正在快速發展的BIM

阮小林

正在快速發展的BIM

阮小林

編者按：裝配式建筑最大的特點便是模塊化，采用BIM（建筑信息模型）技術可以比較容易地實現模塊化設計和建立構件庫，這使得BIM建模的難度降低。建筑工業化要求實現全產業鏈的、全生命周期的管理，這與BIM技術所擅長的全生命周期管理理念不謀而合。建筑業信息化是建筑業發展戰略的重要組成部分，也是建筑業轉變發展方式、提質增效、節能減排的必然要求，對建筑業綠色發展具有重要意義。

BIM+裝配式建筑

建筑業信息化是建筑業發展戰略的重要組成部分，也是建筑業轉變發展方式、提質增效、節能減排的必然要求，對建筑業綠色發展、提高人民生活品質具有重要意義。

2016年8月，住建部印發《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》（以下簡稱《綱要》）。《綱要》的目的很明確，是為貫徹落實《中共中央 國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》及《國家信息化發展戰略綱要》，進一步提升建筑業信息化水平。著力增強BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力，建筑業數字化、網絡化、智能化取得突破性進展，初步建成一體化行業監管和服務平臺，數據資源利用水平和信息服務能力明顯提升，形成一批具有較強信息技術創新能力和信息化應用達到國際先進水平的建筑企業及具有關鍵自主知識產權的建筑業信息技術企業。

《綱要》列出了四大發展任務，即企業信息化、行業監管與服務信息化、專項信息技術應用、信息化標準，而BIM技術的應用是這四大任務的核心點。不論是勘察設計類企業還是施工類企業或工程總承包類企業，都要求采用BIM技術，并鼓勵企業建立首席信息官（CIO）制度，按營業收入一定比例投入信息化建設，開辟投融資渠道，保證建設和運行的資金投入。注重引進BIM等信息技術專業人才，培育精通信息技術和業務的復合型人才，強化各類人員信息技術應用培訓，提高全員信息化應用能力。

建筑企業應積極探索“互聯網+”形勢下管理、生產的新模式，深入研究BIM、物聯網等技術的創新應用，創新商業模式，增強核心競爭力，實現跨越式發展。

1.勘察設計類企業

（1）推進信息技術與企業管理深度融合

進一步完善并集成企業運營管理信息系統、生產經營管理信息系統，實現企業管理信息系統的升級換代。深度融合BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算等信息技術，實現BIM與企業管理信息系統的一體化應用，促進企業設計水平和管理水平的提高。

（2）加快BIM普及應用，實現勘察設計技術升級

在工程項目勘察中，推進基于BIM進行數值模擬、空間分析和可視化表達，研究構建支持異構數據和多種采集方式的工程勘察信息數據庫，實現工程勘察信息的有效傳遞和共享。在工程項目策劃、規劃及監測中，集成應用BIM、GIS、物聯網等技術，對相關方案及結果進行模擬分析及可視化展示。在工程項目設計中，普及應用BIM進行設計方案的性能和功能模擬分析、優化、繪圖、審查，以及成果交付和可視化溝通，提高設計質量。

（3）強化企業知識管理，支撐智慧企業建設

研究改進勘察設計信息資源的獲取和表達方式，探索知識管理和發展模式，建立勘察設計知識管理信息系統。不斷開發勘察設計信息資源，完善知識庫，實現知識的共享，充分挖掘和利用知識的價值，支撐智慧企業建設。

2.施工類企業

（1） 加強信息化基礎設施建設

建立滿足企業多層級管理需求的數據中心，可采用私有云、公有云或混合云等方式。在施工現場建設互聯網基礎設施，廣泛使用無線網絡及移動終端，實現項目現場與企業管理的互聯互通強化信息安全，完善信息化運維管理體系，保障設施及系統穩定可靠運行。

（2） 推進管理信息系統升級換代

普及項目管理信息系統，開展施工階段的BIM基礎應用。有條件的企業應研究BIM應用條件下的施工管理模式和協同工作機制，建立基于BIM的項目管理信息系統。

（3） 拓展管理信息系統新功能

研究建立風險管理信息系統，提高企業風險管控能力。建立并完善電子商務系統，或利用第三方電子商務系統，開展物資設備采購和勞務分包，降低成本。開展BIM與物聯網、云計算、3S等技術在施工過程中的集成應用研究，建立施工現場管理信息系統，創新施工管理模式和手段。

3.工程總承包類企業

（1）優化工程總承包項目信息化管理，提升集成應用水平

進一步優化工程總承包項目管理組織架構、工作流程及信息流，持續完善項目資源分解結構和編碼體系。深化應用估算、投標報價、費用控制及計劃進度控制等信息系統，逐步建立適應國際工程的估算、報價、費用及進度管控體系。繼續完善商務管理、資金管理、財務管理、風險管理及電子商務等信息系統，提升成本管理和風險管控水平。利用新技術提升并深化應用項目管理信息系統，實現設計管理、采購管理、施工管理、企業管理等信息系統的集成及應用。

（2）推進“互聯網+”協同工作模式，實現全過程信息化

研究“互聯網+”環境下的工程總承包項目多參與方協同工作模式，建立并應用基于互聯網的協同工作系統，實現工程項目多參與方之間的高效協同與信息共享。研究制定工程總承包項目基于BIM的多參與方成果交付標準，實現從設計、施工到運行維護階段的數字化交付和全生命期信息共享。

——摘自住建部印發《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》

BIM是什么

對于建筑行業來說，BIM并不陌生，即Building Information Modeling（建筑信息模型）的縮寫。早在十年前，住建部便有了BIM相關的研究課題，這些年來，關于BIM的各種消息也從來沒有間斷過，但似乎BIM卻一直不溫不火，更多的時候只是成為一個噱頭。至于原因，不久前中國建筑科學研究院建筑物理研究所姜仁教授在一場關于BIM的演講中提到兩個原因：一是學習BIM技術的大多是35歲以下的年輕的設計師，但他們并沒有足夠的話語權；二是BIM的透明度太高了。除此之外，還有業內人士認為：國內很多項目運作不規范、不成熟，甲方朝令夕改，而BIM最終成果是全息模型，是一套極其精準的完整施工圖，可能動一發而動全身，使得BIM并沒有展現應有的高效。

很多人將BIM看作是3D版的CAD，但其實遠不止此。BIM一定程度上還可以模擬實際的建筑工程建設行為，例如：建筑物的日照、外部維護結構的傳熱狀態等。除了設計階段，在建筑工程整個生命周期中，BIM可以實現集成管理，因此這一模型既包括建筑物的信息模型，同時又包括建筑工程管理行為的模型。BIM技術將建筑的設計、施工、監控、營銷、運維等各個階段整合在一個技術平臺上，為全方位、系統化的技術集成提供了堅實基礎，為項目的開發建造和運營管理提供了大量數據，這些信息可以真正地實現科學化開發、智慧化服務。此項技術的進步，顛覆了房地產和建筑行業依賴平面圖進行設計建造的傳統格局，是一項跨時代革命性的重大變革。

SOHO中國董事長潘石屹曾公開表示，BIM系統是降低成本的“殺手锏”。BIM系統在SOHO各個項目推進建設中發揮著比較大的作用，主要體現在四方面：一在BIM系統中可以檢查錯誤，大大減少了返工，節約了工期；二在成本的控制方面，BIM系統有效降低了項目花銷；三能源管理系統；四多項目協同管理。所以由此可見，BIM系統在企業實際運營過程中扮演極其重要的角色。

目前，我國應用BIM技術的工程項目已有很多，如北京市第一高樓“中國尊”、天津“117大廈”均應用BIM。以總建筑面積147萬平方米的中國博覽會會展綜合體工程為例，業主要求設計和所有參建方必須運用BIM技術，項目為此成立了BIM工作室，各專業BIM團隊集中辦公。通過BIM應用，項目取得了較好的經濟效益：90%的圖紙錯誤被排除、減少了60%的返工、節省了10%左右的施工進度。

此外，據中國建筑裝飾集團有限公司(國內)設計研究院院長俞坤軍介紹，上海中心(節約項目投資1個億)、天津大廈(節約成本6300萬)、廣州周大福大廈(節約溝通成本60%)、國家會展中心(比常規工期縮短了40%)等均采用了BIM技術。以上海中心為例，作為世界上單體最大的建筑，總建筑面積147萬平方米，僅用了11個月全部完成，節約了八成的工期。

中國建筑業協會副會長兼秘書長吳濤說，應用BIM技術，可大幅度提高建筑工程的集成化程度，促進建筑業生產方式轉變，提高投資、設計、施工乃至整個工程生命期的質量和效率，提升科學決策和管理水平，最終提高工程質量。

上海市城鄉建設和管理委員會建設市場監管處處長沈紅華表示，BIM技術能夠實現工程項目全生命周期的信息交換，實現項目全過程的精細管理，為產業鏈貫通提供技術保障和有效管理模式，促進建筑領域生產和管理方式的變革，保證工程質量水平的提高，推動建筑產業化和可持續發展。

BIM已進入高速發展期

據2016年度NBS國際BIM報告顯示，BIM在丹麥的使用率最高，在捷克最低。在日本和英國，這個數字略低于50%。這些數字表明，BIM正在加速成為多個國家建筑信息的標準規范。事實上，使用BIM或已成為在海外工作的先決條件。兩個參與了此次和上次調查的國家——英國與加拿大，都在BIM 的使用者整體數量上有顯著的增加。英國從2013年的39%增長到了48%。加拿大則從64%增加到了67%。

在英國，政府明確要求2016年前企業實現3D-BIM的全面協同。

在美國，政府自2003年起，實行國家級3D-4D-BIM計劃; 自2007年起，規定所有重要項目需要通過BIM進行空間規劃。

在韓國，政府計劃于2016年前實現全部公共工程的BIM應用。

在香港，2014年至2015年，政府計劃將BIM應用作為所有房屋項目的設計標準。

在新加坡，政府成立BIM基金;計劃于2015年前，超八成建筑業企業廣泛應用BIM。

在北歐，挪威、丹麥、瑞典和芬蘭等國家，已經孕育Tekla、Solibri等主要的建筑業信息技術軟件廠商。

在日本，建筑信息技術軟件產業成立國家級國產解決方案軟件聯盟。

與此同時，BIM在我國也在快速發展，最新的《中國BIM應用價值研究報告》已發布，報告調查了350位專業設計人士和承包商，結果顯示，中國目前已躋身全球前五大BIM應用增長最快地區之列。國內各地方政府也對BIM制定了發展計劃。目前湖南、重慶、上海、深圳、成都等多地的BIM推廣計劃已經出臺。

湖南實施推進BIM應用三年行動：針對BIM技術應用標準體系不全、認知度不高、技術人才儲備不足等現狀，湖南省近日決定實施推進BIM技術應用三年行動，積極支持政府工程和社會投資的建設項目開展BIM技術應用示范，到2020年底，設計、施工、房地產開發、咨詢服務、運維管理等企業全面普及BIM技術。

湖南省將加快制定推動BIM技術應用的政策、技術標準，大力推進設計施工總承包，培育供需市場，形成有利于BIM技術應用發展的市場環境。在2018年底前，新建政府投資的醫院、學校、保障性住房、市政設施等工程采用BIM技術，社會資本投資額在6000萬元以上（或2萬平方米以上）的建設項目采用BIM技術，設計、施工、房地產開發、咨詢服務、運維管理等企業基本掌握BIM技術。2020年底，90%以上的新建項目采用BIM技術，設計、施工、房地產開發、咨詢服務、運維管理等企業全面普及BIM技術。

上海力爭3年內建筑業全面使用BIM：上海城鄉建設委員會透露，為配合上海科創中心建設，未來3年將全面使用BIM，并出臺了《關于本（上海）市推廣建筑信息模型應用的指導意見》。其中提出自2016年10月1日起，市、區和特定區域管委會投資額1億元及以上或者單體建筑面積2萬平方米及以上（以下簡稱規模以上）的政府建設財力投資的工程項目；規模以上市、區重大工程和郊區新城中國有企業投資的工程項目；世博園區、虹橋商務區、國際旅游度假區、臨港地區、前灘地區、黃浦江兩岸等六大重點功能區域內規模以上國有企業投資的工程項目；采用裝配式建筑實施的工程項目；申報綠色建筑星級評定、優秀工程勘察設計、質量獎項的工程項目；投資額在3000萬元及以上財政預算或者使用城維資金的大修工程應當在設計和施工階段應用BIM技術，鼓勵運營等其他階段應用BIM技術；已立項尚未開工的工程項目，應當根據當前實施階段，從設計或施工招標投標或發承包中明確應用BIM技術要求；已開工項目鼓勵在竣工驗收歸檔和運營階段應用BIM技術。

自2017年10月1日起，規模以上新建、改建和擴建的政府和國有企業投資的工程項目全部應用BIM技術，鼓勵其他社會投資工程項目和規模以下工程項目應用BIM技術。

重慶市將在未來五年推廣BIM技術：從重慶市城鄉建設委員會獲悉，為推動建筑業轉型升級，重慶市將在未來五年推廣BIM技術。2017年起，重慶建筑面積3萬平方米以上的單體公共建筑（包含以上規模公共建筑面積的綜合體）在設計階段必須采用BIM技術；主城區、城市發展新區、萬州區、黔江區、開縣、云陽縣建設行政主管部門應分別啟動實施1至2個BIM設計示范工程。

據悉，重慶市計劃從2018年起，大型道路、橋梁、隧道工程，三層及以上的立交工程，在勘察、設計階段必須采用BIM技術。2019年起，軌道交通站點工程，在勘察、設計階段應采用BIM技術。2020年起，以國有投資為主的大型房屋建筑工程，軌道交通工程，大型道路、橋梁、隧道工程，三層及以上的立交工程，全市所有公共建筑，申報金級、鉑金級綠色建筑標識的居住建筑和綠色生態住宅小區，申報市級優秀勘察設計、工程質量獎項的工程，在勘察、設計、施工階段應采用BIM技術。

深圳率先發布BIM標準：2016年5月，深圳市建筑工務署舉辦新聞發布會，發布了全國首個政府公共工程BIM實施綱要和實施管理標準——《深圳市建筑工務署政府公共工程BIM應用實施綱要》，其中包括BIM應用的形勢與需求、政府工程項目實施BIM的必要性、BIM應用的指導思想、BIM應用需求分析、BIM應用目標、BIM應用實施內容、BIM應用保障措施和BIM技術應用的成效預測8章內容。

深圳市建筑工務署副署長張禮衛表示：“深圳是全國首家發布政府公共工程BIM實施綱要和標準的城市。《綱要》的出臺，讓原本各自為政的BIM實施主體有了準則，各個環節可以在一個統一的框架下實施，解決信息溝通不暢帶來的障礙，提升了BIM應用的科學化、標準化水平，對全國BIM標準體系的建立都有示范作用。”

成都設計階段不采用BIM將無法通過施工圖審查：四川省成都市城鄉建設委員會下發《關于在成都市開展建筑信息模型（BIM）技術應用的通知》。通知指出，從2016年12月1日起，凡在成都市新取得《規劃設計條件通知書》的項目，在設計階段均應采用BIM技術。

通知要求，設計單位在項目方案設計、初步設計及施工圖設計等階段相對應的BIM設計技術深度應滿足《成都市民用建筑信息模型設計技術規定》（2016版）的精度要求。設計單位應對提交的BIM模型負責。在施工圖設計文件送審前，設計單位應按要求填寫《成都市民用建筑施工圖設計信息模型報審表》；建設單位在報送的施工圖設計文件審查資料中，應包括BIM模型文件(宜提交瀏覽模型文件)和《成都市民用建筑施工圖設計信息模型報審表》。

施工圖審查機構應將項目是否采用BIM技術，是否符合《成都市民用建筑信息模型設計技術規定》（2016版）相關規定作為審查內容；審查合格后，方可發放施工圖設計文件審查合格書。建設行政主管部門應對建設單位、設計企業、施工圖審查機構是否執行以上規定進行監督檢查，對違規單位和個人依法依規進行處理并記入不良行為記錄。

BIM與裝配式建筑

自2016年1月1日《工業化建筑評價標準》發布以來，裝配式建筑作為整個建筑行業最為火熱的話題貫穿了2016年全年，簡單地說，裝配式建筑就是將建筑模塊在工廠標準化生產，然后現場組裝的新型建筑形式，工廠進行一棟建筑的構件生產后，由于要拆分，量大面廣，比現場施工更為復雜，單個的構件里可能要預埋各種管線、孔洞等。另外，在現場安裝時不同構件之間可能產生打架，所以生產管理復雜，面臨巨大的制造風險，必須采取生產信息化，即將信息技術、管理技術與制造技術相結合，提高企業的產品設計、經營、管理、生產、運輸和裝配等各個環節水平。由此可見，BIM技術與裝配式建筑有著極高的契合度。

中國建設科技集團副總裁、中國建筑標準設計研究院院長孫英曾發文指出，目前傳統現澆建筑設計與施工雖有脫節，現澆混凝土施工現場容錯能力相對較強，矛盾不很突出。但裝配式建筑預制構件生產的前置以及裝配施工的方式，對設計提出了更高的要求，因為設計和構件加工環節存在的任何疏漏與問題，在現場施工安裝階段很難糾正。

中建科技集團有限公司總建筑師樊則森曾在一次演講中說，通過BIM技術在裝配式建筑的應用，所有有外墻，內墻，疊合樓板的建筑都可以用動畫形式展示出來，每個墻板數據庫，PC樣單可以用BIM來做，可以做不同的展示，這都是很直觀的效果展示。比如一個L型預制墻板，從工廠出來就是這個樣子，我們可以用色彩體現它不同的構造關系，也可以把所有的外邊材質去掉，看到里邊鋼筋是采用了何種排布方式，包括灌漿套筒的方式都可以提供給生產單位。BIM上也有水、電的數據庫，就像汽車的一個部件一樣，安裝在裝配式結構里，BIM在工程中非常有價值，相當于是把整個建筑所有的信息集成在一起，是非常好的信息化的模型。

利用BIM技術所構建的設計平臺，裝配式建筑設計中的各專業設計人員能夠快速地傳遞各自專業的設計信息，對設計方案進行“同步”修改。借助BIM技術與“云端”技術，各專業設計人員可以將包含有各自專業的設計信息的BIM模型統一上傳至BIM設計平臺，通過碰撞與自動糾錯功能，自動篩選出各專業之間的設計沖突，幫助各專業設計人員及時找出專業設計中存在的問題；裝配式建筑中預制構件的種類和樣式繁多，出圖量大，通過BIM技術的“協同”設計功能，某一專業設計人員修改的設計參數能夠同步、無誤地被其他專業設計人員調用，這方便了配套專業設計人員進行設計方案的調整，節省各專業設計人員由于設計方案調整所耗費的時間和精力。

裝配式建筑作為我國未來建筑業的發展方向，將解決當前建筑行業中的許多問題，而BIM技術則在裝配式建筑中扮演著非常重要的角色。為了推動裝配式建筑取得突破性進展，住建部提出了五項措施，其中一項便是“加強裝配式建筑技術和管理創新”，要求“研究推廣開發設計、施工、運營維護等全生命周期的建筑信息模型（BIM）技術。”

有專家指出，綠色建筑、工業化建筑、BIM技術是影響未來建筑業創新的元素，綠色建筑是導向，決定將來的建筑技術一定是往綠色技術方面發展的；裝配式建筑將是一種生產方式；而BIM技術，就是這兩者的一個基礎。裝配式建筑必須要實施BIM技術，因為預制構件如果不在信息模型中進行虛擬的施工或者設計的話，那么將來到現場碰到問題裝不上去，返工量會很大。所以BIM技術將來是支撐這些的最基礎的技術。

BIM與裝配式建筑的結合將使得建筑業進入一個全新領域。

參考資料：中國建設報、上海市住房和城鄉建設管理委員會網站、新華網、人民網、《中國BIM應用價值研究報告》、中國建設科技集團網站、建筑暢言網、齊魯晚報、建筑時報等。