利用BIM搭建数据管理平台

文｜本刊记者 万晓曦

从中国互联网的个人和企业应用现状可以看出，互联网正在深刻影响和改变着人们的日常生活和工作。个人可以通过通信、采购、金融、教育、医疗、交通等互联网应用，极大的提升生活质量；企业可以通过将系统化、集成化的互联网应用工具应用于业务流程的各个环节，转变企业的管理方法和模式，激发新的发展思路，有利于企业变革经营模式，催生出新的产业形态。在公共服务领域，互联网也加快提升了公共服务水平，为有效促进民生改善与社会和谐提供了有力保障。

一直以来，我国都非常重视信息技术发展所带来的信息消费对国民经济发展的促进作用。两会提出的"互联网＋"行动计划以及国务院通过的《"互联网＋"行动指导意见》，进一步明确了利用互联网改造传统产业的发展方向。

《上海市推进“互联网+”行动实施意见》也指出以创新、开放和包容的“互联网＋”思维改革创新，打造“互联网＋”产业融合新模式和“大众创业、万众创新”的宽松生态环境，服务政府职能转变和民生改善，实现经济提质增效和转型升级，形成对长三角乃至全国的产业辐射带动能力，确立形成上海“互联网＋”发展新优势。

到2018年，形成经济发展新动力。保持互联网经济高速增长态势，引进和培育并举，打造以开放创新为特征的互联网经济新产业；推动传统产业融合互联网思维，革新产品制造、生产组织和市场服务方式，带动制造业、农业、服务业转型升级，形成经济发展新动力。

营造互联网发展新环境。有效破除互联网融合发展面临的体制机制障碍，推动资源集聚、开放和共享，形成创新创业的浓厚氛围；强化“互联网＋”发展基础资源支撑，健全制度、资本、文化要素，形成上海“互联网＋”产业发展的新型生态圈。

标准助力应用规范

在过去的几年时间里，BIM技术在我国工程建设领域得到了快速发展，从BIM技术实践中可以发现，BIM技术呈现与互联网集成应用的趋势，二者集成可以发挥更大的价值。BIM技术基于共享的模型工作，模型中可集成各种业务信息，可以降低各方沟通协同的成本，同时，互联网应用可以基于BIM模型实现数据信息采集、模型高效存储分析、信息及时获取和传递等，并将相应的信息通过可视化的模型展示出来，提高沟通协同与信息传递的准确性。

BIM主要价值在于通过在设计早期模拟施工、运维阶段的工作，提前发现设计中的问题，改进设计，避免错误，以提高项目收益。BIM的可视化模型和格式化数据库，为建筑项目及运维的信息管理提供了便捷，提高管理效益，并带来增值收益。

BIM的核心是数据，最重要的就是数据的流转和传递。CAD数据可以通过图纸完全可视化，而BIM包含大量无法体现在图纸上的信息，必须通过基于信息技术的数据交换来实现完整的信息传递。BIM信息交换带来巨大价值，若标准不统一将极大地阻碍信息交换，也将大幅降低BIM的价值，这是整个行业不能接受的。

眼下，BIM应用存在一些问题，主要是薄弱的数据管理能力，数据无法在工程建设阶段有效传递；工程建设各方互相割裂，信息难以整合以及BIM应用水平参差不齐。2014年，上海市先后发布了58号文和三年行动计划，强调了需要形成满足上海市BIM技术应用的配套标准规范体系。2015年，上海市主要完成了两项工作，一是上海市BIM标准体系研究，二是上海市BIM应用标准编制。

在上海市地方标准《建筑信息模型应用标准》中，数据是核心，协同是关键，模型是载体，应用是目标。

数据是核心。IFC数据标准就是公开的、结构化的、基于对象的数据标准，它贯穿项目全生命期，全球可用，跨专业、跨软件可用。采用以应用为导向的信息交换模板指导项目数据交换，为现在割裂的建设模式提出可操作性的数据传递方式。信息交换模板是在信息交换需求和软件实现基础上产生的特定类型的电子文档，主要面向最终用户，承载可用于机器交互和人员阅读的BIM交换信息。

本标准所描述的D0-D3深度等级主要是针对元素几何属性的描述，并包含少量的为满足建设程序需要所创建的部分非几何属性信息。对于BIM元素和BIM构件中应包含的非几何属性信息，应通过信息交换模板进行定义。所以在模型创建的初期，应该选择合适于项目应用的信息交换模板，以指导定义和输入BIM元素和由BIM元素创建的BIM构件的非几何信息。

BIM元素与模型表达相关的信息按工程项目发展阶段表达的需要可分为四个深度等级，各深度等级应符合以下规定：0级元素（D0）：元素示意表达，对象的占位符号，不设置比例，通常是电气符号、二维图元、CAD样式等非三维对象。1级元素（D1）：元素概念表达，简单的三维占位图元，包含少量的细节，粗略的尺寸，使用统一的材质，仅供辨识。2级元素（D2）：元素设计定义表达，建模详细度足以辨别出元素的类型及组件材质，通常包含三维细节，该级元素应满足大多数项目设计表达要求。3级元素（D3）：元素的用途定义表达，用于施工管理和采购，元素的位置、几何尺寸、非几何属性应满足生产加工、采购招标、施工管理和竣工验收等各项要求。根据项目应用需求，选择不同的信息交换模板，以指导信息的定义，实现BIM数据的快速、便捷交付。

上海市地方标准《建筑信息模型应用标准》所阐述的协同工作的核心理论和原则，来自于目前全球范围内协同工作方法最成熟、效益最明显的IT行业软件开发模式——集成产品开发（Integrated Product Development,简称IPD）。以IPD模式的理论和方法作为基础，结合建筑行业的特点以及ISO质量要求，加以内容的改造和延伸，同时汇集多位具有多年建筑行业协同工作经验、参与和指导了大量国内外协同工作项目的专业人员意见，对建筑行业协同工作的要素和方法进行总结，形成标准协同工作章节内容。

协同是关键。协同平台工作区包括编辑区、共享区、发布区、归档区，各工作区应符合以下规定：一是编辑区为各参与方的独立工作区域，该区域用于对文件进行编辑；二是共享区为各参与方的过程交互区域，该区提供满足一定交互条件的编辑区文件供各参与方参考；三是发布区为各参与方文件的公开发布区域，该区域内发布的文件已完成质量确认；四是归档区为各参与方的节点交付区域，该区域存放包括编辑区、共享区以及发布区的需归档内容。

模型是载体。目前，我国的BIM模型呈割裂的建设模式，构件非几何属性信息在设计阶段无法完全确认。构件的非几何属性信息是随着BIM应用的深入不断深化的，构件的非几何属性信息应与具体的BIM应用需求挂钩。而在上海市地方标准《建筑信息模型应用标准》中BIM模型的定义方式为，BIM元素与模型表达相关的信息，按工程项目发展阶段表达的需要分为四个深度等级D0-D3，本标准所描述的D0-D3深度等级主要是针对元素几何属性的描述，并包含少量的为满足建设程序需要所创建的部分非几何属性信息。构件的其他非几何属性信息应基于各BIM应用层面通过信息交换模板进行规定。

基于云架构的BIM数据管理平台

基于云架构的BIM数据管理平台以企业私有云计算架构技术为基础，建立跨地域与跨企业、面向工程项目全过程服务的协同工作环境，深入推进 “建筑信息模型（BIM）” 在建设项目中的应用，促进建筑业生产能力提升。

在项目设计阶段引入BIM数据管理云平台，可以保证建筑工程信息在项目各阶段的一致性，实现建筑全生命周期数据管理。

以上海市BIM应用示范项目——上海瑞金医院肿瘤（质子）中心为例，该项目是国家卫生部、科技部、中科院与上海市政府合作项目。项目总建筑面积 26075平方米，用地面积约40亩， 总投资40452万元，是集门诊、科研、检查、诊断、治疗功能于一体的肿瘤治疗及临床设施研究中心。

该项目采用中科院自主研发的质子医疗设备，高精尖的设备需要精细化的基础设施，项目建造要求精益化。该项目在建造过程中有诸多特点，包括组成部门较多，不同部门有自设标准和使用要求；独立体系较多，特殊医疗设备与普通医疗设备体系繁多；更新速度较快，医疗设备及医疗技术发展迅速；需求把握较难，专业背景差异难免有沟通障碍。

数据显示，上海现代BIM数据管理平台自2015年1月27日建立起，截至2016年3月15日，项目用户登陆1086次（同一用户每个工作日只计一次），各类文件总数1557个，各类任务及消息215条。

基于云架构的BIM数据管理平台可以使三维模型直接生成二维视图，且可以同步更新，解决目前建筑图纸普遍存在的平立面信息不一致情况。生成的二维视图可包含机电、设备构件，更有效的阐释建筑空间和功能。

在对基地原址旧厂房动迁时，该项目在动迁拆桩时遇到原有桩位与图纸对不上问题，引入三维扫描仪进行现场三维扫描来获取准确现场信息，将31个站点拼接起来得到完整的数据。使用三维扫描仪对质子医院基地旧厂房内部柱墙位置和设备安放点进行扫描，并得到CAD图纸，经过与原设计资料进行分析，可以较快确定地下桩位，缩短工期。

基于云架构的BIM数据管理平台实现了工程设计全过程流程和文档管控。按照设计流程梳理各环节产生文档分析其信息点，共计13个大环节－55类文档－90类信息点。在关键节点核查管控归档文件、图纸，实现设计全过程档案收集和质量管理，提高设计管理效率及质量。

建筑等产品在设计阶段性能是关键，仿真可提高建筑性能，实现能耗的节约，并提高产出效益。基于模型的仿真数据管理技术(SLM)，可管理分析模型、流程、结果和实验数据，提供决策支持。支持设计分析一体化，实现快速、自动化分析。

质子医院项目绿色目标是获得绿色建筑三星级设计评价标识，保证安全与舒适性前提下，实现建筑的节能运营，实现适合本项目特征的技术体系，降低增量成本。为了实现该项目的绿色目标，项目团队选择适宜、成熟的技术，并将技术与设计整合为一体 ，适当突出项目亮点。

由于该项目主体建筑进深较大（超过50m），建筑二层、三层采用退台设计，退台后分别形成“U”、“L”形建筑环抱的大面积屋顶花园，有利于风的导入，同时进深减小，有利于自然通风。门窗优化方面则形成良好的通风线路，并对外窗两种上悬向外开启角度15°和30°进行模拟分析。通过建筑平面布局和开窗优化，所有主要功能房间均能保证2次/小时的通风换气次数，自然通风条件良好。与15°开启角度相比，30°上悬外开的开窗方式过渡季节可以增加13.2%的通风换气量，夏季可以增加11.8%的通风换气量，可以更有效促进自然通风效果，改善室内舒适度。

BIM的核心是数据，价值发挥的前提是标准。基于云计算架构的数据管理协同平台是数据创建、收集与管理的关键，也是BIM发展的重要方向。新时代建筑业生产力提升的基础是新一代信息技术在工程行业的应用，实现“互联网+BIM”发展。