BIM技術與中國城市建設數字化

◎ 中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所 副所長 李云貴

快速發展中的城鎮建設離不開建筑業的貢獻，自“八五”以來，信息技術的應用為這一領域注入了新的活力。與以往單項的技術應用不同，“十二五”的工作要打通各個專業和環節之間的信息技術應用之間的斷橋或堡壘，實現信息的全流通。實現這一目標很重要的一項內容就是BIM技術。

中國城市建設概況

中國城鎮化的快速發展，可以用幾個字概括：形勢好，發展快。在過去的20年當中，我國城市化率從17.92%到45.68%，以接近每年一個百分點的速度在提高。到2008年，全國城鎮人口已經達到了6億多，每年有近1800萬的人口從農村轉移到城市。在未來的十年，城鎮化水平要達到57%左右，城鎮總人口將達到8億以上。城市要擴大，要建設。

城鎮化的建設和城市的發展，主要依托于住建部所管轄的領域——建筑業，建筑業是一個非常重要的行業，雖然常常被認為是一個粗放型的行業，但是它對于國家的發展是非常重要的。從下面一組數字中我們可以加以體會：這個行業有著6萬多家施工企業，3000多萬從業人員，緩解了很大的就業壓力。勘察設計企業14000多家，從業人員120多萬，每一年，竣工面積達到20多億平方米，拆除面積近4億平方米，完成建筑業總產值達6萬億元，在施工項目約70多萬個——這是一個非常大的行業，也是非常重要的行業。據預測，將來中國的建設量約占全球的一半，建筑業在國民經濟當中也占據著很重要的位置，現在已經躍至第四位。

建筑行業與我國的可持續發展戰略是密切相關的，從廣義上講，節能減排就是節約使用資源，減少對環境的污染和負擔。建筑業要消耗大量的資源，50%以上的資源是用來建造各種建筑和輔助設備的，我國的建設行業消耗了全球50%以上的能源。在我國，水泥用量接近全球水泥用量的二分之一。我國對鋼筋的消耗量占全球鋼筋消耗總量的22%，包括鋼材部分等其他的附屬構建的鋼材消耗量占我國鋼材生產總量的50%以上（2002年數據）。我國對鋼材的消耗比發達國家高出好多，能耗也高出好多。以上談的是資源消耗，我們給環境造成的負擔也是比較重的。二次裝修、空氣污染、光污染、建筑垃圾以及施工的粉塵污染等對環境污染的也很大。這一切都需要我們通過一系列的高新技術手段來減少資源的耗費和污染的排放。

城市建設中的數字技術應用

信息技術為我們的工作創造了很多便利，提高了工作效率和管理水平。首先，在建設管理方面，數字城市的概念從提出到現在已經取得了非常好的效果。傳統的建筑業借助信息技術實現了產業升級和技術的飛躍。CAD技術是應用于建筑行業最早的技術，也為這一行業帶來了一次革命。雖然信息技術的普及和應用促進了行業的進步，但仍然存在一些問題。就國家在建筑業信息技術應用的立項情況看，從“六五”到“七五”完成了一項工作，即計算機輔助計算。“八五”到“九五”完成了計算機輔助繪圖的工作，這得益于計算機圖形技術的發展。“十五”到“十一五”完成了計算機輔助管理工作，這主要得益于數字技術和網絡技術的發展。“十二五”即將拉開帷幕，下一步的發展方向是我們研究戰略規劃時要考慮的重要問題。回顧這些五年計劃，我們攻關的都是特定領域中單項的技術，取得了很好的效果；但是綜合應用仍然顯得不足。各個領域、各個環節之間沒有做到溝通，要實現這個溝通，就需要引入BIM技術。BIM技術從提出到現在，已經發展到了應用階段，但仍在探索中，沒有得到全面的普及。

CAD技術雖然已經應用了二十多年，取得了很好的效果，但是還有很多工作需要做。過去我們所做的工作主要是在計算機輔助計算、輔助繪圖、施工圖設計等階段，而真正的設計應該是在方案階段。方案階段包含兩項重要的工作，第一，需要計算機輔助設計人員的創造性發揮，光有軟件支持是不夠的；第二，設計應該是多方博弈的結果。我國傳統文化講究中庸之道，在設計當中就能充分體現這種思想。設計者和業主之間達成和解，各個設計專業之間的相互溝通，設計和施工之間的協同，實現這些協同和妥協，最需要的就是BIM技術。

打通信息斷橋，實現信息流通

對于施工管理，住建部主導的特級資質企業信息化建設已經開始，在進行過程中也面臨著很大的困難。如何應用信息技術提高施工企業的管理水平和工程項目的管理水平，這是一個重要的課題。在編制十二五規劃包括國家科技部的十二五研究項目的策略論證過程當中，關于信息技術的應用有一個初步的目標，即在管理方面，要發展城市建設、數字化技術，建立高效、多功能、一體化的管理體系，重點是信息資源的共享和多業務的協調。在建設方面，以工程信息模型為中心（工程信息模型范圍比BIM要大一些），實現城市建設和工程項目全生命周期的信息共享。所以，“十二五”實際上就是要打通各個專業和環節之間的信息技術應用之間的斷橋或堡壘，實現信息的全流通，很重要的工作就是BIM技術。

在數據采集上，我們設想要面向城鄉統籌一體化的數據采集和應用，不僅僅在土木工程領域應用，而且要擴展到和經濟信息、社會信息的資源的共享和集成。城市建設中，有幾項重要的工作要研究，包括工程項目多維信息模型的集成與管理，城市建設項目集成交付等，這是目前發展得非常好的技術。此外，還有面向工程設計的資源、數據庫等。設計是經驗型的行業，怎樣把經驗拿出來與大家共享，怎樣實現數字化，這都是需要做的工作。在運行管理方面，實現監測和各管理資源的共享。在下一步的研究中資源共享是備受關注的主題。實現信息資源的共享，BIM在其中起到了關鍵的作用。