BIM技術與中國國家BIM標準體系

■ 易君

BIM技術與中國國家BIM標準體系

■ 易君

BIM技術是一個綜合工程項目全部參與方所設計和運用的建筑信息來指導決策工程活動的過程。BIM技術以其在信息、周期、協同等方面的特點，使建筑項目的設計成果和管理流程產生了革命性的變化。我國BIM技術發展較發達國家而言雖然起步晚，但受到政府政策的支持與推動，發展勢頭強勁。通過分析BIM技術的主要特點和關鍵概念，介紹我國BIM技術發展過程和趨勢。

建筑信息模型；國家標準；BIM

1 概述

建筑信息建模（Building Information Modeling，BIM）是一個綜合工程項目的全部參與方所設計和運用的建筑信息來指導決策工程活動的過程。具體來說，BIM是在建筑工程的全生命周期中，通過管理與共享可視化建筑信息模型，實現各工程活動參與方之間協同合作的操作模式。2002年，BIM最早作為一個工程建設行業的專業術語被提出。十余年來，BIM技術不斷發展更新，并受到全世界建筑行業廣泛的關注和認同。

B I M的問世被建筑行業稱為繼計算機輔助設計（Computer Aided Design，CAD）之后的“二次革命”，將傳統的二維設計引向三維方向發展。這種引導不僅改變了設計成果的表現形式，而且促成了建筑產品整體工作流程和管理模式向協同合作方向發展的巨大轉變。

2 BIM技術的特點

2.1 全建筑信息

信息是BIM技術體系的核心。依靠統一的建筑信息模型，建筑項目的各方參與者，從業主、設計方和審查部門，到施工、產品商和運營單位，在工程不同階段賦予這個統一的建筑信息模型各種工程和設計信息。因此，BIM模型不僅信息量大，而且信息全面。這些信息可包括：

（1）設計信息，如構件尺寸、材質成分、防火等級等；

（2）生產信息，如產品編碼、型號規格、功能用途等；

（3）施工信息，如連接方式、工程做法、成本造價等；

（4）運營信息，如更換周期、維護方式、使用情況等。

利用全建筑信息模型，BIM用戶可以根據自己的使用權限方便地讀取項目數據，修改和完善相關內容，并分享給其他有關工序使用。

2.2 全生命周期

一般來說，建筑覆蓋的全生命周期從方案規劃開始，經歷建筑設計，施工建造，運營維護，到改建拆除結束，時間跨度長達幾十年甚至上百年。由于BIM技術圍繞一個統一的工作模型，并且用戶可以隨時隨地修改和查閱模型信息，所以無論建筑全生命周期的長短， BIM技術可以應用在任一階段。

基于建筑全生命周期中各個階段的不同要求，BIM技術以虛擬現實的方式提供一個建筑項目的整個成長過程。從設計，到施工，再到運維，BIM模型為全生命周期過程中的所有對接和共享建立了一個統一的交流平臺，使建筑業原本相對分離的各個行業，能夠在同一平臺上實現協同工作效應。

2.3 全專業協同設計

工程建設是一個復雜的、綜合的項目活動，涉及眾多專業和部門。僅在設計領域，工程項目的參與方就包括建筑工程師、結構工程師、設備工程師、水暖工程師、電氣工程師、精裝工程師、園林規劃師等。無論設計階段參與的專業多少，彼此間的協同合作不可避免。

傳統設計模式中，這些不同專業的工作進度存在明顯的先后關系。受二維圖紙表達空間構造的局限性，結構、設備等專業往往需要等待建筑設計初步完成后，才可以逐步確定和添加各自專業的特有信息。當各專業的初步設計按照建筑要求基本完成后，如果這時建筑方案再發生任何變動，與之相關的其他專業便要再次等待改版后的建筑方案完成，才能逐步更新自己的設計。專業間的溝通協作都是建立在點對點的串行傳遞上。顯然，這樣的工作流程費時又費力（見圖1）。

BIM理念的誕生，使各設計專業有可能通過統一的協作平臺，圍繞著同一信息模型工作。包括建筑結構設備等在內的所有設計專業，可以在建筑設計的最開始就參與進來。這樣既能整合各方有利資源，縮短設計工作總時長，又能避免大量后期各專業方案間的碰撞和摩擦。此外，由于BIM模型具有全專業的信息，所以如果某一專業的設計思路發生變化，其他專業可以及時在BIM模型上發現改變的細節，并且同時開始修改各自對應的信息。這種并聯訪問模式，使BIM模型作為專業間協同的中介媒體，充分提高了設計效率（見圖2）。

2.4 鏈條協同管理

建筑工程全鏈條概念與建筑全生命相對應，指在建筑生命的各個階段中工程項目活動所涉及的全部參與方。舉例來說，有設計階段的設計方、業主、管理部門等，施工階段的施工方、產品供應商等，運維階段的運營商等。

正如前面所述，在建筑設計領域，BIM模型為不同參與方提供了一個協同合作的中轉站。利用BIM技術覆蓋建筑生命全周期的特征，這個“中轉站”的作用可以擴展到建筑生命的其他階段，如施工建造和運營維護。

具體來說，BIM全鏈條協同管理模式中，使用者關注全生命周期費用，考慮長期運營時的節約和便利而不僅是節省一次性投資。建筑產品供應商考慮全建筑系統下產品之間的協調和匹配。施工單位通過豐富詳盡的BIM模型完全掌握設計信息，以使施工過程更加科學化，施工完成后可將豐富的建筑信息交付給業主。運營商在建筑使用階段積累新的信息，與前面各階段的信息集成，從而獲得寶貴的運維基礎數據。在BIM全鏈條協同管理模式下，建筑項目的各參與方不但考慮自身的利益和對工程的影響，而且從建筑生命的全局角度為其他參與方提供便利而最大化建筑全生命價值。

圖1 傳統建筑設計模式

圖2 BIM建筑設計模式

目前，BIM技術理念下的協同模式發展迅速。要達到建筑全生命周期的全鏈條協同，需要建筑全行業通力合作建立建筑工程的全局意識，因此具有一定難度。但是，隨著BIM技術引領整個建筑業進入信息化時代，這種全局建筑觀念的建立必然會成為大勢所趨。

3 我國BIM技術的發展

我國建筑行業信息化發展的時間并不很長，只有十多年，在政府的重視和支持下，近幾年發展迅速。如今，BIM技術在建設行業受到越來越頻繁的關注，得到越來越廣泛的應用。

2001年，我國建設部提出《建設領域信息化工作基本要點》，并組織“建筑業信息化關鍵技術研究”等科技攻關項目。許多施工企業受到建設部組織的數字化示范項目的推動，開始信息化工作。之后在“十五”、“十一五”期間，我國開展對BIM技術的研究，主要涉及“建筑業信息化標準體系及關鍵標準研究”與“基于BIM技術的下一代建筑工程應用軟件研究”兩項子課題。這些研究為BIM標準的引進轉化、工具軟件的開發奠定了良好的工作基礎，使我國建筑信息化技術獲得了長足的進步。

2011年5月，住房和城鄉建設部頒布《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》，強調在“十二五”期間，要“基本實現建筑企業信息系統的普及應用，加快建筑信息模型（BIM）、基于網絡的協同工作等新技術在工程中的應用，推動信息化標準建設，促進具有自主知識產權軟件的產業化，形成一批信息技術應用達到國際先進水平的建筑企業”。同時，科技部在“十二五”科學和技術發展規劃中，也明確將BIM技術作為國家重點研究項目。正因為如此，2011年被我國建筑行業稱為“中國的BIM元年”。

受上述國家相關政策的鼓勵和推動，適用于中國本土的BIM標準的研究與制定工作也取得了階段性成果。2007年舉辦的“全國勘察設計行業信息化發展技術交流論壇”首次討論BIM技術在建筑設計方面的應用。2010年，清華大學向社會公布《中國BIM標準框架體系研究報告》。2012年初，住房和城鄉建設部確立了四個中國BIM國家標準制定項目。其中，《建筑工程設計信息模型交付標準》和《建筑工程設計信息模型分類和編碼標準》由中國建筑標準設計研究院負責主編，《建筑工程信息模型應用統一標準》和《建筑工程信息模型存儲標準》由中國建筑科學研究院負責主編。目前，這四部BIM標準的編寫工作均已啟動。2012年11月，中國建筑標準設計研究院主辦了首屆中國BIM論壇，正式啟動《建筑工程設計信息模型交付標準》和《建筑工程設計信息模型分類和編碼標準》的編制工作。目前，國家BIM標準的編寫工作均已取得階段性成果。

制定《建筑工程設計信息模型交付標準》的目的是提供一個具有可操作性的，兼容性強的統一基準，以指導基于建筑信息模型的建筑工程設計過程中，各階段數據的建立、傳遞和解讀。特別是各專業之間的協同，工程設計參與各方的協作以及質量管理體系中的管控等過程。另外，該標準也用于評估建筑信息模型數據的完整度，以用于在建筑工程行業的多方交付。 制定《建筑工程設計信息模型分類和編碼標準》的目的是實現建筑工程建設與使用各階段建筑工程信息的有序分類與傳遞以及為建筑工程規劃、設計、施工階段的成本預算與控制，設計階段項目描述建立，建筑信息模型數據庫建立，規范建筑工程中建筑產品信息交換、共享，促進建筑工程信息化發展。

2013年5月，中國建筑標準設計研究院獲得國際權威BIM標準化機構buildingSMART組織認可，正式成立buildingSMART中國分部。buildingSMART是一個中立化、國際性、獨立的服務于BIM全生命周期的非營利組織，旨在促進建筑工程全生命周期各參與方之間的信息交流與協同合作。立足于全球最大的建筑工程市場，buildingSMART中國分部的成立標志著中國國家BIM標準體系與世界先進國家BIM標準成功接軌，在引領中國建筑工業的信息化發展與國家建筑技術創新研究突破的方向上，邁出了堅實的一步。

易君：中國建筑標準設計研究院，工程師，北京，100082

責任編輯陳曉云

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1672-061X（2014）02-0042-03