基于BIM技术的全过程建筑设计方法探索

陈重东

【摘要】BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对。

【关键词】BIM技术，可视化，全过程

建筑信息模型（Building Information Modeling，以下简称BIM）技术是在CAD技术基础上发展起来的计算机多维模型信息集成技术。BIM技术的作用是使建设项目的信息在规划、设计、建造和运营维护全过程充分共享，无损传递。

1国内外BIM技术发展对比

BIM技术在发达国家发展迅猛，它们建立了自己的发展战略，美国、英国、韩国新加坡等国家已经建立了相关技术标准，大量工程都采用了BIM技术进行设计、建造和运营管理，以下列举几个主要国家的BIM发展概况：

美国是首批应用BIM技术的国家之一。自2002起，美国政府很多部门就开始应用BIM技术来协助他们的工作，如美国总务管理局（GSA）、美国陆军工程兵（USACE）等。美国国家建筑科学研究院也在2007年12月发布了美国国家BIM标准（第一部），目的是为未来的BIM标准提供发展方向。

韩国在BIM技术应用上也十分领先。多个政府部门都致力于制定BIM标准，例如韩国政府供应局和韩国国土海洋部等。韩国国土海洋部在2010年1月分别在建筑和土木两个领域上制订了BIM应用指南，该指南为开发商、建筑师和工程师采用BIM技术时必须注意的方法及要素做出了详细的说明。韩国BIM实施和具体路线图的内容包括：自2012至2015年，全部大型工程项目都采用BIM4D技术（3D+成本管理），于2016年前实现全部公共工程应用BIM技术。

新加坡建筑与工程局（BCA）准备于2015年前，强制性执行电子化递交建筑、建构、设备的图纸。该强制性电子化递交图纸的目标是降低审图所耗时间和资源，提高审图效率。该局定下目标，于2015年前，超过八成的建筑业企业广泛的运用BIM技术。政府的公共部门也为运用BIM技术起到带头作用，计划于2013年年起，所有的新建筑项目必须应用BIM技术。除此以外，该局在新加坡注册了公司并建立了BIM基金，希望鼓励企业在建筑项目上把BIM技术纳入其工作流程，把BIM技术运用在实际的项目当中。新加坡2013年3月发布《Singpore BIM Guide》（第一版）。

香港房屋委员会对于建筑信息模型（BIM）的应用非常重视，他们借BIM技术来优化设计，改善协调效率和减少建筑浪费，从而提升建筑质量。香港房屋委员会的计划：在2014年至2015年，将BIM应用作为所有房屋项目的设计标准。自2006年起，已在超过19个公屋发展项目中的不同阶段应用了BIM的技术，为了成功地推行BIM，订立了BIM标准、用户指南、组建资料库等等设计指引和参考。这些资料有效地为模型建立、管理档案，以及用户之间的沟通创造良好的环境。

为了跟上世界技术发展步伐，我国住建部编制了建筑业"十二五"规划明确提出要推进BIM协同工作等技术应用，普及可视化、参数化、三维模型设计，以提高设计水平，降低工程投资，实现从设计、采购、建造、投产到运行的全过程集成运用。

我国目前正处于BIM标准的制定研究阶段，2009年开始，清华大学开展为期两年的CBIMS的理论和实证研究，2012年1月10日，全球二维和三维工程设计软件的领导者欧特克有限公司（Autodesk）与清华大学签署了为期三年的战略合作备忘录。根据该备忘录，欧特克将对清华大学软件学院在CBIMS（China Building Information Modeling Standard，中国建筑信息模型标准）的研究和制定工作中给予技术、培训和成果推广等方面重要支持，以进一步深化BIM在中国工程建设行业中的应用，推动工程建设行业的可持续发展。

2 BIM设计技术的研究与创新

我国BIM技术研究有所创新，为便于研究推广该技术，研究者将BIM分为三个层次，分别为专业BIM（Professional BIM）、阶段BIM（Phase BIM，包括工程规划、勘察与设计、施工、运维阶段）和全生命期BIM（Lifecycle BIM），上述三个层次的BIM 均简称为P-BIM。P-BIM概念的引入为中国BIM标准编制提供了技术路线和工作方法，基本思路是以中国建筑工程专业应用软件与 BIM 技术紧密结合为基础，首先开展专业BIM技术和标准研究，用BIM技术和方法改造专业软件，形成专业BIM；将专业BIM集成，形成阶段BIM；最后将各阶段BIM 连通，形成项目全生命期BIM，成功实现中国BIM。

基于P-BIM的研究思路，众多的软件开发公司致力于专业BIM软件的开发应用，如节能模块软件，算量模块软件等，这些模块软件在实际工程中已经逐渐推广使用，效果良好。但有了模块化的专业BIM技术后，如果不进行系统化设计而形成技术链条，就达不到BIM的技术优势。

中国著名BIM技术研究专家何关培先生指出： BIM给建筑业带来生产方式的最根本改变将是从业人员从完全利用图形完成工程任务到主要利用模型完成工程任务的转变，在这个转变过程中，工程项目生命周期内图形的使用范围和频率会逐渐减少，模型的使用范围和频率会逐渐增加。BIM对建筑业生产方式的转变，其转变的核心内容应该是清楚的，简单地说就是从用图形到用模型的转变。BIM技术在设计领域的应用可以实现以下几个作用：

（1）增强建筑设计可视化；

（2）满足技术进步对建筑设计的新要求，应对复杂建筑的复杂要求；

（3）增强设计各工种之间的技术衔接，提高设计质量，优化工程设计；

（4）降低设计工作者工作强度。

BIM技术在国外已经运用比较广泛，制定了相应的技术标准，而国内的使用却刚刚起步，这个不仅仅和技术发展水平有关，还和建筑制度本身有关系，发达国家的建设体制是建筑师负责下的建筑设计与施工流程，所有工作由建筑师把握，而我国分阶段的苏联模式，各個工种之间相对独立，有自己的设计习惯和设计软件，每项工作几乎都是在重复建模与计算，这种工作模式的弊端在新技术冲击下就显现出来。技术进步是不可逆转的发展趋势，BIM技术在国外的使用 在国内的试点推广都表现出了其强大的优势。BIM技术在一般设计机构，一般设计项目中的使用已经迫在眉睫。

参考文献：

[1]BIM在国内外应用的现状及障碍研究.何清华，工程管理学报，2012（01）；

[2]中国建筑业BIM发展的阻碍因素分析.潘佳怡，工程管理学报2012（01）；

[3]基于BIM的深化设计管理研究.王陈远，工程管理学报2012（04）；

[4]中国工程建设BIM应用研究报告.中国房地产业协会商业地产专业委员会等，2011；

[5]GRAPHISOFT ArchiCAD基础应用指南.GRAPHISOFT中国区同济大学出版社，2013；

[6]GRAPHISOFT ArchiCAD高级应用指南.GRAPHISOFT中国区同济大学出版社，2013；

[7]BIM总论.何关培.中国建筑工业出版社，2011；

[8]那个叫BIM的东西究竟是什么. 何关培.中国建筑工业出版社，2011；

[9]实用的BIM实施框架.中国勘察设计协会.中国建筑工业出版社，2010。