任愛珠

(清華大學土木工程系，北京100084)

1 前言

建筑信息模型(Building Information Modeling-BIM[1])作為一種新的理念和技術，是目前建筑業(yè)的熱點，正在受到業(yè)內(nèi)學術界和工業(yè)界的普遍關注。BIM已被譽為自“甩圖板”(推廣應用CAD技術)后的第二次設計革命。

大多數(shù)世界著名建筑、結構、施工(Architecture、Engineering、Construction-AEC)公司，幾乎所有項目都已運用BIM技術。大多數(shù)其他AEC公司也都處在從CAD向BIM轉變的過程中[1]。根據(jù) McGraw Hill 2012年的統(tǒng)計[2]，北美建筑業(yè)應用BIM 的比例已從2007年的28%增長到2012年的71%。其中74%的承包商已經(jīng)在實施 BIM，超過了建筑師(70%)和(結構)工程師(67%)。2010年的統(tǒng)計，西歐建筑業(yè)應用BIM的比例為36%(2009年北美應用BIM的比例為49%)。近年來我國的一些大設計院在一些大型項目中也已經(jīng)應用了BIM技術，并取得了不少業(yè)績[3]。但是總起來說，BIM在我國的應用范圍和應用深度，與歐美等國家相比，還有很大差距。曾經(jīng)在“甩圖板”工程中勇往直前的我國廣大建筑設計院還沒有足夠的動力與熱情在應用BIM的“二次設計革命”中沖鋒陷陣。

這其中的原因是多方面的。首先，應用BIM不是簡單地將一個非BIM軟件換成BIM軟件就可以了。應用BIM需要團隊協(xié)作，需要在一定程度上建立起新的工作模式，也就是說，原有的管理模式可能需要有一定程度的改變。對于設計院來說，該院的第一個BIM應用項目可能會遇到不少問題，設計的效率可能會暫時降低。對設計師個人來講，應用BIM需要花費的培訓時間和暫時的效率低下可能會暫時影響到個人或部門的收益。其次，BIM作為一種新的理念和新的技術，要保證BIM的順利實施，需要既有工程設計專業(yè)基礎又掌握BIM技能的專門人才，同時，對廣大即將應用BIM技術的設計人員還需要進行培訓。第三，現(xiàn)有的國外BIM軟件的本土化程度還不高，國外BIM平臺可供國內(nèi)設計人員使用的標準族庫有限，缺乏本地化平臺，功能也不夠豐富;國內(nèi)還沒有成熟的適用于設計階段的BIM應用軟件。第四，一個大型復雜建筑常常需要使用多個不同的軟件。這些軟件中，有的已經(jīng)可以運用BIM技術，有的還不可以。即使兩個同樣具有BIM功能的軟件，在這兩個軟件之間也很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。比如，在結構設計中應用ETABS進行鋼結構計算時，在ETABS中建立的模型不能和其他專業(yè)軟件實行數(shù)據(jù)共享，而且無法在ETABS模型基礎上直接生成二維施工圖。通常設計師們需要運用二維繪圖軟件重新繪圖，或是將其轉換成Revit能接受的模型格式，通過ETABS到Revit的插件，輸出EXR格式文件，將ETABS模型導入到Revit中，即使這樣，在轉換過程中也還是會有信息的缺失與畸變。除此之外，還有不少其他原因，鑒于篇幅，本文不再贅述。

在種種原因下，有的設計院對應用BIM技術還存有不少顧慮。作為生活在市場經(jīng)濟之中，每時每刻都需要考慮生存壓力與經(jīng)濟效益的設計院，存在這種顧慮是很正常的，也是很容易被理解的。

2 歷史的回顧

今天，已經(jīng)沒有設計師還在手工用鴨嘴筆畫施工圖，用計算尺計算結構內(nèi)力了。但是，在20世紀80年代后期、90年代初，“甩圖板”工程的推動也是遇到過很多困難的。當時，許多資深工程師都對計算機能否代替人工畫復雜的鋼筋混凝土配筋圖心存懷疑。

第一張單層兩跨鋼筋混凝土平面框架配筋圖是在國產(chǎn)TQ(圖強)-16機上準備數(shù)據(jù)，運行繪圖程序，然后坐火車，再換長途汽車，到貴陽某單位的進口繪圖儀上畫出來的。當時，內(nèi)存只有32K字長(一個字長為48位比特(bit)，即6個字節(jié)，32K字長相當于32*6=192 KB)的TQ-16機需要一間約40m2的房間才能裝得下，需要專門的管理人員24h值班，專門的打孔員幫助打孔。一臺TQ-16機的售價約100萬元(彼時一個北京市的大學畢業(yè)生的月工資是56元)。

在那個年代，IBM286、IBM386等個人用微型計算機還很貴，遠遠沒有普及。大部分設計人員沒有接觸過計算機，一切都要從頭學起。當時的計算機繪圖軟件功能很有限，需要一筆一筆地用鼠標像在紙上用鉛筆畫圖一樣畫在計算機屏幕上。結構計算要輸入大量數(shù)據(jù)，從節(jié)點和單元的編號到每個節(jié)點的座標，每個單元的截面尺寸，都必須用手工填寫數(shù)據(jù)再輸入計算機，有的程序甚至還要求用戶輸入每根桿件的固端彎矩[4]。記得當時在清華大學的M150計算機上計算一幢28層樓的剪力墻結構的震型，填了50多頁A4紙的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要被打孔機打在卡片上，再輸入計算機;為了保證輸入數(shù)據(jù)的正確性，前前后后檢查數(shù)據(jù)、通過試算，共花了3個星期。

為了促進CAD技術的推廣應用，除建設部等政府部門下了大的力氣外，設計院、CAD軟件開發(fā)人員和其他相關單位等都做出了巨大的貢獻。印象最深的有兩件事，一是筆者等參觀某部設計院的“甩圖板”工程實施情況時，院領導介紹，為了鼓勵設計人員應用CAD技術，規(guī)定設計人員每用計算機畫一張施工圖，就可以得到一份獎金。另一件事是80年代后期，筆者等與某部設計院進行學術交流時得知，該院花5萬美金購買了一套國外的建筑渲染軟件。當時該軟件的渲染功能很有限，除了能表現(xiàn)帶彩色的三維幾何模型以外，不能表現(xiàn)具有真實感的材質(zhì)，不能表現(xiàn)具有真實感的背景，天空只是幾條象征性地表示云彩的曲線。但就是這樣的軟件，使該設計院在當時的項目談判中，取得了幾乎百分之百的成功。5萬美元的投資很快就收回了。

在“甩圖板”工程實施過程中，除了AutoCAD、Microstation、Intergraph、SAP5 等國外軟件，為廣大設計人員提供了計算機繪圖工具和結構分析工具外，我國廣大工程技術人員更是開發(fā)了PKPM、ABD、TBSA、BJCAD、House[5]等一大批適合我國國情的自主開發(fā)軟件，這些軟件在我國建筑業(yè)CAD技術推廣應用中發(fā)揮了至關重要的作用。

3 BIM對設計院的意義

記得剛上大學，老師進行專業(yè)教育時就給學生介紹設計人員的辛苦。老師說，水晶宮是設計院的別稱。哪個樓晚上一直亮著燈，那個樓就是設計院的辦公樓。等到工作了，一筆一筆地在圖紙上畫圖;甲方改方案了，需要重畫，或是將圖紙改得打滿補丁時，就體會到老師的話一點不錯。“甩圖板”工程極大地提高了設計效率，將廣大設計人員從繁重的工作負擔中解放出來了。但是設計人員好像沒有輕松多長時間。效率高了，任務量加大了，業(yè)主要求的設計周期縮短了，更需要加班了。以前一個項目的設計周期是以年來計算的，現(xiàn)在是以月、天來計算的。有的業(yè)主甚至恨不得今天給你任務，明天就給我圖紙。于是，設計時間短于繪圖時間，繪圖時間短于改圖時間。為了滿足市場要求，設計人員無休止地加班加點、甚至通宵達旦。審圖公司的審圖專家發(fā)現(xiàn)，怎么圖紙中的錯誤這么多?好多地方都交不上圈。設計人員很委屈，實在是忙不過來，有的地方做不到應有的深度就只好交上去了，萬一耽誤了進度，吃罪不起。

七八十年代做設計時，建筑、結構、暖通、給排水、電氣等各個工種的設計師，在設計匯總時，需要逐層按照各個標高段互相介紹，在這一標高處，本工種有什么構件。暖通設計師介紹通風管道的標高，直徑，走向，結構工程師要趕快回憶該層結構的梁板的下皮標高在哪里，與管道有沒有“打架”。一個設計中的建筑模型裝在設計師的腦海里。設計修改了，就要再匯總一次。盡管設計師小心翼翼，許多工程在施工時還是發(fā)現(xiàn)有不少“打架”的地方:管道從梁的中間穿過;設備進不了門;梁柱節(jié)點處鋼筋太密以至于混凝土中的石子震不下去;等等。設計人員只好修改設計，出“洽商”，又費工又費料又耽誤工期，有時改起來很麻煩，還影響建筑質(zhì)量。

七八十年代的建筑方案，一般是做3個，由業(yè)主從中選一個。因為那時建筑師做一個建筑方案要花很多時間。即使建筑師有很多好的方案，但是由于時間有限，很難在業(yè)主要求的期限內(nèi)將所有方案都畫出來。而且，在方案階段，每一個建筑方案在提交以前，需要得到結構設計師的首肯。結構設計師需要先算一算，這個方案在結構實現(xiàn)上有沒有問題。有時，建筑師很心愛的方案在結構設計師那里得不到支持。因為結構受力太復雜或受力不合理，也來不及做大量結構分析與比較，結構工程師不敢貿(mào)然“拍板”。建筑師只好忍痛割愛。有時，建設場地非常局促，設計師精心設計的方案和精美的建筑立體造型，因為業(yè)主擔心日照、能耗、局部風力放大效應等問題，而建筑師又沒有足夠的時間和分析工具，給出明確的答案，而不得不放棄。

盡管到了20世紀90年代以及進入21世紀以來，CAD技術的不斷發(fā)展使得這種狀況有了改變，但是由于CAD技術運用的是二維的建筑表現(xiàn)形式，像建于1999年的上海金茂大廈，為了得到一張顯示各類管線走向的三維圖紙，上海建工集團的設計師們還需要畫幾十張圖紙，才能將完整的管道空間布置表現(xiàn)出來。

在設計院中應用BIM技術，能不能解決這些問題呢?我們來看一看BIM在一些設計院中應用的體會。

今年8月份，備受矚目的上海中心大廈工程封頂，BIM技術為這座摩天大樓的順利建成提供了強大的技術支持。項目團隊利用BIM理念進行項目的設計、生產(chǎn)、管理，大大縮減了設計周期、提高了現(xiàn)場施工和安裝的準確率。在大廈設計中，利用BIM模型及相關專業(yè)軟件，對建筑物的日照、能源消耗、室內(nèi)采光等物理性能進行分析，方便快捷地得到了日照效果、建筑能耗情況、采光效果等信息。設計師即可根據(jù)這些信息對設計方案進行進一步調(diào)整與完善，使建筑更加舒適、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)維護，從而提高了建筑物的整體性能[6]。同時，運用BIM模型構建的虛擬環(huán)境，項目各參與方可以直觀地了解設計方的設計意圖，使項目各參與方對項目互相理解并與設計方達成一致的認識，消除理解誤差，大大提高了溝通效率。

上海中心大廈管線系統(tǒng)的空間關系極為復雜，在設備層，由于大量桁架桿件的存在，使得可用于管道穿行的空間極其窄小而且極其復雜。運用BIM模型和碰撞檢測軟件，可以由計算機自動檢測出各專業(yè)模型構件之間存在的沖突，便于設計師在設計圖紙交付前即可改正設計中存在的構件“打架”問題，而不必等到施工階段再去改正這些錯誤。

杭州奧體中心主體育場的設計對防火、疏散、聲音效果、溫度變化的要求都很高。設計師們?yōu)榇私⒘薆IM模型，利用BIM模型進行聲學環(huán)境模擬分析，對主體育場建筑設計方案進行觀眾坐席區(qū)域的聲壓分布評估，證明了該設計方案無聲場缺陷，具有滿意的聲學效果[7]。此外，該項目還對體育場的溫度環(huán)境做了分析，直接將BIM模型導入IES軟件，分析無孔隙結構與孔隙結構外殼兩種方案對室內(nèi)溫度變化的影響，以確定最終方案中，外殼結構是否開孔以及開孔率。

該項目還應用BIM模型，對體育場的風環(huán)境做了分析。以便確定該建筑方案中的行人活動區(qū)內(nèi)有沒有嚴重的空氣漩渦和不利于空氣流動的死角。從而保證了建筑物的舒適度和人性化。

曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目美輪美奐的芙蓉花瓣狀建筑外形給設計帶來了很大的挑戰(zhàn)。建筑外形水平投影是橢圓形的曲面，豎向外表面又是自下而上向內(nèi)傾斜的曲面，其定位非常復雜，傳統(tǒng)的二維設計根本沒辦法進行準確定位。另外芙蓉花瓣狀建筑物的屋頂又是傾斜的，如果按照傳統(tǒng)的二維模式去設計，不僅困難重重，而且各專業(yè)之間會出現(xiàn)很多沖突和碰撞。但由于采用了BIM軟件直接進行設計，使設計師們降低了出錯率，節(jié)省了很大的工作量[8]。

云南省設計院從2006年引入 BIM概念，到2007年成立BIM工作室開始，不管是營收還是榮譽，BIM都讓云南省設計院大獲豐收。全院不僅收入連創(chuàng)新高，而且在短短三年時間內(nèi)，獲國家優(yōu)秀工程勘察設計銀獎1項;獲全國優(yōu)秀工程勘察設計行業(yè)一等獎2項，二等獎1項，三等獎1項;獲省級優(yōu)秀工程勘察設計獎21項，其中不少獎項填補了云南省的空白[9]。

隨著規(guī)模、難度的加大，BIM在市政工程中也展現(xiàn)了她的魅力。上海市城市建設設計研究總院迪士尼綜合水處理項目、11號線徐家匯站內(nèi)部裝修設計等多個工程都采用了BIM技術。BIM改變了市政設計工程中，傳統(tǒng)設計需要將圖紙一改再改的問題，使設計圖紙的正確率和設計效率大大提高。

舉一個國外的例子。新西蘭的Geyser大廈是該國的第一座六星綠色建筑，由Patterson Architects Ltd運用BIM技術設計。這座建筑建成后(與相同面積的同類建筑比較)僅用了27%的能源;只采用了一半的人工光源照明(6W/m2);只使用了一半的水;100%的新鮮空氣循環(huán)，70%廢棄物的循環(huán)利用。

從上面幾個實際例子可以看出，在設計中應用BIM技術，就像是在計算機里不用材料、不用施工人員、不用錢財，將設計中的房子蓋起來，將這個“虛擬”的房子放在各種地理、地形、大氣環(huán)境、生存條件中進行實況模擬和分析，經(jīng)歷建造過程中遇到的各種難題，使這幢建筑物在施工前就經(jīng)受了實際環(huán)境的檢驗。這樣做帶來的益處是:

(1)給了建筑師更大的舞臺，使他們可以充分施展他們的才華，設計出更加實用、經(jīng)濟、美觀、更加環(huán)保、更加節(jié)能、更加宜居的傳世之作。各種設計成果的三維可視化，具有真實感的建筑效果圖、三維動畫、真實場景實時漫游等手段為建筑師提供了強大的方案展示手段。對于其他工種的設計師來講，他可以有更多的精力去做好本專業(yè)的方案設計和擴初設計(據(jù)統(tǒng)計，目前設計師有50%以上的工作量用在施工圖階段)。

(2)有利于提高設計質(zhì)量。利用BIM模型可以方便地進行日照、熱工、風場、能耗、聲學等物理性能的分析和成本測算，以及防火性能、防風性能、抗震性能、人員疏散性能等防災減災性能的評估，有利于設計出精品建筑。利用BIM模型可以方便地顯示錯綜復雜的建筑構件和管道系統(tǒng)，在設計階段發(fā)現(xiàn)二維圖紙中很難發(fā)現(xiàn)的設計錯誤;基于BIM模型而生成的的工程施工圖和統(tǒng)計表能最大限度地保障其正確性、無歧義性。因此大大降低了設計圖紙的出錯率(2008年長春市審計局在對市政府投資的工程項目審計中，抽查了其中的13個項目，結果發(fā)現(xiàn)設計變更部分引起的支出占了項目總投資的22.23%)。對于大型工廠、機場與地鐵等交通樞紐，大型醫(yī)院、體育場館、劇院等公共建筑而言，BIM更是提高設計質(zhì)量的有效途徑。

(3)提高了設計效率。雖然剛開始實施BIM時會碰到許多困難而降低了效率，但是降低效率是暫時的。一旦設計師們適應了BIM工作方式，便會因為設計質(zhì)量的提高而減少設計修改的工作量，減少了施工階段設計人員畫修改圖，寫洽商和跑現(xiàn)場的工作量。同時，通過設計團隊中各個工種在同一個BIM模型和同一個設計平臺上工作，保證了各工種間的協(xié)調(diào)，建筑師修改設計的通知能實時地發(fā)送到各個工種和相關設計師，修改的內(nèi)容會實時地反映在BIM模型上，從而避免了大量不必要的工作。

(4)建立在統(tǒng)一的BIM模型和統(tǒng)一的設計平臺上的多專業(yè)協(xié)同設計工作方式，使得集中人力共同完成一項緊急任務成為可能。在原有的二維工作模式下，當設計任務因為某個原因需要提前完成時，臨時增加人力有時反而會使得場面更加混亂，設計錯誤更多，而影響后面的審圖效果。而運用BIM模型和協(xié)同設計平臺以后，這個問題就迎刃而解了。

(5)更好地控制預算。利用BIM模型的真實感和可視化，可以更好地與業(yè)主、施工單位、預制廠商、設備供應商等對設計方案進行溝通，更好地理解業(yè)主的意圖，更快捷地進行各種方案的比較，包括建筑預算的控制。有了BIM模型，建筑師對建筑物各部分的使用功能(空間、人流等)和物理性能(日照、能耗、聲學效果等)以及滿足這些功能和性能所需要付出的代價，可以有更加準確而快捷的計算方式，從而可以在決定建筑方案時，在控制預算的情況下，對這些功能和性能進行科學的取舍。

總起來說，在設計院中應用BIM技術將極大地提高設計院在建筑市場中的競爭能力。

事實上，我國一些著名設計院和一些具有戰(zhàn)略眼光的設計院領導，如北京市建筑設計研究院、上?，F(xiàn)代建筑設計(集團)等[3][14]，，已經(jīng)率先在一些大型、復雜建筑工程中應用了BIM技術。北京建筑設計研究院運用BIM技術設計了獨特而非常有創(chuàng)意的鳳凰國際傳媒中心(見圖1)。該中心位于北京朝陽區(qū)朝陽公園西南角，總建筑面積64 973 m2，是奧運之后北京市最重要的公用建筑之一。該建筑的外殼，除了具有結構功能、裝飾功能以外，還具有遮陽和雨水收集、自我循環(huán)功能。因此該建筑的3 180片玻璃幕墻單元的尺寸和定位都是不一樣的(見圖2)，設計者運用BIM技術，通過計算機編程，直接將幕墻單元數(shù)據(jù)傳給幕墻制造工廠的數(shù)控機床，進行數(shù)字化控制和加工，實現(xiàn)了數(shù)控幕墻的自動化[14]。

圖1 鳳凰國際傳媒中心

圖2 不同尺寸和定位的幕墻單元

此外，北京市建筑設計研究院設計的總建筑面積42.7萬m2，總高度528 m的“中國尊”項目(見圖3)也運用了基于BIM的協(xié)同設計技術，在設計的精細化程度、設計效率，以及降低施工難度、降低工程造價等方面都得到了質(zhì)的改變[15]。

圖3 用BIM技術設計的“中國尊”

4 設計院在BIM應用中的主角地位

由于BIM技術使施工企業(yè)可以對施工過程進行預演，對施工進度和計劃進行跟蹤，從而使施工空間和資源得到了充分的利用，使造價、采購、庫存、財務等的管理更加有效，使施工方案得到了優(yōu)化。所以一些施工單位的BIM應用走在了設計院前面，如國家體育場、廣州珠江新城西塔、青島海灣大橋、昆明新機場設備安裝工程、上海國際金融中心等[10]。

由于BIM技術可以使業(yè)主利用BIM模型進行前期項目策劃和后期運營和維護管理，業(yè)主對BIM的積極性也日益高漲。SOHO已將BIM作為其未來三大核心競爭力之一來進行建設;萬達、龍湖等大型房產(chǎn)商也在積極探索應用BIM;上海中心、上海迪士尼等大型項目的業(yè)主將BIM作為企業(yè)參與項目的門檻;有的項目的業(yè)主將BIM寫入招標合同，或者將BIM作為技術標的重要亮點[11]。而作為業(yè)主，中信地產(chǎn)更是從項目管理、資金投入、到與惠普、歐特克公司的合作，在“中國尊”項目中進行了國內(nèi)BIM技術的首次全流程應用，通過BIM技術應用工程實踐，來推動BIM技術在我國工程建設領域的廣泛應用。

在這樣的形勢下，似乎建筑設計院在BIM推廣應用中不再像“甩圖板”工程那樣，是該工程的主角了。然而，沒有設計院的積極參與，不重視設計院的主角地位，BIM在建筑業(yè)的應用是不完善的。

建筑物作為一個產(chǎn)品，其性能和質(zhì)量主要是由設計決定的。設計的好壞對施工效率和施工質(zhì)量可以產(chǎn)生巨大影響，設計階段形成的信息在建筑物整個生命周期中都需要使用，因此設計用BIM對項目的貢獻是最大的[12]。在設計階段，BIM模型的內(nèi)容涵蓋了幾何尺寸、總圖位置、材料、建筑做法、結構構造、強電弱電設備和走線、供暖通風設備和管道、給排水設備和管道、施工要求等幾乎所有建成一幢建筑物所需的信息。根據(jù)國外相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，設計BIM的信息貢獻率達到全部信息的80% 以上?？梢哉f，設計階段BIM模型是建筑物全生命周期BIM應用信息的主要來源。國外的統(tǒng)計數(shù)據(jù)還表明，絕大多數(shù)建筑項目的BIM應用主要集中在設計階段;施工階段中的BIM應用，大多依附于建筑設計階段建立的BIM模型。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因還是在于建筑設計在整個建筑工程行業(yè)中的主導地位。

一個建設項目從立項、審批、確立預算、招標施工到竣工驗收的過程中，設計院是完成這一程序的主要部門。政府主管部門需要依據(jù)設計院提出的項目可行性研究報告及投資估算，評估該項目是否具備立項條件。建設主管部門需要依據(jù)設計院提交的項目擴初設計與項目概算，審查該項目的設計方案是否合理，項目概算是否在允許的范圍之內(nèi)。施工企業(yè)需要依據(jù)設計院提供的施工圖編制施工圖預算，并進行工程組織與實施。工程施工中的設計變更與變更結算必須由建設單位、監(jiān)理單位、施工單位依據(jù)設計院確立的項目變更簽證，才能實施工程變更，并辦理工程變更結算手續(xù)。工程竣工與工程決算需要建設單位、施工單位、監(jiān)管部門依據(jù)設計院提出的工程竣工圖組織工程驗收，才能確定項目建設是否符合技術標準，是否具備移交使用的條件[13]。

根據(jù)國際行業(yè)權威的數(shù)據(jù)分析，在建設項目總投資額中，設計費用約占工程造價的3%～5% ，但項目建設過程中，設計環(huán)節(jié)對工程造價的影響程度卻超過70%～80% 。如果設計院運用BIM技術，在方案階段對設計方案進行充分的經(jīng)濟分析和成本核算，那么該設計方案必然會對建設工程的造價起到很好的控制作用[13]。運用BIM技術，設計院可以運用其專業(yè)特長和編制設計方案的身份，在選擇建設地址，決定投資方案，設備選型等方面進行優(yōu)化;在技術設計階段，設計院可以運用BIM技術提高設計質(zhì)量，縮短設計周期，節(jié)約投資、為業(yè)主設計出價廉物美的精品;施工圖設計階段，設計院運用BIM技術可以在圖紙交付前就進行一系列碰撞檢查和成本控制計算，為業(yè)主免去設計變更所帶來的額外開支。

可見，設計院在方案設計階段的項目擴初設計、項目概算;技術設計和施工圖設計階段的施工圖紙、相關文件;以及施工階段由設計院出具的項目變更簽證是項目建設過程中的法律文件，它是項目建設過程中政府主管部門、業(yè)主、施工方、監(jiān)理方以及其他相關方行事的依據(jù)，也是業(yè)主進行后期管理和維護的重要文件。設計院如果能在設計階段，運用BIM技術，建立從初步方案到提交施工圖時的BIM模型，那么，該模型就能在項目建設過程中成為審批、施工、監(jiān)理和其他相關方的參照依據(jù)。同時，也節(jié)省了業(yè)主、施工單位自行建立BIM模型的成本。

與項目建設單位、施工單位相比，設計院里的各專業(yè)人才相對集中，技術力量更強，推廣應用BIM的條件更加成熟。所以，可以說，在未來的時間里，國內(nèi)主流設計院仍然會充分展示她在BIM技術推廣應用中的主角地位，發(fā)揮應用BIM的引領作用，并在不斷深化自我的同時，向前將BIM延伸到項目策劃與咨詢，向后延伸到施工安裝與管理，進一步地，伸展到項目的后期維護與管理直至項目的全生命周期。

項目的日益復雜，業(yè)主對產(chǎn)品的高要求，設計行業(yè)的買方市場，迫使建筑設計企業(yè)必須應用新技術、新手段，提升本身的核心競爭能力。BIM就是這樣一種新技術、新手段。社會發(fā)展的歷史說明，任何新技術，只要它有利于提高質(zhì)量、提高效率、降低成本，有利于加強企業(yè)的競爭能力，就必然會受到歡迎，最終變成企業(yè)的自覺行動。

5 為設計院推廣應用BIM助力

與“甩圖板”工程相比，普及BIM技術面臨的難度要大得多?！八D板”只是用計算機計算代替了手工計算，以計算機繪圖代替了手工繪圖，不需要改變管理模式。設計師在項目負責人和工種負責人領導下，與“甩圖板”以前一樣，仍然以個體工作方式為主。而運用BIM技術，則意味著設計人員必須在同一個BIM模型上協(xié)同工作，意味著工作方式、管理方式的改變。

現(xiàn)有BIM軟件也比以前的CAD軟件要復雜，需要對設計人員進行前期培訓。在開始應用BIM的前2-3個項目中，甚至可能會產(chǎn)生設計效率下降的現(xiàn)象。

此外，目前二維圖紙仍是合法的設計文件，運用BIM技術完成的建筑設計，在交付時所需要提交的文件與采用傳統(tǒng)手段設計的文件是一樣的。同時，目前現(xiàn)行的標準、規(guī)范都是與傳統(tǒng)二維設計相對應的，運用BIM技術完成的建筑設計還需要做很多補充工作，從而增加了設計人員的負擔。也就是說，我國現(xiàn)有建筑行業(yè)體制、國內(nèi)標準、規(guī)范在推廣應用BIM技術中也存在不少障礙。

總之，在我國建設行業(yè)設計院推廣應用BIM技術，需要政府主管部門、行業(yè)專家、設計院全體員工、建設方、施工方，以及BIM軟件企業(yè)的共同努力。如果政府主管部門能像當年推動“甩圖板”工程那樣下大決心，使現(xiàn)有建筑行業(yè)體制更加適合BIM技術在設計行業(yè)的生根發(fā)芽，更加積極地推進BIM標準與規(guī)范，給積極推廣應用BIM技術的設計院以更多的肯定與鼓勵，那么，BIM技術在設計院的推廣應用的步子就會大得多。

美國早在2003年就開始制訂推廣應用BIM的政策。美國總務管理局GSA(General Services Administration)推出了國家3D-4D-BIM計劃，鼓勵所有GSA的項目采用BIM技術，對應用BIM的項目給與經(jīng)費資助。2009年7月，美國威斯康辛州成為第一個要求州內(nèi)新建大型公共建筑項目使用BIM的州政府，要求從2009年7月開始，州內(nèi)預算在500萬美元以上的公共建筑項目都必須從設計開始就應用BIM技術。為了更有效地促進BIM的發(fā)展和應用，美國建筑師協(xié)會(American Institute of Architects-AIA)提出了BIM協(xié)議范本《AIA E202-2008-Building Information Modeling Protocol Exhibit》;Consensus-DOCS聯(lián)盟提出了BIM附錄《ConsensusDOCTM 301-Building Information Modeling Addendum》。這兩個文件針對BIM在應用中的技術細節(jié)進行了規(guī)范化描述，并在應用過程中得到了業(yè)界的普遍認同，對BIM的推廣應用起到了很好的作用。

新加坡政府規(guī)定，從2013年起，所有項目(不論是公共項目或是私人項目)，除傳統(tǒng)施工圖紙和文件外，設計單位一律要向建設方交付符合本國標準規(guī)范的BIM模型，而政府會為此給每個項目50%的BIM成本補貼，僅此一項，政府每年額外支出1500萬新元。以上種種都是政府主管部門促進BIM技術推廣應用，取得好的效果的例子。

在澳大利亞，業(yè)主長期擁有物業(yè)的情況較普遍，為了便于有效地維護與管理物業(yè)，業(yè)主會額外增加7%的設計費來要求設計方提交BIM模型。

如果設計院領導和全體員工能達成共識(云南省設計院2007年提出“打造大云南省設計院”的改革決議在職工代表大會上獲得全票通過[9]，此后全院實行新的管理辦法并加快了BIM技術的推廣應用，取得了驕人的業(yè)績)，不怕學習新技術，不畏懼BIM帶來的管理改革，不在乎暫時的效率低下，那么設計院就會順利地度過初期的“陣痛”，引來后期豐收的喜悅。實際上有不少設計院已經(jīng)在應用BIM技術過程中積累了不少經(jīng)驗。有的設計院通過獎勵政策鼓勵員工積極應用BIM;有的設計院改變了用圖紙張數(shù)計算工作量的管理辦法，而改用工作績效管理辦法;有的設計院在設計階段的BIM模型的基礎上，添加施工階段的設計變更等信息，得到竣工后的BIM模型，被業(yè)主花錢買走;有的設計院從設計最初階段就建立BIM模型，為業(yè)主提供更多的咨詢工作，擴大了業(yè)務范圍。

雖然目前在市場上已有不少BIM軟件，我國不少大型復雜工程項目應用Revit、ArchiCAD、Tekla等一些著名國外軟件，在應用BIM技術上取得了不俗的業(yè)績，但是我們也看到，光靠這些國外軟件，在我國工程設計行業(yè)全面推廣應用BIM技術是不夠的。一些國外BIM軟件的本土化還不夠理想，缺乏符合本土標準的族;另外，對于廣大中小設計院來說，購買國外軟件和相應的硬件設備仍然是一個較大的負擔。當年推動“甩圖板”工程時，是一大批我國自主開發(fā)的符合我國設計標準、規(guī)范和國情的結構分析和繪圖軟件、建筑設計和繪圖軟件、給排水和暖通設計軟件等的問世，才最終使我國廣大設計人員真正甩掉了圖板?？梢哉f，本土軟件才是主力軍。

我們期待有志于在我國工程設計行業(yè)推廣應用BIM技術的廣大軟件開發(fā)人員盡快地開發(fā)出受我國廣大設計人員歡迎的、易學易用的、便于各專業(yè)通信與協(xié)同的、尊重設計人員專業(yè)特點的、符合設計人員工作方式的、對用戶友好的、符合我國設計規(guī)范標準和國情的設計BIM軟件。在這個(些)軟件中，BIM建模和協(xié)同平臺是關鍵。BIM建模軟件的易用性、魯棒性、可維護性和與其他軟件的共享性極為重要，它是該軟件是否能被廣大設計師接受并受到歡迎的關鍵。建模軟件面向用戶的部分，必須符合設計師做設計的思考方式、專業(yè)特點、工作習慣。如果建模軟件要求用戶按照軟件的邏輯與結構去建立BIM模型，那這個軟件就不會受歡迎。BIM必須和高效的協(xié)同平臺相結合。良好的通信機制可以使項目團隊成員之間的配合更加有效、更加密切，從而提高團隊協(xié)作能力。雖然應用BIM技術會要求設計院改變一些管理方式，但是協(xié)同平臺不能一味地要求用戶去適應軟件的架構。同樣地，協(xié)同平臺也必須易學易用，符合設計師做設計的思考方式、專業(yè)特點、工作習慣。協(xié)同平臺要求用戶改變的習慣必須盡可能少。

如果一個(些)BIM設計軟件交給用戶后，他只需要化很少的時間就能學會，不需要他停下手里的工作專門花很長時間去學習、培訓，那么，BIM技術在設計院的推廣應用會順暢得多。

6 結束語

通過對我國“甩圖板”工程的歷史回顧和推廣應用BIM的意義的分析，我們可以看到:應用BIM技術會帶給建筑師更大的舞臺，有利于提高設計質(zhì)量，有利于提高設計效率，能更好地控制預算，進而提高設計院在建筑市場中的競爭能力。建筑設計在整個建筑工程行業(yè)中的主導地位決定了設計院在BIM推廣應用中的主角地位和引領作用。雖然BIM在設計院推廣應用的道路可能并不平坦，但這又是一條必經(jīng)之路，是提高設計院核心競爭力的必然選擇?？逻_公司的轉型，CAD技術普及以后手工繪圖員(指那些后來沒有學會計算機繪圖的繪圖員)的失業(yè)，或許可以帶給我們一些啟示。

本文是作者分析BIM文獻資料和結合自身工作經(jīng)驗與體會寫就的，意在為設計院推廣應用BIM技術盡一點綿薄之力。文中不當之處，請同行們批評指正。

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