李 淼 陳艷華/華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院

BIM技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用研究

李 淼 陳艷華/華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院

建筑信息模型(BIM)為建筑產(chǎn)業(yè)帶來了一次新的革命，文中對BIM的發(fā)展歷史進(jìn)行了總結(jié)，分析了我國BIM的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，并對國內(nèi)的研究成果進(jìn)行總結(jié)，為我國BIM的發(fā)展提出建議。

建筑信息模型；BIM；建筑業(yè)

引言

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)即建筑信息模型，是一種多維建筑信息模型的集成，模型中增加了時間參數(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度模擬。考慮造價因素進(jìn)行造價模擬，同時深化了項(xiàng)目終身信息的管理。BIM技術(shù)的發(fā)展給建筑業(yè)帶來了又一次的革命，其服務(wù)范圍包括建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段、施工階段、終身維護(hù)等整個生命周期，改變了建設(shè)項(xiàng)目的參與方之間的信息交流方式，有利于減少失誤、提高工程質(zhì)量、降低工程成本。目前我國的BIM技術(shù)應(yīng)用尚處于初級階段，但隨著住宅產(chǎn)業(yè)化、建筑信息化等概念的提出，BIM信息技術(shù)呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。

一、BIM的發(fā)展

BIM概念首次提出是20世紀(jì)70年代，由美國的喬治利亞大學(xué)提出，但并未明確提出其概念及應(yīng)用價值，直到2002年美國才首次明確了BIM的概念，即建設(shè)項(xiàng)目兼具物理特性和功能特性的數(shù)字化模型，其實(shí)現(xiàn)的前提是在建設(shè)項(xiàng)目的各個階段，不同的參與方通過對模型的插入、更新、更改等方式行使各自的職責(zé)。之后2005年新加坡提出BIM計(jì)劃，并開始進(jìn)行大范圍推廣。2007年美國建科院頒布了第一本BIM標(biāo)準(zhǔn)，2009年日本政府提出了BIM發(fā)展計(jì)劃，次年韓國提出BIM發(fā)展計(jì)劃，2011年我國住建部的“十二五”計(jì)劃中明確提出了BIM的概念，直到2014年北京市制定了建筑信息勘察設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這也是我國首個BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2015年住建部發(fā)布批文要求在2020年全國甲級設(shè)計(jì)單位和企業(yè)必須實(shí)現(xiàn)BIM與企業(yè)管理和相關(guān)技術(shù)的一體化，要求應(yīng)用BIM技術(shù)的項(xiàng)目達(dá)到90%。目前我國的山東、廣東、上海和深圳等地都制定了自己的BIM發(fā)展計(jì)劃，在政府的大力支持下，都取得了一定的成果。

二、BIM技術(shù)的應(yīng)用及存在問題

BIM作為全新的理念和技術(shù)，具有其獨(dú)特的特點(diǎn)，基于BIM技術(shù)的三維數(shù)字軟件日益增多，包括美國Autodesk公司的Revit系列軟件和Bentley公司的Bentley系列軟件、匈牙利的Archi CAD軟件、德國Nemetschek公司的Allplan軟件；國內(nèi)包括清華斯維爾軟件、Cityplan軟件等。

在工程應(yīng)用方面，德國、芬蘭、挪威等國家，BIM普及率已經(jīng)達(dá)到60%以上，這些國家或通過推行優(yōu)惠政策，或通過行政手段推動BIM技術(shù)的應(yīng)用。目前BIM技術(shù)已貫穿設(shè)計(jì)階段、施工階段以及后期的維護(hù)和管理階段，相關(guān)大型企業(yè)已經(jīng)具備應(yīng)用BIM技術(shù)的能力，同時BIM咨詢公司的出現(xiàn)，為中小企業(yè)應(yīng)用BIM提供條件。

國外應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行大型建筑工程的案例有：美國SOM事務(wù)所設(shè)計(jì)的紐約自由塔，新加坡紅河幕墻項(xiàng)目，美國的Letterman數(shù)字藝術(shù)中心等項(xiàng)目，由于BIM技術(shù)帶來的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到1000萬美元。在國內(nèi)應(yīng)用起步較晚，但通過一系列的研究和探索，也取得了一定的應(yīng)用成果。在國內(nèi)較早應(yīng)用BIM理念的建筑項(xiàng)目包括北京奧運(yùn)會水立方、西溪會館、上海世博會的德國館、蘇州星海生活廣場等工程，在這些工程中BIM技術(shù)主要應(yīng)用設(shè)計(jì)階段和模擬施工流程，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)項(xiàng)目工程進(jìn)度、設(shè)備和成本的4D動態(tài)集成管理以及施工過程的4D可視化模擬。通過具體項(xiàng)目對BIM理念進(jìn)行新的認(rèn)識和解讀，并證明了BIM模型對于推進(jìn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)深化、項(xiàng)目全生命周期的監(jiān)控具有重要意義。

在國家研究課題方面，設(shè)立了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面向建設(shè)項(xiàng)目生命周期的工程信息管理和工程性能預(yù)測”和“基于云計(jì)算的建筑全生命周期BIM數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究”，國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃課題“基于國際標(biāo)準(zhǔn)IFC的建筑設(shè)計(jì)及施工管理系統(tǒng)研究”，國家科技支撐項(xiàng)目課題“基于BIM技術(shù)的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究”，以及國家863課題“基于全生命周期的綠色住宅產(chǎn)品化數(shù)字開發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用”。

雖然我國相關(guān)部門對BIM技術(shù)的重視日益加強(qiáng)，但相比于歐美等發(fā)達(dá)國家仍處于初級階段，工程項(xiàng)目應(yīng)用率不足1%，當(dāng)前BIM在我國建筑領(lǐng)域面臨的困難包括：

1.建模復(fù)雜，耗時長。BIM技術(shù)相比傳統(tǒng)的二維CAD技術(shù)，具有可視化、可模擬、可協(xié)同的優(yōu)勢，但這需要設(shè)計(jì)師花費(fèi)更多的精力和時間，更需要創(chuàng)造性的思維和設(shè)計(jì)，在國內(nèi)建筑設(shè)計(jì)更追求速度和效益，這也導(dǎo)致設(shè)計(jì)師不積極參與BIM技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)。

2.項(xiàng)目參與方眾多，難以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息共享。在整個項(xiàng)目中，涉及到的參與單位眾多，各參與單位應(yīng)用軟件也不統(tǒng)一，設(shè)計(jì)方主要應(yīng)用Revit系列軟件、施工方主要應(yīng)用Navisworks、而管道設(shè)計(jì)主要應(yīng)用Plant3D軟件、設(shè)備設(shè)計(jì)主要應(yīng)用Inventor軟件，項(xiàng)目參與各方應(yīng)用的數(shù)據(jù)模型不同，而國內(nèi)目前沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式要求，這就導(dǎo)致項(xiàng)目信息的共享難以有效實(shí)現(xiàn)。

3.BIM綜合應(yīng)用模式缺乏。目前的BIM應(yīng)用主要集中在設(shè)計(jì)階段，在其他階段的應(yīng)用沒有得到很好的推廣，而推動BIM在建筑全生命周期的應(yīng)用，需要探索與借鑒，目前國內(nèi)尚無典型成功案例進(jìn)行借鑒。

推動BIM技術(shù)的綜合應(yīng)用是建筑領(lǐng)域一場新的變革，需要大量的人力和資金的投入，更需要項(xiàng)目各參與方的積極性。

三、建議

1.加強(qiáng)建設(shè)單位的思維轉(zhuǎn)型，建設(shè)單位作為BIM技術(shù)的最大受益者，需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思維方式，積極的參與并推動建設(shè)項(xiàng)目改革，鼓勵采用數(shù)字化設(shè)計(jì)和一體化設(shè)計(jì)，促進(jìn)BIM技術(shù)的發(fā)展。

2.加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)，任何新技術(shù)的發(fā)展都離不開人才，可通過高校開設(shè)專業(yè)課程、企業(yè)設(shè)立培訓(xùn)課程、邀請專家進(jìn)行相關(guān)案例解讀等方式進(jìn)行人才的培養(yǎng)。

3.制定相關(guān)制度和規(guī)范，相關(guān)部門制定強(qiáng)制性要求，增加工程驗(yàn)收項(xiàng)目，將BIM設(shè)計(jì)作為工程驗(yàn)收強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并制定相關(guān)BIM規(guī)范。

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國家自然科學(xué)基金（51378172）。

李淼（1996-），漢族，河北唐山人，2014級工程管理專業(yè)。