BIM技术与中国城市建设数字化

◎ 中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所 副所长 李云贵

快速发展中的城镇建设离不开建筑业的贡献，自“八五”以来，信息技术的应用为这一领域注入了新的活力。与以往单项的技术应用不同，“十二五”的工作要打通各个专业和环节之间的信息技术应用之间的断桥或堡垒，实现信息的全流通。实现这一目标很重要的一项内容就是BIM技术。

中国城市建设概况

中国城镇化的快速发展，可以用几个字概括：形势好，发展快。在过去的20年当中，我国城市化率从17.92%到45.68%，以接近每年一个百分点的速度在提高。到2008年，全国城镇人口已经达到了6亿多，每年有近1800万的人口从农村转移到城市。在未来的十年，城镇化水平要达到57%左右，城镇总人口将达到8亿以上。城市要扩大，要建设。

城镇化的建设和城市的发展，主要依托于住建部所管辖的领域——建筑业，建筑业是一个非常重要的行业，虽然常常被认为是一个粗放型的行业，但是它对于国家的发展是非常重要的。从下面一组数字中我们可以加以体会：这个行业有着6万多家施工企业，3000多万从业人员，缓解了很大的就业压力。勘察设计企业14000多家，从业人员120多万，每一年，竣工面积达到20多亿平方米，拆除面积近4亿平方米，完成建筑业总产值达6万亿元，在施工项目约70多万个——这是一个非常大的行业，也是非常重要的行业。据预测，将来中国的建设量约占全球的一半，建筑业在国民经济当中也占据着很重要的位置，现在已经跃至第四位。

建筑行业与我国的可持续发展战略是密切相关的，从广义上讲，节能减排就是节约使用资源，减少对环境的污染和负担。建筑业要消耗大量的资源，50%以上的资源是用来建造各种建筑和辅助设备的，我国的建设行业消耗了全球50%以上的能源。在我国，水泥用量接近全球水泥用量的二分之一。我国对钢筋的消耗量占全球钢筋消耗总量的22%，包括钢材部分等其他的附属构建的钢材消耗量占我国钢材生产总量的50%以上（2002年数据）。我国对钢材的消耗比发达国家高出好多，能耗也高出好多。以上谈的是资源消耗，我们给环境造成的负担也是比较重的。二次装修、空气污染、光污染、建筑垃圾以及施工的粉尘污染等对环境污染的也很大。这一切都需要我们通过一系列的高新技术手段来减少资源的耗费和污染的排放。

城市建设中的数字技术应用

信息技术为我们的工作创造了很多便利，提高了工作效率和管理水平。首先，在建设管理方面，数字城市的概念从提出到现在已经取得了非常好的效果。传统的建筑业借助信息技术实现了产业升级和技术的飞跃。CAD技术是应用于建筑行业最早的技术，也为这一行业带来了一次革命。虽然信息技术的普及和应用促进了行业的进步，但仍然存在一些问题。就国家在建筑业信息技术应用的立项情况看，从“六五”到“七五”完成了一项工作，即计算机辅助计算。“八五”到“九五”完成了计算机辅助绘图的工作，这得益于计算机图形技术的发展。“十五”到“十一五”完成了计算机辅助管理工作，这主要得益于数字技术和网络技术的发展。“十二五”即将拉开帷幕，下一步的发展方向是我们研究战略规划时要考虑的重要问题。回顾这些五年计划，我们攻关的都是特定领域中单项的技术，取得了很好的效果；但是综合应用仍然显得不足。各个领域、各个环节之间没有做到沟通，要实现这个沟通，就需要引入BIM技术。BIM技术从提出到现在，已经发展到了应用阶段，但仍在探索中，没有得到全面的普及。

CAD技术虽然已经应用了二十多年，取得了很好的效果，但是还有很多工作需要做。过去我们所做的工作主要是在计算机辅助计算、辅助绘图、施工图设计等阶段，而真正的设计应该是在方案阶段。方案阶段包含两项重要的工作，第一，需要计算机辅助设计人员的创造性发挥，光有软件支持是不够的；第二，设计应该是多方博弈的结果。我国传统文化讲究中庸之道，在设计当中就能充分体现这种思想。设计者和业主之间达成和解，各个设计专业之间的相互沟通，设计和施工之间的协同，实现这些协同和妥协，最需要的就是BIM技术。

打通信息断桥，实现信息流通

对于施工管理，住建部主导的特级资质企业信息化建设已经开始，在进行过程中也面临着很大的困难。如何应用信息技术提高施工企业的管理水平和工程项目的管理水平，这是一个重要的课题。在编制十二五规划包括国家科技部的十二五研究项目的策略论证过程当中，关于信息技术的应用有一个初步的目标，即在管理方面，要发展城市建设、数字化技术，建立高效、多功能、一体化的管理体系，重点是信息资源的共享和多业务的协调。在建设方面，以工程信息模型为中心（工程信息模型范围比BIM要大一些），实现城市建设和工程项目全生命周期的信息共享。所以，“十二五”实际上就是要打通各个专业和环节之间的信息技术应用之间的断桥或堡垒，实现信息的全流通，很重要的工作就是BIM技术。

在数据采集上，我们设想要面向城乡统筹一体化的数据采集和应用，不仅仅在土木工程领域应用，而且要扩展到和经济信息、社会信息的资源的共享和集成。城市建设中，有几项重要的工作要研究，包括工程项目多维信息模型的集成与管理，城市建设项目集成交付等，这是目前发展得非常好的技术。此外，还有面向工程设计的资源、数据库等。设计是经验型的行业，怎样把经验拿出来与大家共享，怎样实现数字化，这都是需要做的工作。在运行管理方面，实现监测和各管理资源的共享。在下一步的研究中资源共享是备受关注的主题。实现信息资源的共享，BIM在其中起到了关键的作用。