BIM技术及其在我国的应用问题和对策 (一）

小小 · 发表于 2012-6-27 12:36:20

BIM技术及其在我国的应用问题和对策 (一）来源：中国建设信息; 作者：马智亮; 　　1、引言 BIM代表建筑信息模型（Building Information Modeling），BIM技术是继CAD（计算机辅助设计）技术后出现的建设领域的又一重要的计算机应用技术。　　 BIM技术上世纪90年代起源于国外，其基本思想是，在计算机上进行建筑设计时，不再是对线段、弧线、圆等基本图元进行操作，而是对带有属性信息的建筑构件进行操作。例如，在设计中，利用软件的功能，直接添加或删除一根带有其材料属性的柱子，而不像在传统的CAD系统中需要通过添加或删除对应的线条来做同样的事。　　 BIM技术的核心是基于该技术的建筑工程应用软件，典型的基于BIM技术的建筑工程应用软件例如美国Autodesk公司的Revit系列软件，匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD软件等。这些软件使得用户可以更高效地开展相关业务工作。它们具有如下共同特点：首先，在软件中，用户以面向对象的方式进行设计，就如上述其基本思想所表明的一样；其次，用户直接使用三维模型来进行设计；再其次，软件支持开放数据标准（例如IFC），用户可以导入导出标准格式的数据，便于在不同的软件之间进行数据交换。　　 BIM技术带来的好处是显而易见的：不仅支持设计人员提高设计效率，而且可以支持设计数据的重复利用，例如，用于对设计结果进行各种深入分析，设计阶段数据可在施工阶段直接利用等。但是，应用BIM技术不仅需要经历一个过程，而且需要解决一些关键问题。本文首先介绍国内外BIM技术研究与应用的情况，然后分析BIM技术在我国应用的关键问题和对策。　 2、我国关于BIM技术的应用与研究　　基于BIM技术的应用软件大约在2004年就已进入我国。有的国际软件开发商为此专门组织编写了教材，还实行捆绑销售，即，在售出传统的CAD软件时，附送一套基于BIM技术的应用软件。但可以说，应用的道路并不平坦。迄今为止，虽然已经在一些工程中得到应用，但应用的主要是建筑专业设计软件，即使这类软件的应用，距离普及还有很长的路要走。根本原因有，一是，设计人员接受三维模型设计并不容易，似乎需要花更长的时间；另外国外软件厂商的产品对我国规范的支持程度差，例如，尚不能从三维模型自动生成符合我国规范要求的二维设计图纸，尚不能按照我国规范要求进行结构的设计计算。　　鉴于BIM技术的重要性，我国“十五”科技攻关计划中开始了对BIM技术相关研究的支持，研究课题的名称为“基于IFC国际标准的建筑工程应用软件研究”，重点放在对BIM数据标准IFC和应用软件的研究上。通过该研究，将IFC标准的平台部分等同采用为行业标准和国家标准，开发了基于IFC的结构设计和施工管理软件，从而积累了对BIM技术的认识，为进一步开展研究奠定了基础。在国家“十一五”科技支撑计划中，对BIM技术研究给予了进一步的支持，研究课题“基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究”即是专门为此设置的，其中包含了基于BIM技术的建筑设计、节能设计、成本预测、施工优化、施工安全分析等下一代建筑工程软件的研究子课题，与“十五”科技攻关计划相比，从研究的广度和深度上都有了进一步的拓展。目前该研究课题正在进行当中。　　3 BIM技术在国外的应用　　在一些发达国家，由于对BIM技术的研究和开发起步很早，应用开展也早，已走在我国的前面，并验证了BIM技术的应用潜力。　　从应用领域上看，国外已经将BIM技术应用在建筑工程的设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段。相应的应用软件已经逐步成熟。从两个例子可以看出这一点。韩国的buildingSMART协会作为韩国BIM技术应用的推进单位，去年曾组织了BIM技术体验培训，让参加者通过1周的培训，体验涉及到建筑工程各阶段、各专业的应用软件，感受BIM技术的成熟度及潜在好处，从而推进BIM技术的应用。在该培训中使用的基于BIM技术的建筑工程应用软件达到20种之多，涉及建筑工程的设计和施工阶段，覆盖了建筑、结构、设备等多个专业，培训教师全部来自目前使用这些软件的单位。在去年12月美国举办的EcoBuilding America会议上，BIM技术应用成为一个重点。在3天会期中，组织了名为“水族馆”（Aquarium）的系列小组会，连续进行了一个又一个的应用案例介绍。笔者参加了该会议，并与介绍者进行了一些讨论，对BIM技术在美国的应用所达到的深度和广度留下了深刻的印象。　　归纳一下，BIM技术已获得的应用如下：　　在设计阶段，使用相应的软件直接进行建筑、结构、设备等各专业设计，设计中均建立了三维设计模型，各专业设计之间可以共享三维设计模型数据，避免数据重复录入；二维设计图纸可以从三维设计模型自动生成。使用专门的软件，可以对设计是否符合规范进行自动校核。另外，可以自动地将三维设计模型的数据导入到各种分析软件，例如能耗分析、绿色建筑分析、日照分析、风环境分析等软件中，快速地进行各种分析和模拟，还可以快速计算工程量并进一步进行工程成本的预测。　　在施工阶段，通过使用相应的软件，利用三维设计模型数据，进行虚拟建造。虚拟建造最重要的目的是，对建造过程进行预演，发现实际过程中将会出现的问题，及时改进，防患于未然。例如，可以综合建筑、结构、设备等各专业设计，进行碰撞检查。一旦发现构件之间的碰撞，可以及时调整设计，而不用等到施工时发现问题才进行设计变更。　　通过参加上述会议并结合之前对美国的几个相关企业的考察，笔者将BIM技术在国外的应用特征归纳为如下三点。一是由于BIM技术已经成为设计和施工企业承接项目的必要能力，BIM技术已受到广泛重视，大企业一般均已具备了应用BIM技术的能力；同时，BIM技术的专业咨询公司已经出现，并且十分活跃，为中小企业应用BIM技术提供了有力的支持。二是，在BIM技术应用过程中，不仅直接将BIM技术应用了建筑工程的局部环节中，例如，设计单位进行各种分析和模拟，而且形成了新的工作模式，例如实施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，共同对设计进行改进，并共同分享收益或风险，而且对此在行业中已经建立了标准的合同条款。三是，应用软件已经比较成熟，特别是，像Autodesk这样的大型软件开发商，提供了包括多个不同专业、跨不同阶段的软件，形成了全面的解决方案，从而有力地支持了BIM技术的应用。