浅谈国内公共建筑中的BIM技术应用现状研究

黄晨曦

（西南交通大学）

1 BIM技术应用现状

根据《中国建筑业BIM应用分析报告（2020）》可知：超50%的企业已使用BIM 超过三年，与2019 年的应用情况相比，应用超过3 年的企业占比提高了7.7%。从项目类型来看，公共建筑占比73.54%。如此看来，BIM技术主要应用于公共建筑项目。因此，笔者希望以2011-2020 年“创新杯”建筑信息模型（BIM）应用大赛精品案例和全球工程建设业卓越BIM大赛中实际建成的部分国内公共建筑项目作为代表，以项目建设过程中BIM 技术参与阶段为维度来对案例进行分类，并归纳总结其优缺点，为以后BIM 技术在建设项目中的应用及发展提供参考依据。三种情况分别为边缘式应用、阶段式应用和全生命周期式运用[1-3]。

2 边缘式应用

边缘式应用是指在工程建设过程中，BIM 技术主要参与其中的一个阶段，一般是设计阶段或施工阶段，如图1 所示。该类型项目主要通过运用BIM技术进行场地分析、灾害模拟或施工过程模拟等工作，促使设计或施工阶段更高效、精确，提高与业主单位之间的沟通效率。

图1 BIM技术在建设项目中的应用

符合这种模式的项目有古北SOHO、黑瞎子岛北大荒现代生态园、上海金山万达等，如表1 所示。在这类项目中，仍然以传统工程建设流程为主，BIM技术承担辅助作用，主要运用了BIM的可视化、分析性等特性。

表1 BIM应用案例

当BIM 主要应用于前期方案设计阶段时，主要体现出其可视化与分析性两种特性。在BIM 的3D虚拟项目环境下，可以清晰定量分析项目的物理环境，从而实现绿色节能设计，同时可以向业主直观表现其形式结构，方便业主与设计方进行高效沟通。

当BIM 主要应用于后期施工图设计阶段时，主要体现出其可视化与协调性。与传统的CAD 二维制图相比BIM模型能够综合建筑、结构、机电等各专业信息，完成碰撞检查、管线综合等工作，及时对模型不合理之处进行调整，避免错、漏、碰、缺现象的发生，达到提高施工图质量的目的。

当BIM 主要应用于施工阶段时，则主要体现出可视化与模拟性两种特性。该类型项目中BIM技术主要应用于复杂工况下的施工模拟、复杂节点3D模型技术交底、机电管线综合排布优化以及对现场安全、质量、进度、造价等全方位进行管理，从各个方面保证项目施工任务的顺利进行，提升项目整体精细化管理能力。

边缘化应用项目中的BIM 应用程度较低，在实际工程中实施难度较小，对应用方要求相对较低，但是能够对项目进行适当优化。因此，这种模式比较适合刚开始接触BIM技术的设计方或施工方。但是当BIM 技术只被应用于设计阶段时，会出现大部分设计师的设计习惯与利用BIM 进行正向设计相悖，难以适应BIM 技术的情况。而且当BIM 技术只被应用于施工阶段时，设计工作已经完成，并且多采用二维图纸作为表达方式，致使施工阶段需要重新进行“翻模”。同时，由于设计阶段未进行碰撞检查等工作，后期施工阶段中容易产生一系列问题，拉低工作效率。

3 阶段式应用

阶段式应用是指在工程建设过程中，BIM 技术主要参与其中的两个阶段，大部分是参与设计阶段和施工阶段，如图1 所示。部分项目会在策划阶段制定相应的BIM模型交付标准，组建专业的BIM小组。在建筑设计阶段，利用BIM 消除不同部门之间信息传递的滞后性和误差性。然后进行管线预埋、洞口预留、净高控制以及工程量分析等工作，再将其提交给施工方。在施工过程中利用BIM技术做材料摆放、道路规划、水电规划等工作。施工方提供的施工模拟结果会反作用于设计阶段的施工图深化设计,从而达成设计方与施工方的高效沟通。符合这种模式的项目有梅赛德斯—奔驰文化中心、长春市规划展览馆及博物馆等，如表1所示。

在该类项目中，BIM 技术与工程建设过程的关系较为紧密，能够基本满足施工方与设计方的应用需求。围绕建设各方协同创造的BIM模型能够更清楚地展示出建筑的标高、材质、节点连接方式等特性，设计方和施工方能够更加高效地展开专业计算与分析、设备材料统计、施工进度模拟与安装模拟等工作，从而节省项目的时间成本和经济成本。但是阶段式应用建筑项目中，受限于设计周期、三维设计标准不够完善等因素，部分项目选择在方案设计完成之后，在Revit 中重新制作BIM 模型，再利用其模型进行后期的方案优化和施工图设计，会造成一定程度的时间浪费和模型冲突问题。

4 全生命周期式应用

全生命周期式应用是BIM技术参与该项目全寿命周期，形成完整体系，如图1 所示。在策划阶段，项目参与人员会明确BIM 实施目标与准则，确定BIM 应用内容与标准。在设计阶段，设计方会运用BIM 技术建立并整合信息模型，从而添加相应的属性信息，进行深化设计等工作。在施工阶段，施工方会依靠BIM技术把握工程重点、难点，合理组织施工进度，建立施工方案。最后运维阶段，汇集各种信息的BIM 模型可以被用于指定运营维护方案，支持后期管理等作用。符合这种模式的项目有北京中信大厦、城奥大厦、大兴机场等，如表1所示。

这一类型的项目中，BIM技术从造型设计、结构实施、设备管理等多方面为工程建设流程服务。与前两种模式最为不同的是在运维阶段的应用。针对建筑内所拥有的机电系统，BIM 模型可辅助搭建数据可视化3D模型地图，将智能化各子系统集成可视化平台上，使建筑的运营情况可视化[4]。这一类项目中的BIM 应用程度最高，充当一个全方面信息知识共享平台，帮助团队工作人员完成更绿色、更高效、更精细的工程。在规模较大、统筹部门较多、意义重大以及未来运行时间长远的公共建筑项目中，将BIM技术应用于全生命周期能够提高建筑前期建设时期的建造效率，也能降低后期运营维护阶段的人力与财力开支。但该模式实施难度较大，对业主、设计方、施工方要求较高，比较适合有一定BIM运用经验的公司。

5 结语

这三种应用情况中，BIM 技术的使用广度和深度呈现递进状态，BIM 运用方由单一方逐渐转化为多方协作，其可视化、协调性、分析性、模拟性和集成性逐步得到利用，协同运作难度也在逐渐上升。设计方、施工方以及业主可以根据自身的BIM 运用能力高低，BIM 使用目的的不同来灵活运用BIM 技术。大多数学者和专家认为在项目全寿命周期应用BIM 才能真正体现BIM 的价值所在，但是目前BIM技术在国内的应用主要是实现项目前期光照分析、声学分析、复杂造型落地和不同专业模型碰撞检查等工作。想要实现BIM 全寿命周期应用，甚至提升优化BIM 的应用模式，仍然需要整个建筑行业和国家政策的支持。