關(guān)于中國建筑信息化模型（BIM）的應(yīng)用研究

【摘 要】 隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的建筑行業(yè)也日漸發(fā)展迅速，人民生活水平的提高和生活質(zhì)量的改善對(duì)建筑行業(yè)的要求也越來越高，表現(xiàn)在建筑材料，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和理念，環(huán)保要求等方面。這就要求中國的建筑設(shè)計(jì)師推陳出新，樹立新的建筑觀念，更新設(shè)計(jì)思想。建筑信息化模型（BIM）是適應(yīng)社會(huì)的新興產(chǎn)物，將會(huì)成為建筑行業(yè)的趨勢。本文分三個(gè)方面分別介紹了BIM的內(nèi)涵，BIM在國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r以及BIM在中國的應(yīng)用價(jià)值和前景。

【關(guān)鍵詞】 建筑信息化模型（BIM）；BIM應(yīng)用價(jià)值；BIM應(yīng)用前景

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，由于人們生活質(zhì)量和品味的提高，建筑行業(yè)的競爭日漸加劇，不但有來自國內(nèi)建筑業(yè)的壓力，國外的建筑業(yè)也逐漸挺近國內(nèi)。如何提高我國建筑行業(yè)的競爭力，滿足人們的需求，建筑信息化模型（BIM）應(yīng)運(yùn)而生。目前，我國工程項(xiàng)目的規(guī)模日益擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)形式愈加復(fù)雜，尤其是超大型工程項(xiàng)目層出不窮，使企業(yè)和項(xiàng)目都面臨著巨大的投資風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用BIM技術(shù)，從根本上解決建筑生命期各階段和各專業(yè)系統(tǒng)間信息斷層問題，從設(shè)計(jì)、施工技術(shù)到管理全面提高信息化水平和應(yīng)用效果，已成為建設(shè)企業(yè)的迫切需求。

一、建筑信息化模型（BIM）的內(nèi)涵

建筑信息模型（BIM）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息做出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

在建筑工程整個(gè)生命周期中，BIM可以實(shí)現(xiàn)集成管理，因此這一模型既包括建筑物的信息模型，同時(shí)又包括建筑工程管理行為的模型。將建筑物的信息模型同建筑工程的管理行為模型進(jìn)行完美的組合。因此在一定范圍內(nèi)，建筑信息模型可以模擬實(shí)際的建筑工程建設(shè)行為，例如：建筑物的日照，外部維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱狀態(tài)等。

二、BIM在國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

BIM的研究率先在國外開始，1996年美國斯坦福大學(xué)提出的4D模型，將建筑構(gòu)件的3D模型與施工進(jìn)度的各種工作相鏈接，動(dòng)態(tài)地模擬這些構(gòu)件的變化過程。新加坡南洋理工大學(xué)提出了一個(gè)基于IFC的網(wǎng)絡(luò)工作平臺(tái)，采用網(wǎng)絡(luò)及XML技術(shù)進(jìn)行信息交換，支持建筑設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)分析的模型轉(zhuǎn)換。

美國Autodesk公司于2002年首次提出BIM解決方案，推出了相應(yīng)的Revit和Civil3D軟件。然而，這些應(yīng)用軟件僅僅是應(yīng)用BIM的概念，針對(duì)建筑或某個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)建立構(gòu)件對(duì)象的3D模型，并附加相關(guān)的工程屬性和構(gòu)件對(duì)象之間的相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)過程中的數(shù)據(jù)共享。而如何建立面向建筑生命期的BIM，實(shí)現(xiàn)全過程的數(shù)據(jù)共享和交換，還存在大量亟待解決的理論和技術(shù)問題。

在我國，BIM是一種新興事物，它的設(shè)計(jì)理念正逐步被建筑行業(yè)人士所知。BIM技術(shù)對(duì)施工企業(yè)的管理而言將是一個(gè)劃時(shí)代的變革，它徹底改變了施工企業(yè)生產(chǎn)和管理的理念和方式。并且，國內(nèi)已經(jīng)有一些實(shí)力領(lǐng)先的廠商開始嘗試BIM技術(shù)的應(yīng)用。國內(nèi)先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和地產(chǎn)公司紛紛成立BIM技術(shù)小組，一些項(xiàng)目也率先應(yīng)用上了BIM，比如2008北京奧運(yùn)會(huì)奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程以及香港地鐵項(xiàng)目等。BIM最初只是應(yīng)用于一些大規(guī)模標(biāo)志性的項(xiàng)目當(dāng)中，除了堪稱BIM經(jīng)典之作的上海中心大廈項(xiàng)目外，上海世博會(huì)的一些場館也應(yīng)用了BIM。僅僅經(jīng)過兩三年，BIM現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到一些中小規(guī)模的項(xiàng)目當(dāng)中。以福建省建筑設(shè)計(jì)研究院為例，全院70%～80%的項(xiàng)目都是使用BIM完成的。

住建部編制的建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃明確提出要推進(jìn)BIM協(xié)同工作等技術(shù)應(yīng)用，普及可視化、參數(shù)化、三維模型設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)水平，降低工程投資，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、采購、建造、投產(chǎn)到運(yùn)行的全過程集成運(yùn)用。不過相對(duì)于中國的建設(shè)大潮，BIM的應(yīng)用僅僅處于萌芽時(shí)期，中國的BIM應(yīng)用還有很大的空間待挖掘。

三、建筑信息化模型（BIM）的應(yīng)用價(jià)值及前景

（一）BIM的應(yīng)用價(jià)值

BIM不是簡單的將數(shù)字信息進(jìn)行集成，它還是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，并可以用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險(xiǎn)。BIM的應(yīng)用提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、它的應(yīng)用價(jià)值具體體現(xiàn)在：

（1）三維渲染，宣傳展示

三維渲染動(dòng)畫，給人以真實(shí)感和直接的視覺沖擊。建好的BIM模型可以作為二次渲染開發(fā)的模型基礎(chǔ)，大大提高了三維渲染效果的精度與效率，給業(yè)主更為直觀的宣傳介紹，提升中標(biāo)幾率。

（2）快速算量，精度提升

BIM數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量，提升施工預(yù)算的精度與效率。由于BIM數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級(jí)，可以快速提供支撐項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息，有效提升施工管理效率。BIM技術(shù)能自動(dòng)計(jì)算工程實(shí)物量，這個(gè)屬于較傳統(tǒng)的算量軟件的功能，在國內(nèi)此項(xiàng)應(yīng)用案例非常多。

（3）精確計(jì)劃，減少浪費(fèi)

BIM的出現(xiàn)可以讓相關(guān)管理?xiàng)l線快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為施工企業(yè)制定精確人材計(jì)劃提供有效支撐，大大減少了資源、物流和倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，為實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)支撐。

（二）BIM在中國的應(yīng)用前景

BIM是一種全新的理念，它涉及到從規(guī)劃、設(shè)計(jì)理論到施工、維護(hù)技術(shù)的一系列創(chuàng)新和變革，是建筑業(yè)信息化的發(fā)展趨勢。BIM的研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)建筑生命期管理，提高建筑行業(yè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)建筑業(yè)全面信息化和現(xiàn)代化，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。與歐美發(fā)達(dá)國家相比，我國BIM應(yīng)用起步并不晚，但由于建筑企業(yè)和項(xiàng)目管理模式及水平的限制，致使其推廣應(yīng)用會(huì)更為艱難。然而，國家政府的重視，行業(yè)發(fā)展的需求，將極大地促進(jìn)BIM更深層次的研究和廣泛的推廣應(yīng)用。

我國BIM技術(shù)的基礎(chǔ)性研究得到國家的大力支持，并取得了卓有成效的研究成果。如清華大學(xué)完成的國家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃課題研究成果“基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)”，成功應(yīng)用于國家體育場、青島海灣大橋、廣州西塔等多個(gè)大型、復(fù)雜工程，專家評(píng)價(jià)屬國內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，并榮獲2009年華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

因此要在中國推動(dòng)BIM，需要充分發(fā)揮政府的作用，制定相關(guān)政策大力扶持對(duì)BIM的研究應(yīng)用。另一方面，BIM市場的發(fā)展，需要一群理解BIM理念，掌握BIM方法論和實(shí)施技術(shù)，充分發(fā)揮BIM優(yōu)勢的人才，因此各大院校應(yīng)該加強(qiáng)合作，培養(yǎng)專門人才。

結(jié)語

BIM實(shí)現(xiàn)了建筑生命期各階段的工程性能、質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本的集成化管理，適應(yīng)了建筑行業(yè)改革的要求，在中國雖然起步晚，但是逐漸被國家和建筑行業(yè)人士認(rèn)可。BIM的廣泛應(yīng)用必然在中國的建筑行業(yè)引發(fā)一場巨大的變革，在國內(nèi)外都有廣闊的發(fā)展前景。加大政府的作用，培養(yǎng)專門人才，才會(huì)更大程度的推動(dòng)BIM在中國的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張建平、王洪鈞.建筑施工4D++模型與4D項(xiàng)目管理系統(tǒng)的研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2003（3）：70-78

[2] 張建平，曹銘，張洋.基于IFC標(biāo)準(zhǔn)和工程信息模型的建筑施工4D管理系統(tǒng)[J].工程力學(xué)，2005（22）：220-227

[3] 張建平、郭杰、王盛衛(wèi)、徐正元.基于IFC標(biāo)準(zhǔn)和建筑設(shè)備集成的智能物業(yè)管理系統(tǒng)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（6）：940-946

[4] 張樹捷. BIM在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用研究[J] .建筑經(jīng)濟(jì)，2012（2）：12-14