數(shù)字化背景下工程建設發(fā)展的新機遇

(張凱 供稿)

“BIM與工程建設信息化——第三屆工程建設計算機應用創(chuàng)新論壇”于2011年11月24～25日在上海市舉辦。本屆論壇由住建部工程質量安全監(jiān)管司指導;中國土木工程學會計算機應用分會、中國圖學學會土木工程圖學分會、中國建筑學會建筑結構分會計算機應用專業(yè)委員會共同主辦，由上?，F(xiàn)代建筑設計(集團)公司與建研科技股份有限公司聯(lián)合承辦。

論壇的技術交流涵蓋了以下議題

1.BIM技術的發(fā)展趨勢與展望

上?，F(xiàn)代建筑設計集團的張樺總裁、中國建筑科學研究院的李云貴副總工、上海交通大學的劉西拉教授、中國建筑科學研究院楊志勇博士、Autodesk的李邵建總監(jiān)與我們分享了BIM在建筑行業(yè)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及對策，對我國建筑行業(yè)BIM及工程建設信息化發(fā)展具有重要的指導意義。斯坦福大學的甘嘉恒博士與我們分享了美歐等國的BIM技術應用經(jīng)驗，為我們BIM技術發(fā)展提供了很好的借鑒和參考。

2.BIM技術在設計、施工、鋼結構制造等企業(yè)中的應用

上海建筑設計研究院的王平山副院長、寶鋼鋼構的賀明玄總工、上海市政工程研究員張呂偉副總工、中建八局的馬洪娟高工、上海現(xiàn)代工程咨詢有限公司的呂芳副總工、浙江建工集團的金睿副總工、華東建筑設計研究員的徐浩、上?，F(xiàn)代建筑設計集團數(shù)字化技術研究咨詢部的陸揚等對BIM技術在設計、施工、鋼結構制造、市政等方面的應用經(jīng)驗，對我們相關企業(yè)BIM技術應用具有積極的參考價值。

3.BIM技術標準研究與軟件開發(fā)技術研究

清華大學的顧明教授、張建平教授、王勇博士、魏振華博士、中國建筑科學研究院的張欣研究員、趙志安研究員對BIM技術標準、三維設計分析技術、綠色建筑性能分析技術、成本性能等領域的研究，展示了BIM開發(fā)技術在國內的發(fā)展現(xiàn)狀，對推動我國BIM技術發(fā)展具有積極意義。

4.國內外軟硬件生產(chǎn)商展示了BIM技術的最新發(fā)展

Autodesk、達索、EMC、澳汰爾、Bently等國際知名廠商展示了與BIM或PLM相關的先進技術，這些技術的應用有利于我國工程建設質量和效率的提高，同時引導我國相關技術的發(fā)展。

本次研討會利用論文、大會發(fā)言討論、新技術和新產(chǎn)品的展示等多種形式進行了充分的交流，交流，尤其是通過軟件生產(chǎn)商和用戶之間的直接交流，使供需雙方相互了解，促進BIM及工程建設信息化技術完善和提高，達到了各方合作共贏的目的。

論壇為與會代表展現(xiàn)了工程建設行業(yè)信息化發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)

近年來BIM給建筑設計行業(yè)帶來了多方面的機遇與挑戰(zhàn)。隨著超高層、超大跨度建筑等大型復雜土木工程在我國的大量涌現(xiàn)，行業(yè)計算機應用的前沿人士不約而同地聚集在新的高度，關注、審視、研究BIM技術對我國建筑工程設計行業(yè)的影響。

1.BIM帶來建筑設計的思維轉型

多數(shù)建筑設計師選用這項技術的初衷是為了提高設計工作的效率，其實BIM的核心內涵并不僅限于此，它帶給建筑設計行業(yè)的核心意義在于設計思維和方法的改變。

BIM提供的是一種更接近現(xiàn)實世界的設計思維模式，采用模擬真實物體的方式，以三維設計思維為基礎將傳統(tǒng)的二維圖紙完全轉化為三維實體模型的工作。BIM是對設計建造本源的回歸，讓建筑師不再苦于用二維施工圖來表達空間的三維復雜形態(tài)，從而拓展建筑師對建筑形態(tài)探索的可實施性，讓建筑設計從二維到三維，進而走向數(shù)字化建造。

2.BIM帶來建筑設計方法的轉型

①從立面設計到空間設計是BIM帶給建筑設計方法的轉型之一

傳統(tǒng)的建筑設計方法是設計者將建筑空間從設計過程中剝離，使之成為概念設計并經(jīng)常被忽視，卻更關注其平面功能和形象。其實，建筑空間不是建筑平面功能與外表面圍合而成的副產(chǎn)品，而是一種控制建筑的設計方法。在我國多數(shù)業(yè)主或領導們更多關注建筑形象的社會影響下，加之設計工具的限制，設計師很難在較短的設計周期內深入推敲空間，用空間控制設計更是難以實現(xiàn)，BIM為改變這種狀況提供了可能。在BIM中建筑室內空間、建筑表皮、建筑室外空間被整合成一個相互關聯(lián)的邏輯系統(tǒng)。建筑設計從空間關系控制入手，平面布置和空間設計同步進行，空間直觀反映建筑表皮并形成建筑立面。BIM為空間設計方法提供了強有力的技術支持，使內外兼容的空間設計變得簡單易行，讓現(xiàn)代建筑設計回歸建筑本質。

②從粗放設計到集成設計是BIM帶給建筑設計方法的轉型之二

當前，我國作為勞動密集型產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)與技術密集型產(chǎn)業(yè)(如裝備制造業(yè))相比，無論設計還是生產(chǎn)都是粗放型的。粗放型設計表現(xiàn)為各個專業(yè)設計圖紙的深度淺、質量低以及各專業(yè)間的集成化程度低，其工作方法是各自為政，采用傳統(tǒng)的提條件圖方法協(xié)同，集成化程度處于以圖紙為中介的落后模式，效率低下且設計品質低。BIM以三維信息模型為基本集成平臺，改變了建筑工程傳統(tǒng)單兵作戰(zhàn)的工作方式和模式，從異步的、松散聯(lián)系的各專業(yè)離散設計轉化為同步的、緊密聯(lián)系。

③BIM集成化主要體現(xiàn)在3個方面

一是設計工種的集成。建筑師、結構工程師、設備工程師等設計工種在同一個三維信息模型下工作，實現(xiàn)設計技術自身的協(xié)同，減少工種圖紙間的“錯、漏、碰、缺”現(xiàn)象，而不僅是制圖標準、文檔管理的傳統(tǒng)協(xié)同。二是設計各階段的集成。運用BIM，利用參數(shù)化構件組成的模型修改，可以省去建筑方案設計與后續(xù)設計(如初步設計、施工圖設計)之間繁重的重繪工作，避免設計各環(huán)節(jié)脫節(jié)，便于根據(jù)實際工程要求對原方案的梳理及修改工作。三是設計完成后各階段的集成。BIM包含建筑工程從設計、使用直至建筑使用周期終結的所有信息參數(shù)，這些信息始終建立在一個三維模型數(shù)據(jù)庫中，業(yè)主、施工單位及政府管理部門都基于這個統(tǒng)一的模型協(xié)同工作。

3.BIM的實施改變了工程項目的協(xié)作過程

在我國“生產(chǎn)型”設計模式為主導的現(xiàn)狀下，從建筑設計行業(yè)入手實施BIM，可以幫助建筑工程的參與者聯(lián)系更加緊密，提高決策的效率和正確性，為項目提供互相協(xié)調、一致及可運算的信息。建筑工程參與者包括業(yè)主、施工單位、政府及其他的相關管理部門等。施工單位利用BIM的信息技術，可以更好地進行施工計劃，更準確地進行工程造價的計算;材料供應商，尤其是預制構件的生產(chǎn)商，能夠更好地利用數(shù)控設備進行生產(chǎn)和虛擬安裝，提高構件的生產(chǎn)和安裝水平;政府審批部門利用BIM可以更好、更快地理解設計意圖，提高設計審批效率;設施管理部門在工程竣工后得到比傳統(tǒng)竣工圖更詳盡的建筑工程信息，實施現(xiàn)代化、可視化的設施管理。BIM在工程項目的協(xié)作范疇內，對建筑行業(yè)的主要參與方均產(chǎn)生了積極的影響，它使設計在工程的建設過程中更顯現(xiàn)其主導作用，使工程項目信息得到更好地創(chuàng)建、共享，改變了工程項目的協(xié)作過程，使之更加協(xié)調、統(tǒng)一。

為有效推動BIM技術在工程建設各個環(huán)節(jié)的應用，本次論壇建議

· 獲取政策大力扶持。目前，要在中國推動BIM，強力政府扮演的角色絕對是至關重要的，對BIM技術推廣相應的政策扶持完全可以加速BIM在中國的進程。從社會總成本、總生產(chǎn)效率、節(jié)能環(huán)保、減少碳排放等各大方面來說，BIM的推廣是政府可以做，也是能夠大有作為的工作。

· BIM標準要以我國工程建設的需求為基礎。加快BIM標準的研究和編制，通過產(chǎn)學研結合、通過工程建設相關各方的緊密協(xié)作、通過具體工程應用的試點不斷加以完善。

· 推動軟件產(chǎn)品及BIM資源的發(fā)展。要求各BIM軟件廠商能協(xié)調配合，在國家相關規(guī)范、標準的引導下，加強軟件數(shù)據(jù)可交互性及軟件整合性。盡快解決關鍵技術問題，實現(xiàn)BIM的本土化的廣泛應用;由設備生產(chǎn)商、部件供應商、住宅產(chǎn)業(yè)化中預制件生產(chǎn)商、設計企業(yè)及施工企業(yè)對構件庫平臺參與共同建設社會共享的建筑構件庫平臺。

· 建立人才和法規(guī)保障機制。轉變設計師、工程師對BIM的片面觀念，培養(yǎng)BIM人才隊伍，建立BIM資格認證機制。改革現(xiàn)有建筑行業(yè)的機制，盡快完善建筑行業(yè)規(guī)程及法律責任界限。

· 抓住高端業(yè)主，調動業(yè)主積極性，充分發(fā)揮業(yè)主對BIM應用的推動作用。對整個產(chǎn)業(yè)鏈來說，沒有業(yè)主的推動，設計單位一廂情愿也很難促成，國內高端業(yè)主的出現(xiàn)是BIM推行的契機，同時，住房與城鄉(xiāng)建設部提出的全裝修房、綠色施工、裝配式住宅、節(jié)能減排、光電建筑一體化等決策的普及和實施也是很好的推動力。