過BIM模型和 CFD(Computational Fluid Dynamics,計算流體動力學)模擬仿真技術(shù),可以預測各類能量負荷變化,制定相應的能源方案,降低建筑的能源消耗,提高能源的利用效率。
同時,各種專業(yè)信息的積累還可以為建設項目的改建、擴建、交易、拆除、使用及政府行為管理等服務。
隨著社會的進步和行業(yè)競爭的加劇,公眾對建筑設計有了更多的期望和更個性化的需求;國家節(jié)能減排、經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變等決策的實施推廣也對建筑業(yè)提出了更高的要求。目前,整個設計行業(yè)的焦點從技術(shù)應用轉(zhuǎn)向流程再造,而應用工具也相應調(diào)整以支持這種轉(zhuǎn)變。
推進BIM技術(shù)、基于網(wǎng)絡的協(xié)同工作技術(shù)應用,可以提升和完善企業(yè)綜合管理平臺,實現(xiàn)企業(yè)信息管理與工程項目信息管理的集成,促進企業(yè)設計水平和管理水平的提高。
BIM 的理念和技術(shù)作為信息傳遞的平臺,將各個環(huán)節(jié)、工種有機結(jié)合成為一體,優(yōu)化了設計程序,助推了設計產(chǎn)業(yè)升級。
BIM 的廣泛應用也吸引了更多有才華的年輕人進入規(guī)劃、設計行業(yè),有助于行業(yè)競爭力的提升,成為促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、升級的必經(jīng)途徑。
建筑物的性能基本上是由設計決定的。設計雖然只使用了5%左右(國內(nèi)2%)的建設成本,但卻決定了70%的建造成本。BIM技術(shù)應用可以提高設計質(zhì)量及建筑物性能,減少錯誤、縮短工期、降低成本。
根據(jù)美國Standford的設施工程整合中心(CIFE)對32個采用BIM的項目進行分析得出,BIM應用使未列在預算中的變更量減少40%以上;將建造成本估算誤差控制在3%以內(nèi);成本估算所需時間縮短80%;因事前沖突檢查而節(jié)省10%的合同金額;平均工期縮短超過7%。香港房屋署從一些示范項目的數(shù)據(jù)分析得出,在應用BIM理念較為成熟的建設項目中,總造價可降低25%-30%。
另外,通過 BIM 系統(tǒng)溝通,在設計之初將建筑過程和本身對環(huán)境的影響、能源的消耗和有效利用充分考慮在內(nèi),實現(xiàn)建筑與環(huán)境的長久和諧;加強對成本、進度計劃以及質(zhì)量的直觀控制,協(xié)調(diào)整合各種綠色建筑的設計、技術(shù)和策略,實現(xiàn)不同合作單位的無縫協(xié)作,有效規(guī)避人力、資本和資源等不必要的浪費。BIM技術(shù)應用對建設節(jié)約型社會、和諧社會具有相當?shù)姆e極意義。
目前,國內(nèi)外大中城市都在持續(xù)創(chuàng)新管理手段,努力提升市政公用事業(yè)服務質(zhì)量,保障城市安全運行和健康發(fā)展。BIM技術(shù)對城市管理者的意義在于,通過在數(shù)字化城市管理模式中的應用,將數(shù)字化城市管理平臺功能向地下管線、城市安全等領域拓展和延伸,有效應對城市消防、城市內(nèi)澇、城市交通及其他突發(fā)事件等多種問題,為可持續(xù)性發(fā)展管理等提供預案。BIM技術(shù)在城市建設、管理及運營服務過程中的廣泛應用,有助于推動“數(shù)字城市”向“智慧城市”的飛躍。
BIM技術(shù)應用,使得建筑設計可視化程度大幅提高,能夠提供給業(yè)主和廣大市民直觀、鮮活的視覺體驗,使得人們對居住環(huán)境日益提高的個性化需求成為可能。BIM技術(shù)帶來設計質(zhì)量的提高,建筑物性能和住區(qū)環(huán)境的完善,市民的居住環(huán)境和居住品質(zhì)有了明顯提升。BIM技術(shù)的應用間接推動了人們生活水平的提高,創(chuàng)造了社會福祉。
給予BIM應用以適當?shù)墓膭钫?。比如,政府項目、大型項目的設計和建造過程中,強制應用BIM相關技術(shù);對使用BIM技術(shù)的項目予以審批上的優(yōu)先或提速等等。
可以借鑒的是,在新加坡的BIM五年規(guī)劃中,新加坡住建部(BCA)從2010年起建立6百萬新幣的基金,用于投入BIM先行者,涵蓋培訓、咨詢、軟硬件等,到目前為止70%的金額已經(jīng)投放到位。從2012年起,政府公共部門的項目強制應用BIM技術(shù)進行設計及建設。
針對目前BIM 相關標準缺失的狀況,盡快出臺技術(shù)推廣的指導性意見;相關的國家標準和地方標準,包括軟件標準、技術(shù)標準、交付標準、取費標準等。一方面鼓勵和支持行業(yè)先進單位的技術(shù)進步和創(chuàng)新;另一方面規(guī)范不正當競爭,為BIM技術(shù)的推廣和轉(zhuǎn)化保駕護航。
組織相關機構(gòu)搭建行業(yè)BIM信息庫,統(tǒng)一標準;搭建網(wǎng)上平臺,實現(xiàn)數(shù)字信息的共享;組織行業(yè)內(nèi)交流、行業(yè)間交流,特別是設計方與建設方、施工方、建材商、設備商等的交流,強化市場推廣。
在不同性質(zhì)、不同區(qū)域的新建筑規(guī)劃、設計與建造全過程中,試點BIM技術(shù)應用,突出示范效果。嘗試BIM技術(shù)應用與優(yōu)秀項目設計評選、設計招投標等日常工作的結(jié)合,擴展示范途徑。組織相關項目的匯報、展示、展覽、研討等,擴大示范效應。
加大BIM技術(shù)在重點地區(qū)、重點工程中的應用。在綠色建筑、軌道交通、大型公建等工程中,多渠道、多層面推廣BIM技術(shù)應用;通過政策傾斜,加大BIM技術(shù)在公租房等民生工程中的應用力度。另外,將BIM技術(shù)推廣與“數(shù)字城市”建設結(jié)合,建立數(shù)字城市模型作為城市管理的有效手段,引領城市建設信息數(shù)字化。