BIM技術應用現狀及展望

富順

（內蒙古建筑職業技術學院，內蒙古呼和浩特 010070）

0 引言

隨著建筑業信息化、工業化的不斷深入推進，BIM技術在建筑領域的應用也日趨廣泛，國家相繼出臺頒布多項相關技術標準來支持和規范此項技術的應用。在國內，BIM技術經過近20年的發展，在建筑設計、施工、運行、維護等周期中的應用逐漸深入，逐步顯現其優越性，同時也暴漏了一些問題。在信息化時代如何發揮BIM技術的優勢，BIM技術的未來發展方向如何等問題是當今建筑行業面臨的挑戰和需要思考的問題。

1 BIM技術概述

1.1 BIM的定義

BIM-Building Information Modeling，建筑信息模型，1975年由美國佐治亞理工大學Chuck Eastman教授提出該理念。1986年，美國學者RobertAish提出了“Building Modeling”的概念，在這之后不久，2002年美國Autodesk公司提出了“Building information modeling”的概念[1]。從理念的提出到引入工程建設行業，經過幾十年的發展，BIM技術已經進入工程設計、施工、運維等各個階段。在建設項目的策劃、設計、運行和維護的全生命周期過程中，設計團隊以及包括建造、運行維護單位在內的各參建方和建設主體利用BIM的數據化、信息化模型整合優勢，基于協同工作平臺進行信息的共享和傳遞，對各種建筑信息做出正確理解和高效應對，在提高生產效率、節約建設成本和縮短建造工期等方面發揮重要作用。

Building Information Modeling中的“Modeling”可從3個方面理解：①模型，包含了建筑的幾何信息，材料信息、功能信息等；②模型化，是將建筑設計、施工、運營通過信息技術手段進行模型化的工作過程；③管理，在商業運營過程中利用數字模型中的信息進行有效的組織和控制，來達到提高資產全生命期信息共享效果的目的。

1.2 BIM的特點

BIM具有五個主要特點。

1.2.1 可視化

BIM將建筑以三維模型的形式展現出來，給人們提供了視覺上的直觀認識，這與二維施工圖比有明顯的差別，二維施工圖把建筑構件、設備等用圖形線條的方式表達出來，真正的實物還需要建筑各專業從業人員自行想象。同時，BIM的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視化，可視化的結果不僅可以用效果圖展示及報表生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。

1.2.2 協調性

建筑在設計、施工、運營各個階段都需要各專業及各參建方、各工種、各產品供應商之間的協調。同二維施工圖設計中容易出現專業間的碰撞問題比較，BIM的協調性服務從設計到施工、運維全過程中，各參建方在同一個模型上進行溝通、討論、決策，能最大限度的減少或避免工程變更。

1.2.3 模擬性

BIM技術的模擬性除了設計階段的建筑物實體的模型模擬以外，還體現在設計階段的節能模擬、日照分析、緊急疏散模擬、熱能傳導模擬和施工階段的安裝模擬、施工組織設計模擬、進度模擬以及后期運營階段的維修模擬、緊急情況模擬，消防演練模擬等。通過模擬能夠實現現實中無法實現的或較難實現的某一過程，施工模擬還可以做到施工難度較大部位的提前模擬預施工的目的。

1.2.4優化性

基于BIM的建筑設計、施工、運營過程中的優化比傳統優化效果更加明顯。優化效果主要與三種因素有關：一是信息，二是復雜程度，三是時間。BIM模型提供了建筑物實際存在的信息，其信息更準確，是優化結果更加合理。建筑物的復雜程度較大時，參與人員無法通過傳統手段進行優化工作，BIM及其配套的各種優化工具給人們提供了對復雜項目進行優化的可能。BIM通過其信息化、協同化優勢有效降低了時間成本。

1.2.5 可出圖性

BIM可實現從建筑模型生成平、立、剖面圖和墻身詳圖等常規圖紙的三維到二維輸出，還可實現其他各專業圖紙及深化圖紙、加工圖紙，使工程表達更加便利和詳細。

2 BIM技術國內外發展應用現狀

2.1 BIM應用現狀

BIM起源于美國，隨著經濟全球化的進程，歐洲、日本、韓國、新加坡等發達國家也相繼接受和發展BIM，目前這些國家的BIM發展和應用都達到了一定的水平。

2.1.1 BIM在美國的應用情況

由于BIM始源于美國，因此美國在BIM應用的相關研究和應用標準的制定方面也領先于其他國家，在2007年美國建筑科學研究院就發布了美國國家BIM標準，也就是NBIMS，項目論證、設計、施工、運維等生命周期內項目參與者之間的所有業務交流都建立在NBIMS上，使項目參與方之間對問題的解決意見和方法變得協同和協作，極大地提高了工作效率。

從應用方面，根據現有的數據表明，美國建筑300強企業中近60%的企業已經在所建設的項目中采用了BIM技術，在設計方案的論證、能量分析、場地規劃、設備系統分析、運營維護設計等各個階段的不同環節中均有BIM應用分布[2]。

2.1.2 BIM在英國的應用情況

在英國，政府制定政策強制要求參建企業在建設項目中使用BIM。英國建筑業BIM標準委員會先后制定了英國建筑業BIM標準和適用于主流BIM平臺的BIM應用標準，為建筑業企業提供了從CAD過渡到BIM的切實可行的方案和程序。

英國倫敦有眾多的世界一流設計公司，政府制定的強制使用BIM的相關標準及文件，在這些公司的項目設計過程中得到很好的執行和遵守，大大提高了BIM在英國的應用水平和發展速度。

2.1.3 BIM在亞洲國家的應用情況

BIM在亞洲國家的應用較早的主要有日本、韓國、新加坡等發達國家。以新加坡為例，政府首先制定了BIM應用指南、BIM發展戰略、BIM建筑指南等指導文件支持和規范企業應用BIM技術，在施工圖設計審核中，審查部門要求建設方必須提交BIM成果進行審查，采用強制BIM電子審核制度來促進BIM應用發展。但由于設計階段的應用中，BIM在原設計基礎上增加了額外工作量，BIM設計成果主要用于項目審批和施工圖電子審核。在施工、運維階段，由于缺少配套軟件或軟件成熟度不夠或軟件與現有運維平臺無法對接等原因，信息數據共享方面仍存在不少的問題須待解決。

2.2 國內BIM應用現狀

國內2002年引入BIM概念，到2011年住建部開始在有關文件中提倡應用BIM。從2014年到2020年間相繼發布了《關于建筑業發展和改革的若干意見》、《建筑信息模型應用統一標準》、《建筑信息模型施工應用標準》、《建筑工程設計信息模型制圖標準》、《建筑信息模型設計交付標準》等一系列指導意見和標準，從模型表達、模型精細度、工程圖紙、模型工程量清單等方面提出要求，為BIM技術在工程設計、施工、運營維護全周期應用提供了政策和標準依據[3]。

應用方面，在一些大型項目的設計、施工過程中BIM技術的應用也逐漸多了起來。如上海中心大廈、大型機場等項目中都引入了BIM技術，效果較好。

3 BIM技術在建筑領域的主要應用

3.1 建筑設計中的應用

在建筑設計階段，BIM技術的應用主要在方案設計、展示、光照分析、規劃設計等方面。在方案設計中引入BIM技術可大大提高設計師的創新思維，在三維模型的基礎上提高各方的協同程度，方便進行反復修改和優化方案。在建筑施工圖設計階段的應用目前還處于交付圖紙與BIM模型的轉換之間存在尚未解決的問題，增加了設計師的工作量，屬于摸索前行階段[4]。

3.2 建筑施工中的應用

BIM技術在建筑施工過程中的應用主要體現在大型項目的施工組織、施工圖碰撞檢查、施工方案的模擬等方面。比如鋼結構工程現場安裝施工的合理調配及交叉施工等環節中可利用BIM技術的模擬性將施工安裝過程進行提前模擬，避免施工順序不合理導致的返工現象，有效降低施工成本等方面發揮著較好的輔助作用。

3.3 深化設計中的應用

BIM技術在復雜構件的深化設計，裝配式構件的深化設計、二次工廠加工深化設計等方面的應用效果也得到了參建各方的肯定。比如在勁性混凝土結構構件復雜節點的深化設計、衛生間裝配式沉箱的深化設計，疊合板的深化設計等方面的應用效益也較突出。

3.4 其他方面的應用

BIM技術在施工圖優化、圖紙會審、鋼結構工廠加工圖等方面的應用也較傳統施工圖會審等有明顯的優勢。

4 BIM技術應用存在的問題

BIM技術的應用也存在一些實際的問題。

4.1 BIM技術應用應從源頭開始

BIM技術的應用應該從前期項目規劃、初步設計、施工圖設計就開始應用，也就是所謂的正向應用，而不是目前的CAD施工圖翻樣。

4.2 BIM配套軟件缺乏

美國Autodesk公司的Revit軟件是目前最主流的BIM設計應用平臺，國內BIM配套軟件有廣聯達、魯班、品茗等，國外BIM軟件功能較齊全，但存在與國內規范、做法兼容問題，國內BIM軟件功能還不夠完備，大多為偏向單專業或屬于二次開發類插件，還沒有一個真正的國產BIM軟件平臺與國外主流平臺軟件抗衡。

4.3 BIM技術人才缺乏

BIM技術在國內的發展和應用時間都較短，BIM應用人才主要通過學校培養，由于在學校學生通過學習BIM相關課程來獲得BIM技術應用技能和知識，缺乏時間和工程實踐的鍛煉和考驗，畢業生還不能達到真正實現畢業即能在實際工程中應用的水平[5]。

4.4 BIM應用效益不明顯

一項新技術能不能推廣應用，主要看其技術本身有沒有應用價值，能不能為企業創造價值。從短期來看，不管是設計院還是施工企業，使用BIM額外增加了企業人才培養和團隊建設支出，BIM建模也額外增加了人、財、時間成本，最后做出來的BIM模型實際應用價值并不明顯。這也是企業應用BIM積極性不高的主要原因。

5 BIM技術應用展望

在國內，BIM技術從發展的初期到熱捧再到目前的理性穩健發展階段，已經到了一個發展的瓶頸期。即，相關軟件的配套，規范標準的對接，政策的出臺落實等一系列的問題需要解決。但總的發展趨勢是明確的，也就是建筑的信息化、工業化潮流勢不可擋。將在以下方面可有較大的變革和發展。

5.1 實現BIM正向設計

建筑設計從規劃、方案階段到施工圖階段將實現BIM設計，從落后的二維到三維的施工圖設計轉變為三維到二維的施工圖設計，從BIM模型實現生成可用于施工的二維平、立、剖面施工圖。

5.2 實現從交付圖紙到交付模型

在BIM技術發展成熟階段將實現從現在的設計院交付藍圖到交付信息化三維模型的轉變。在施工階段有施工方按照施工需要從BIM模型自行生成想要的二維施工圖，提高施工圖的靈活度。

5.3 實現工程量和工程造價的自動生成

二維圖紙的缺點是缺少工程量計算的體積信息，只能人工計算，而BIM模型中已經包含了構件體積、材料等所有信息，能夠輕松生成整個建筑物的工程量，在軟件實現工程量與定額對接的情況下，可生成工程造價。

5.4 實現BIM工程運營和維護

在建筑物的后期運營過程中將實現BIM信息化物業管理，在建筑維護過程中將實現BIM精準定位查找等任務。整整發揮BIM技術的信息化、可視化等特點并應用到實際中。

6 結語

BIM技術是信息技術在建筑工程領域的一種新型應用技術，一種新技術的應用必然會經過較長時間的磨合過程，在實際應用過程中也會遇到需要解決的一些問題，只要這項技術對行業帶來革新，創造價值就是可持續的、有價值的。相信BIM技術作為一項有價值、可持續發展的一項技術得到更廣泛、更實際的發展和應用。