BIM技术在大、中型项目设计阶段的应用研究

夏建波

摘要：BIM作为建筑行业信息化发展方向，它已经开始改变了我们获取信息、设计协同、施工协调的方式。设计、施工、运维等相关管理人员可以通过采用BIM方法与其他专业工程进行设计协同及施工过程协调，最终完成工程项目。论文旨在通过分析BIM国内外背景及近年我国建筑行业对BIM的成功应用案例，找出BIM在我国大中型建筑企业发展过程中面临的问题和适用的应用模式。

Abstract： BIM， as the development direction of informatization in the construction industry， has begun to change the way of obtaining information， design coordination and construction coordination. Design， construction， operation and maintenance and other relevant management personnel can use BIM method to conduct design collaboration and construction process coordination of other professional engineering and finally complete the project. The paper aims to find out the problems and the suitable application model of BIM in the development process of large and medium-sized construction enterprises in China by analyzing the domestic and foreign background of BIM and the successful application cases of BIM in China's construction industry in recent years.

關键词：BIM；设计协同；施工协调；发展问题；应用模式

Key words： BIM；design coordination；construction coordination；development problem；application model

中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）19-0224-02

1 BIM在国内外应用背景

BIM的应用始于美国，美国总务管理局在2003推出全国3d-4d-BIM程序，并出台了一系列的BIM指南。2009年美利坚合众国威斯康星成为需要国家使用BIM的州政府建立大型公共建筑项目的第一个国家，德克萨斯基础设施委员会还宣布，国家投资在设计和施工中的项目应用BIM技术的要求。2010年，俄亥俄政府发布BIM协议，公布了国土资源部公布的实施BIM技术的日本国土资源部。目前，日本BIM应用已经扩展到全国范围，并上升到政府层面推广。欧洲、韩国等多家政府机构也致力于BIM应用标准的制定。在建筑的集体“运动”中，BIM引发了前所未有的彻底变革。中国的建筑业自2003年引入BIM技术，设计企业的应用现状，各类BIM咨询公司、培训机构、政府和行业协会也开始越来越重视和BIM应用的价值意义。2016年4月27日浙江住建厅发布《浙江省建筑信息模型（BIM）技术应用导则》。文件中明确规定了浙江省BIM技术实施的组织管理和各类BIM技术应用点的主要内容，便于建立完整的BIM工作体系和标准规范。与此同时，其他建筑相关管理部门也在积极推进BIM技术发展。如，2016年七月浙江省建筑业技术创新协会就发布了一份关于《浙江省建筑施工企业BIM应用服务供应商推荐咨询报告》。该报告中既对BIM技术应用产业链进行调查分析，又对中国现有建筑施工企业BIM技术应用情况做详细梳理，为浙江省建筑行业各方主体单位在实际悬着BIM服务供应商以及未来BIM发展战略规划上提供重要参考依据。日前发布的“2016-2020建筑业信息化发展规划”，积极推进“互联网+”和建筑业的转型升级。特别是在发展目标的重点是信息技术的具体实施计划建设：“十三”期间，全面提高行业信息化建设水平，着力增强BIM、大数据、智能、移动通信、云计算、联网等信息技术的集成应用能力网络，建设行业数字化、网络、智能突破，对行业监管与服务平台整合的初步完成，数据资源的利用和信息服务能力显著提高，形成了一批强大的信息技术创新和信息技术应用到国际先进水平的建筑企业和关键自主知识产权的建筑业信息技术企业。本文介绍了五大信息技术，其中BIM技术排名第一，全句的BIM最高频率。同时在对企业信息化的主要任务的要求再次强调，深入研究BIM，可以看到住建部对BIM技术推广的努力和决心。尤其是《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中提到的推进目标，给后面推进BIM政策的各省市地区提供了重要的政策制定参考依据。在住建部政策影响下，全国十几个省市地区已经在推进BIM技术在本地区的发展与应用。北京、上海、广东、广西、云南、辽宁、黑龙江、湖南等各省市地区陆续出台相关BIM技术应用指导意见，全面贯彻落实住建部发布的BIM技术指导政策。就目标、措施等做了具体阐述。随着《指导意见》的实施，建筑行业将进一步掀起BIM应用热潮。

2 BIM行业的未来发展前景分析

随着现代科技的发展，网络信息技术与3D技术对人们的生活和生产方式产生了巨大的影响，比如影视传媒、移动通讯、互联网、物联网等等。对建筑设计、工程建设行业而言，BIM影响着行业的未来发展趋势。2003年3D参数化建筑设计技术被引入中国，发展至今已有9个年头，随着BIM技术发展的逐步成熟，其最终被行业所接受并认同。在过去及未来的发展过程中，BIM技术的发展轨迹总结如下：少数技术爱好者对BIM的热衷→企业决策层从企业发展视角逐步认同BIM→行业逐步认同BIM并开始建立其相关标准→BIM开始被引入工程项目的业务流程。

3 BIM技术在设计阶段的应用

据查询到的资料，BIM技术在设计阶段应用处于推广阶段，利用BIM技术进行三维状态下的设计已经在部分大型的设计院开始在采用。例如中国建筑西南院设计的成都某后台金融服务中心，建筑面积20多万m2；天津中天建都市建筑设计有限公司设计的天津某高层住宅都采用了Revit系列软件实现三维设计。国内的PKPM软件应用比较广泛，约占市场的80-90%左右。本身PKPM软件的模型是具有三维属性的，因此设计单位应用BIM技术有先天优势。但多用于结构专业，建筑专业大多数是采用天正建筑进行建模，天正建筑也具有三维属性，能够导出BIM数据，但是和结构专业、给排水、设备专业间共享数据还是有些困难。所以BIM技术提供了全新三维状态下可视化的设计方法，建模设计过程是以三维状态为基础，不同于CAD的基于二维状态下的设计，在BIM技术下绘制的构件本身具有各自的属性，如柱子，点击属性可知柱子的位置、尺寸、高度、混凝土强度等，这些属性通过软件将数据保存为信息模型，也可以由其他专业导入数据，提供了协同设计的基础；BIM技术提供各个专业协同设计的数据共享平台，在BIM技术设计中，各专业通过相关的三维设计软件共同努力，使设计速度最大化，并建立各专业数据平台之间共享各种专业合作，以期为施工活动提供最科学的设计图。另外，应将水电、暖通等设备信息倒入BIM系统中，以确保各专业之间的数据信息能够实时共享，真正实现各专业、各模块协同设计，防止不同组件之间出现设计冲突。

4 设计阶段BIM技术的应用实例

BIM在我国建筑业应用初见成效，设计阶段的碰撞检测成效尤为明显，如笔者参与的上海 “盛世滨江”工程项目，该项目基于BIM的碰撞检测与施工模拟，将设计好的建筑、结构、机电等BIM模型，以IFC/.rvt文件的形式导入碰撞检测与施工模拟系统中综合检验各管线、构件的参数和性能，并对项目建造全过程或其中的关键节点、重要工序进行模拟分析，发现问题后及时调整施工方案和资源分配结构，尽量避免开工后再进行设计变更。基于BIM信息模拟技术对项目进行各种性能的模拟、对比、分析，并根据分析结果优化调整设计方案；针对施工阶段的重点工序和关键节点进行可视化设计、协同设计，检查建筑结构与设备之间、管线与设备之间、管线自身之间的碰撞问题，消除施工中可能存在的风险或隐患；运用BIM模型对建筑物的各类设备系统（建筑、结构、空调、管线等）的安装位置及性能、参数进行模拟分析，以消除设计图与建筑物之间可能存在的错漏碰缺。如图1：轴11-C1交軸11-40的车位与集水井冲突，压力排水管上阀门影响车位使用。

利用BIM模型不但可以在设计阶段通过各专业的碰撞检测快速找出图纸的问题所在，以高效的优化设计方案，还可针对工程成本和各种费用项进行模拟和核算，为工程管理提供可靠的参考数据，同时促使业主、建筑师、工程师、造价师、施工队能够协同完成项目的整体设计，并精准地预测工程成本和各种费用项，彻底解决阶段割裂和专业割裂的问题，同时有效规避设计与造价控制相互脱节、设计与施工相互脱节、设计变更频繁等问题。

5 BIM推广应用的建议

BIM 的理念和技术已经在国内外得到实践应用，但仍面临诸多困难和挑战。目前BIM在建筑业的应用带有很大的局限性，从整体趋势而言，BIM必将经历一个不断进步持续发展的过程。针对BIM应用过程中凸显出的行业体制、标准不完善、缺乏协同管理、全寿命期集成等诸多问题，为推动BIM在我国建筑业中更广泛更深入的应用，提出如下建议：①高校内，积极组织开展关于BIM软件的课程，如revit， AutoCAD Civil 3D软件的基础应用和广联达这种第三方软件的介入。积极参加各大行业、企业组织的BIM比赛，使教师和学生在比赛中学习和成长。制定高校BIM人才培养计划。②实行行业管理和地方政府有关部门行政指导相结合管理模式。政府方面应积极出台相应政策，行业协会积极组织做好各项工作，创新发展，探索新路，提升行业自身能力，加强机制建设，加强行业文化培育，使行业在差异化中求发展。制定相应的BIM行业标准。③软、硬件条件支持：校内实训基地为工程管理浙江省第一批示范实训基地，其中广联达软件、鲁班软件、品茗软件、广联达软件、Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP、AutoCAD Civil 3D、等专业软件及学习资源。

6 结语

BIM的发展经历由BIM标准、BIM工具到BIM应用的过程。现在BIM应用不仅是一个技术实现的问题，更是一个上升到行业发展战略层面的管理问题。任何新技术、新方法的应用和推广都需要一个过程，BIM技术在国内建筑行业需要用时间来验证。因此，结合工程管理和计算机科学，从BIM的深度分析管理，系统研究BIM应用的国内外现状和软件的相互作用，探讨其发展趋势和存在的障碍，提高质量和综合管理水平具有重要的理论和现实意义；随着建筑行业管理水平，管理意识，在未来的几年中，基于BIM技术在建设过程中应用的三维状态必须能够迅速蔓延，为BIM技术在我国的广泛应用起着重要的作用和价值最大化的基础研究。

参考文献：

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[3]刘占省，赵明，徐瑞龙.BIM技术在建筑设计、项目施工及管理中的应用[J].建筑技术开发，2013（03）：65-71.