建筑施工企业BIM应用浅析与建议

一、BIM的价值与作用

BIM即建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)，是近几年建筑界的一个新名词。BIM是引领建筑业信息技术走向更高层次的一种新技术，它的全面应用将大大提高建筑工程的集成化程度，对建筑业科技进步产生无可估量的影响。同时，也为建筑业带来巨大效益，使设计乃至整个工程的质量和效率显著提高，成本降低。

BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。BIM是数字技术在建筑工程中的直接应用，以解决建筑工程在软件中的描述问题，使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。同时BIM又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以提高建筑工程效率，减少风险。

由于BIM需要支持建筑工程全生命周期的集成管理环境，因此其结构是一个包含有数据模型和行为模型的复合结构，通过关联为数据赋予意义，因而可用于模拟真实世界的行为，例如模拟建筑的结构应力状况、围护结构的传热状况。当然，行为的模拟与信息的质量是密切相关的。

BIM支持项目各种信息的连续应用及实时应用，这些信息质量高、可靠性强、集成程度高且可协调，大大提高设计乃至整个工程的质量和效率，显著降低成本。对三维空间的BIM 附加时间和成本信息（可定义为“5D”，即5D=3D+时间+成本），直接与进度、估价清单链接，可准确统计材料数量，识别施工冲突，能为施工企业更好的管理工程造价和资源。对于设备安装工程，施工阶段可安排施工作业场地，可进行三维管道及设备安装的碰撞检查。

BIM应用能使建筑工程效率更快、成本更省、计划更精确，各工种配合得更好，图纸出错风险更低，长远方面不但利于设计和施工，也惠及建筑物的运作、维护和设施管理，实现可持续性费用节省。

二、BIM在国内外的发展现状

BIM源自美国，逐渐扩展到欧洲、亚洲的日本及新加坡等发达国家，2002年后国内开始接触BIM理念和技术。

国外BIM现状

国外对BIM技术的研究和开发起步早，应用早，并已验证BIM技术的应用潜力。美国在BIM领域的研究与实践起步较早，时至今日美国大多建筑项目都已应用BIM，且BIM应用种类繁多，如Spatial Validation，Facility Management等等。同时，在政府的引导推动下，已形成各种BIM协会、BIM标准。日本、新加坡及我国香港地区的BIM发展态势、应用水平都很不错，但与美国BIM的应用层次还有一定差距。国外应用BIM技术的主要特征有两点。

一是BIM技术已受到广泛重视，成为设计和施工企业承接项目的必要能力。同时，BIM技术专业咨询公司应运而生，市场活跃，为中小企业应用BIM技术提供了有力的支持。

二是BIM技术应用形成了新的工作模式。BIM技术不仅直接应用于工程的局部环节，如设计单位进行的各种分析和模拟，且已形成新的工作模式，如实施IPD（Integrated Project Delivery，集成项目交付）模式，即业主、设计、总包、分包等参与方在设计阶段就参与到项目中，通过应用BIM技术进行虚拟建造，共同对设计改进，进而分享收益或风险，这种模式目前已经建立标准合同条款。

BIM在中国的发展

目前中国建设量大，建筑业发展快，但同时建筑业需要可持续发展，施工企业也面临更严峻的竞争。在这个背景下，我们看到了国内建筑业与BIM结缘的必然性。

第一，巨大的建设量同时也带来了大量因沟通和实施环节信息流失而造成的损失，BIM信息整合重新定义了设计流程，很大程度上能够改善这一状况。

第二，可持续发展的需求。建筑生命周期管理以及节能分析。

第三，国家资源规划管理信息化的需求。

然而，在BIM技术成为建筑业大势所趋的今天，目前国内绝大部分设计院建筑设计采用的仍是全2D工程制图（方案效果图除外），仅在需要进行特定分析计算时（比如日照、节能）重复搭建并不十分精准的三维（体量）模型。虽然一些项目率先应用了BIM，如2008北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及香港地铁项目等，不过相对于中国的建设大潮，BIM的应用不过“小荷才露尖尖角”，虽然从技术上达到相当程度并不难，但要贯彻到整个产业链，使BIM真正应用到行业实践，尚需时日。

BIM是市场规范化的产物，是建筑业生产标准到位的产物，制约企业应用BIM技术的两个关键环节一是BIM的建模和维护工作，另一是目前BIM在国内的实践推广程度较低，无法形成完整的产业链以应对各环节的协同。阻碍BIM在国内的发展，主要归结为以下几点：
现有二维设计的不足已被当前产业和市场容忍。如人力成本和场地成本较低；因设计缺陷所造成的工程问题解决成本也相对较低；设计院任务多，没有时间做BIM软件培训；同时3D设计的收益和成本未被良好的评估或未被市场认可。

BIM构件元素本土化的缺失。3D设计及BIM对构件元素具有一定依赖性，国内软件公司基本没有BIM概念的设计软件，而国外软件产品在构件元素本土化方面做得不到位，这就使得国内设计院如使用BIM设计软件，就必须自行开发构件，这对于设计院来说很难承受。
BIM推行环境的欠缺。BIM意味着一个全新的建筑行业操作模式，如果政府不大力推行，打破目前操作方式很难，此外国内也缺少可参考的BIM操作模式实例。

国内设计单位、建筑施工企业等业务水平参差不齐，这也成为BIM实施的一个阻碍。有经验的设计师学习复杂、新软件积极性不高，施工时的设计变更、图纸调整带来的巨大模型维护工作量等都是阻碍国内BIM实施的相关因素。

很重要的一点，目前国内缺乏系统化、行之有效的BIM标准，这些标准包括数据交换标准、BIM应用能力评估准则、BIM项目实施规范流程等，而在欧美等发达国家，这些标准早已推出，如美国的NBIMS。

三、对施工企业应用BIM的建议

BIM技术可应用在建设和运营的各个环节，如业主、策划、设计、施工、供应商、销售、运营商等，而且参与BIM使用的范围越广，BIM的价值就越高。建议施工企业本着总体规划、分步实施的原则开展工作，在有条件的项目和局部环节尝试性应用，同时培养建模人员，这也是BIM技术推广的关键环节。

BIM技术作为下一代计算机辅助设计的基础性技术，其重要性毋庸置疑。作为建设规模最大的国家，有必要着力推进BIM技术的应用，以便促进我国建筑工程技术的更新换代。施工企业在应用BIM的问题上，应该首先解决如下问题：

首先是BIM标准的问题。作为BIM数据标准，IFC标准在国际上已日趋成熟，在此基础上，美国提出了NBIMS标准。目前我国引进了IFC标准的平台部分，基于BIM的标准研究工作只是刚刚开始，结合我国建筑工程的实际对标准进行拓展的工作更加缺乏。在BIM实际推广、应用过程中，不仅需要像IFC一样的技术数据标准，还需要较高层次的应用标准，例如三维建筑设计标准，才能更好地满足BIM技术的应用需求。

其次是BIM应用软件问题。不出台BIM标准，各企业应用的软件也是百花齐放，如全部采用一家的产品在数据交换上一定程度上能弥补标准缺失带来的问题，但软件产品在施工企业内部的推行也有一个过程，而国外的软件目前还不能很好地满足我国本地规范的要求，而这些软件是BIM推广的基础。

第三是应用模式问题。在BIM应用推广过程中，要先做好基础性工作，整体规划分步实施。从局部应用到全局，从典型项目到推广，从BIM理念、技术培训、普及到企业实践，从BIM类软件的应用到整个基于BIM理念的协同工作模式的建立。理想模式是逐步建立起IPD模式，把业主、设计方、总承包商和分包商集合在一起，通过BIM技术在建筑工程中能收到很好的效果。BIM应用的产业链越长，发挥的价值和作用越大。对于施工企业而言，还是从提高生产效率环节入手，解决局部技术应用能快速见效，例如三维施工指导、碰撞检查、三维形象进度、三维算量等，以点带面逐步推广。

第四是BIM人才问题。美国项目上设有BIM技术经理岗位，帮助和支持各个项目实施、应用BIM技术，为项目提供BIM应用解决方案。国内施工企业如要用好BIM技术，也需要建立BIM人才队伍，尤其是BIM建模和模型维护人才队伍。

总体来说，我国建筑施工企业的BIM技术目前还处于探索阶段，还达不到大面积推广、应用的地步，施工企业需要持续关注，有针对性的做好技术储备等准备工作，同时可以进行局部实践。