謝敏立+馬馳+尚昳冰+李艷杰

[摘 要]建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM）是利用工程項(xiàng)目的一些屬性、信息等數(shù)據(jù)的提煉與合成，通過數(shù)字化模型對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等全方位立體化管理的一門科學(xué)技術(shù)。BIM在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用是非常廣泛的，它覆蓋了工程項(xiàng)目的各個(gè)階段。要進(jìn)一步推動(dòng)BIM技術(shù)在我國(guó)的蓬勃發(fā)展，需要多種方法相結(jié)合：1.政府以及相關(guān)行業(yè)部門應(yīng)大力支持并對(duì)BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范；2.國(guó)家應(yīng)大量培養(yǎng)相關(guān)BIM人才；3.國(guó)內(nèi)軟件開發(fā)商應(yīng)積極推廣BIM技術(shù)。對(duì)BIM從管理的高度進(jìn)行研究，這對(duì)我國(guó)提高集成一體化管理質(zhì)量和水平有重要意義。

[關(guān)鍵詞]BIM；建筑領(lǐng)域；工程設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）09-0057-03

一、BIM的發(fā)展現(xiàn)狀

任何一種創(chuàng)新與改革，只要能夠加速行業(yè)的發(fā)展，提高人類的生存價(jià)值就實(shí)現(xiàn)了其本身的價(jià)值，BIM技術(shù)也不例外。建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM）是利用工程項(xiàng)目的一些屬性、信息等數(shù)據(jù)的提煉與合成，通過數(shù)字化模型對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等全方位立體化管理的一門科學(xué)技術(shù)。在BIM的發(fā)展進(jìn)程中，美國(guó)是最早啟動(dòng)并研究建筑信息化的國(guó)家。目前，美國(guó)的建筑領(lǐng)域?qū)IM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)熟練，其中包括建筑企業(yè)在建設(shè)初期的設(shè)計(jì)、施工模擬及運(yùn)維管理等。

除了美國(guó)，BIM技術(shù)現(xiàn)也已擴(kuò)展到了歐洲、日本、韓國(guó)等許多國(guó)家。我國(guó)BIM在建筑業(yè)也掀起了一股熱潮。目前，住建部已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)文件并明確提出將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑施工的各個(gè)階段。同時(shí)，經(jīng)過這兩年BIM在國(guó)內(nèi)的發(fā)展與應(yīng)用，各個(gè)省市也出臺(tái)了相應(yīng)的BIM文件以及相應(yīng)的BIM標(biāo)準(zhǔn)。深圳市住建局發(fā)布的一份文件就提出“推廣運(yùn)用BIM技術(shù)等新興協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)”。2014年，上海市政府也提出在3年內(nèi)將BIM技術(shù)應(yīng)用到世博園區(qū)、前灘地區(qū)等6大重點(diǎn)功能區(qū)。他們要將BIM技術(shù)作為上海市建筑業(yè)發(fā)展的核心戰(zhàn)斗力。但是BIM在運(yùn)營(yíng)方面還缺乏統(tǒng)一的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，有些小型建筑公司因?yàn)橘Y金等問題而不能使用BIM技術(shù)。但不否認(rèn)，BIM在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用是非常廣泛的，它覆蓋了工程項(xiàng)目的各個(gè)階段。

二、BIM在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

目前，在許多建筑工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者應(yīng)用傳統(tǒng)的CAD等軟件進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，然后進(jìn)行招標(biāo)以及后期的施工建設(shè)。簡(jiǎn)單的二維圖形使投標(biāo)方及施工者都難以領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)者的想法，而且這種設(shè)計(jì)在初期也不能看到最后的竣工效果，施工過程中施工人員之間的相互協(xié)助也很少見。可見，建筑施工企業(yè)要想邁進(jìn)一條系統(tǒng)的、高效的、合理的發(fā)展道路，那就需要結(jié)合可視化的工程項(xiàng)目，就必須加強(qiáng)BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用。

（一）BIM在設(shè)計(jì)管理上的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)管理上，BIM技術(shù)可以發(fā)揮它的特長(zhǎng)。設(shè)計(jì)人員可以通過BIM技術(shù)建立三維模型，將傳統(tǒng)的二維圖轉(zhuǎn)換成空間立體結(jié)構(gòu)，并將大量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)輸入到模型中，從而構(gòu)造出三維信息模型，還可以對(duì)機(jī)電以及鋼結(jié)構(gòu)等復(fù)雜的物件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，從而使這些復(fù)雜的構(gòu)件更加簡(jiǎn)單明了。例如，在一些大型建筑工程中，由于建筑空間布置復(fù)雜而且多樣化，對(duì)建筑內(nèi)的各種管線構(gòu)件質(zhì)量要求很高。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，各種管線之間容易發(fā)生碰撞，這會(huì)給施工方帶來(lái)諸多麻煩，造成施工方的二次施工等，這不但會(huì)增加其成本而且還延誤工期。在這種情況下，可以應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)可將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等一系列模型結(jié)合，再根據(jù)Green Building軟件進(jìn)行能量分析和碰撞試驗(yàn)檢查。這樣就可以根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)管線進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而在工程設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)問題并解決。利用BIM技術(shù)除了可以對(duì)機(jī)電深化進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還可以將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。利用鋼結(jié)構(gòu)BIM模型，可以在建筑施工前對(duì)具體鋼構(gòu)件的相關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并且通過碰撞試驗(yàn)提前校核等。這樣可以進(jìn)一步節(jié)省人力、物力，并且為復(fù)雜環(huán)境下的施工提供更有力的幫助。在設(shè)計(jì)階段除了可以建立3D信息模型外，設(shè)計(jì)人員還可以進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，為施工方及其他人員提供更有力的保障。BIM技術(shù)還可以在設(shè)計(jì)初期對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行三維的場(chǎng)地布置，這樣可以將工程施工周邊的實(shí)際環(huán)境通過數(shù)據(jù)信息的方式填充到建筑模型中，讓施工人員靈活地進(jìn)行平面布置，從而使施工更加合理高效。

（二）BIM在投標(biāo)簽約管理上的應(yīng)用

首先，在投標(biāo)簽約的管理上，BIM模型的可視化能讓投標(biāo)方深入了解各種相關(guān)條件，從而保證數(shù)據(jù)資源的共享。其次，我們還可以用Revit軟件中自帶的渲染功能，讓設(shè)計(jì)出來(lái)的模型達(dá)到真實(shí)的效果，同時(shí)還可以使用漫游功能，讓所有人都能夠了解模型的內(nèi)外部構(gòu)造。同樣，我們還可以建立三維模型以及使用BIM5D，對(duì)工程施工過程中的各個(gè)階段進(jìn)行模擬，讓相關(guān)人員了解施工各階段的工程進(jìn)度。接下來(lái)可以用三維動(dòng)畫展示施工方的不同施工方案。使用BIM可以進(jìn)行無(wú)紙化招標(biāo)，從開始到結(jié)束，全部招標(biāo)都可以用BIM技術(shù)完成。最后，還可以根據(jù)BIM所屬的算量軟件進(jìn)行工程預(yù)算等。這樣不但節(jié)約了大量的紙張，而且攜帶方便，真正做到了快捷、方便、綠色環(huán)保。用BIM技術(shù)進(jìn)行招標(biāo)，與傳統(tǒng)的文字加上口述等相比，其更簡(jiǎn)單明了，更容易展示技術(shù)的應(yīng)用。

（三）BIM在施工管理上的應(yīng)用

在施工管理上，BIM技術(shù)不僅可以讓施工人員了解自身的任務(wù)，還可以模擬施工進(jìn)度。工作人員可以用BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行施工過程，模擬施工布置和施工流程等。此外，BIM技術(shù)還可以關(guān)聯(lián)各個(gè)專業(yè)的施工過程以及不同專業(yè)在同一區(qū)域、同一平面的施工狀況。這樣可以更系統(tǒng)地為各專業(yè)施工人員提供幫助。當(dāng)一些施工人員出現(xiàn)施工分歧時(shí)，BIM技術(shù)可以相應(yīng)地模擬各種方案并尋找出最優(yōu)方案。BIM技術(shù)不僅可以進(jìn)行上述施工的模擬，還可以進(jìn)行工程量的統(tǒng)計(jì)，只要將模型導(dǎo)入到QTO等相關(guān)軟件中，工程量就可以精確地匯總出來(lái)。當(dāng)建筑工程竣工驗(yàn)收之后，BIM技術(shù)還可以將最終制定的全部BIM模型，包括工程信息電子資料等都刻錄成光盤備份保存。endprint

BIM技術(shù)覆蓋了整個(gè)建筑施工過程，從最開始的招標(biāo)，到最后的運(yùn)維管理階段。如今的許多大型建筑工程都應(yīng)用了BIM技術(shù)。2011年，遼寧省盤錦市就應(yīng)用BIM技術(shù)建立了第一個(gè)大型體育場(chǎng)館——盤錦紅海灘體育中心。盤錦體育場(chǎng)應(yīng)用索膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造，超大跨度的索膜是國(guó)內(nèi)外所有同類結(jié)構(gòu)中最大的。但是傳統(tǒng)的方式大都是通過Ansys建模進(jìn)行找形，然后在CAD上進(jìn)行深化。這需要很長(zhǎng)的時(shí)間，況且這種方法比較容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高度參數(shù)化和高度精確性。這既節(jié)省時(shí)間，又為后期相關(guān)的工作與試驗(yàn)提供了相關(guān)保障。在盤錦體育場(chǎng)的建設(shè)過程中，BIM技術(shù)不僅應(yīng)用到初期的建模，而且工作人員還進(jìn)行了施工動(dòng)態(tài)模擬以及結(jié)構(gòu)仿真模擬等。這樣，在設(shè)計(jì)初期就已經(jīng)解決了后期施工的許多問題，這大大縮短了施工的工期，而且還減少了不必要的失誤。

（四）BIM在造價(jià)管理上的應(yīng)用

在造價(jià)管理上，目前我國(guó)的建筑領(lǐng)域造價(jià)管理還停留在傳統(tǒng)的階段性造價(jià)管理的模式上，并沒有連續(xù)性地將整個(gè)施工過程的造價(jià)進(jìn)行聯(lián)通，從而實(shí)現(xiàn)工程一體化。然而，基于BIM技術(shù)的建筑工程造價(jià)管理已經(jīng)將零散的數(shù)據(jù)信息過渡到了施工過程一體化的模式。在設(shè)計(jì)決策階段，BIM技術(shù)可以完成工程項(xiàng)目預(yù)算書的編制。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初期可以將模型相應(yīng)構(gòu)件的造價(jià)信息輸入到BIM造價(jià)軟件中，從而直接生成有效的工程量以及相應(yīng)的成本預(yù)算量。在工程竣工后，就可以利用BIM直接生成工程的結(jié)算量。目前，我國(guó)建筑領(lǐng)域大多采用限額領(lǐng)料的管理方式，對(duì)工程材料的消耗額度沒有明確的規(guī)定。在數(shù)據(jù)信息相對(duì)不完整的情況下，工程人員不能有效地進(jìn)行材料估算。使用BIM技術(shù)，工程人員就能夠快速地對(duì)所消耗的材料進(jìn)行分析結(jié)算，從而真正實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料的政策。可見，利用BIM技術(shù)的全過程造價(jià)管理，可以快速提高工程造價(jià)的效率、細(xì)化工程量的計(jì)算以及有效控制造價(jià)數(shù)據(jù)信息的缺失。

（五）BIM在運(yùn)維管理上的應(yīng)用

在運(yùn)維管理上，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的管理，在創(chuàng)造更舒適的使用環(huán)境的同時(shí)，讓使用者得到更大的便利，從而達(dá)到事半功倍的管理效率，實(shí)現(xiàn)成本的最大控制。利用BIM系統(tǒng)透過3D演示圖形的模式，能將業(yè)主，設(shè)計(jì)單位以及施工單位聯(lián)系起來(lái)，這樣除了可減少施工糾紛、提高施工效率外，還能夠保證并促進(jìn)建筑工程的質(zhì)量和信息科技一體化的推進(jìn)與發(fā)展。

同時(shí)，良好的物業(yè)管理是確保人民資產(chǎn)安全的最基本原則，有效合理地管理業(yè)主的資產(chǎn)對(duì)一個(gè)機(jī)構(gòu)保持財(cái)務(wù)健全是極其重要的。利用BIM圖形數(shù)據(jù)庫(kù)整合設(shè)備，可以協(xié)助監(jiān)控資產(chǎn)，將建筑信息傳遞到后期的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)階段，最后通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性將建筑信息整合到其他可以使用的應(yīng)用程序中。除此之外，傳感器與RFID技術(shù)也可以與BIM技術(shù)進(jìn)行合作，通過自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)與BIM模型的相互集成，為建筑物運(yùn)營(yíng)之后的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員逃生、室內(nèi)準(zhǔn)確定位等提供支持。

三、進(jìn)一步推進(jìn)BIM的方法

如果要進(jìn)一步推動(dòng)BIM技術(shù)在我國(guó)的蓬勃發(fā)展，則需要多種方法相結(jié)合。

1.政府以及相關(guān)行業(yè)部門應(yīng)大力支持，并對(duì)BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。

目前，我國(guó)的建筑企業(yè)都是國(guó)有企業(yè)占主導(dǎo)地位，他們對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)保守。因?yàn)锽IM技術(shù)正處于初始研發(fā)與使用階段，很多企業(yè)不敢貿(mào)然應(yīng)用。若政府能夠采取提供扶持政策積極宣傳使用BIM，并出臺(tái)相關(guān)文件將BIM技術(shù)列入基本建筑軟件中，同時(shí)設(shè)立統(tǒng)一的BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，成立BIM中心，那么BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展將更加迅速。

2.國(guó)家應(yīng)大量培養(yǎng)相關(guān)BIM人才。

從目前來(lái)看，BIM技術(shù)是未來(lái)建筑領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。政府以及各大高校應(yīng)該讓更多的大學(xué)生去了解BIM技術(shù)，鼓勵(lì)他們?nèi)W(xué)習(xí)并使用它參加相關(guān)的BIM賽事。

3.國(guó)內(nèi)的軟件開發(fā)商應(yīng)積極推廣BIM技術(shù)。

BIM技術(shù)剛剛在中國(guó)興起，作為軟件技術(shù)的領(lǐng)頭羊，國(guó)內(nèi)的軟件開發(fā)商應(yīng)該建立優(yōu)良的市場(chǎng)環(huán)境，大量開展以BIM技術(shù)應(yīng)用為核心的建筑設(shè)計(jì)及工程咨詢服務(wù)。同時(shí)，應(yīng)協(xié)助政府建立相應(yīng)的BIM標(biāo)準(zhǔn)，例如：標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化及住宅使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)批審核標(biāo)準(zhǔn)等。大型且成熟的軟件開發(fā)商可以與高校進(jìn)行合作，成立BIM實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生接觸新興技術(shù)，在學(xué)生畢業(yè)后可以推薦學(xué)生就業(yè)，同時(shí)，也可以對(duì)高校教師進(jìn)行BIM培訓(xùn)。

四、結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)雖然是一門新興的科學(xué)技術(shù)，但是其發(fā)展的速度已經(jīng)超越了人們的想象，它的出現(xiàn)引發(fā)了工程領(lǐng)域的第二次信息革命。BIM不僅是一門技術(shù)，它更是一種具有現(xiàn)實(shí)意義的信息化模型。它讓傳統(tǒng)的線條轉(zhuǎn)化成為三維立體模型，把單一的工種變成了多工種協(xié)調(diào)工作，它還將設(shè)計(jì)出的同一模型應(yīng)用到整個(gè)施工階段。BIM技術(shù)不僅可以應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，而且可以應(yīng)用到施工、運(yùn)維等階段。BIM技術(shù)雖源于建筑領(lǐng)域，但是未來(lái)它一定會(huì)發(fā)展到各個(gè)領(lǐng)域。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，社會(huì)上會(huì)涌現(xiàn)出一大批BIM人才。根據(jù)BIM技術(shù)的特點(diǎn)與功能，其未來(lái)不僅可以在建筑領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用，而且可以在其他領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。在建筑領(lǐng)域，建筑方可以根據(jù)BIM技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行可視化招標(biāo)，設(shè)計(jì)方可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，施工人員可以依據(jù)BIM技術(shù)進(jìn)行施工，工程竣工之后開發(fā)商可以利用BIM進(jìn)行銷售等。消費(fèi)者可以依據(jù)BIM技術(shù)的三維動(dòng)畫渲染圖和漫游對(duì)自己要消費(fèi)的物品進(jìn)行深入了解。隨著BIM技術(shù)的完善與發(fā)展，BIM技術(shù)會(huì)滲透到我們生活的各個(gè)方面。因此，對(duì)BIM從管理的高度進(jìn)行研究，這對(duì)提高我國(guó)集成一體化管理質(zhì)量和水平有重要意義。

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[責(zé)任編輯：陳 明]endprint