談BIM 未來發(fā)展的方向

梁定河

(太原北晨綜合開發(fā)有限責(zé)任公司，山西太原 030013)

0 引言

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達。BIM就是傳承、有序的信息載體。

BIM目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)內(nèi)的廣泛認可，被譽為工程建設(shè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)設(shè)計的標(biāo)桿。BIM技術(shù)不僅是一次建筑設(shè)計革命，更是整個建筑領(lǐng)域的革命。

1 BIM建筑信息模型

1)BIM建筑信息模型通過對項目的各種物理和功能特性的數(shù)字表達，獲得知識資源的共享，為各種決策提供依據(jù)。它的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)提供完整的與實際情況一致的工程信息庫。

2)BIM是由一個三維的立體模型表述，它涵蓋了工程的所有信息，是用虛擬世界搭建的反映真實世界的客觀所在，可以根據(jù)需要，從模型中抽取各方面的信息。它直觀、形象，將復(fù)雜問題簡單化，是一次質(zhì)的提升和飛躍。

3)BIM重要的改革是信息，改變的是信息產(chǎn)生的過程，管理的過程，可連接建筑生命期各個階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，支持建設(shè)項目生命期中動態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享。

BIM的一項重要價值體現(xiàn)在通過構(gòu)建建筑信息模型，實現(xiàn)建筑全生命期各階段和各參與方之間的信息交換與共享。建筑全生命周期是BIM最大、最深遠的優(yōu)勢，包括了建筑從立項、策劃到規(guī)劃、設(shè)計、施工，再到運維管理的全過程。

2 設(shè)計階段

BIM技術(shù)使建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、空調(diào)、電氣等各個專業(yè)基于同一個模型進行工作，在一個定義好的規(guī)則下與該建筑模型打交道，從而使真正意義上的三維集成協(xié)同設(shè)計成為可能。在合理的時間節(jié)點里，將含有準(zhǔn)確信息的唯一模型，及時地傳遞到各大專業(yè)設(shè)計人員手中，避免了誤差和少走彎路，相對于傳統(tǒng)的二維設(shè)計，BIM信息模型的更新和傳遞方式，已不再僅僅依賴于圖形及文字，而是更多的通過服務(wù)器同步的方式聯(lián)系著每個人，各專業(yè)根據(jù)同一數(shù)據(jù)設(shè)計，任何反饋意見都是全專業(yè)共有的，可以在全息模型上同時修改，最終的設(shè)計成果一定是全面、最優(yōu)、最符合甲方要求的設(shè)計。如同在計算機上完整、真實地蓋了一次房子。

BIM中有關(guān)建筑工程的所有的數(shù)據(jù)及信息都存放在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，建筑師在設(shè)計過程中只需將模型中的信息導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件，BIM就可以實現(xiàn)對方案的各種設(shè)計優(yōu)化，進行結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、熱工、日照、能耗、建筑綠色節(jié)能等各種分析，進行各種干涉檢查和規(guī)范檢查，工程量的統(tǒng)計及成本預(yù)測，這大大降低了性能化分析的周期，簡化了工作流程，達到了優(yōu)化設(shè)計的目的，提高了設(shè)計質(zhì)量。

BIM將整個設(shè)計整合到一個共享的建筑信息模型中，結(jié)構(gòu)與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間的沖突會直觀地顯現(xiàn)出來，通過對BIM進行三維碰撞檢測，能及時發(fā)現(xiàn)錯誤并調(diào)整設(shè)計，避免了施工中的浪費。在建筑設(shè)計與建造過程中，房屋設(shè)計若是變動了，其他的工程師即可在平臺上獲悉提示被修改的數(shù)據(jù)，并對各自圖紙做出相應(yīng)調(diào)整，避免了施工中出現(xiàn)錯誤。

依靠BIM的本身優(yōu)勢，協(xié)同的范圍也從設(shè)計階段延伸到建筑全生命周期，需要規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維等各方的集體參與，因此具備了更為廣泛的實際意義，也使各參與方的經(jīng)濟效益得到提高。

甲方也可參與到設(shè)計當(dāng)中，真實地感受實際使用時的虛擬場景:上下班停泊車輛、坐電梯、吃飯聊天、開會等行為模式，判斷使用功能、空間布局、風(fēng)格、細節(jié)等設(shè)計功能的合理性與實用性。

3 施工階段

通過5D宏觀建造過程模擬和微觀可建性模擬，可以將工程在建造前預(yù)先搭建一遍，直觀、精確地反映整個建筑的施工過程，從而合理安排計劃，提前發(fā)現(xiàn)問題。通過事前控制，減少了因管理造成的窩工、返工。利用施工進度計劃、實際進度填報信息及其與施工模型的關(guān)聯(lián)，動態(tài)的顯示、對比施工進度，通過各施工工序之間的邏輯關(guān)系及進度計劃支撐施工順序的模擬，對不符合施工邏輯關(guān)系的進度計劃進行預(yù)警提示，同時，利用已有的施工工藝數(shù)據(jù)，以動態(tài)的形式展示復(fù)雜節(jié)點的施工工藝，解決復(fù)雜節(jié)點施工難以解決的問題。

通過對施工中的重要環(huán)節(jié)進行可視化模擬分析，可以對施工組織設(shè)計方案進行優(yōu)化論證，對于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的特殊節(jié)點、關(guān)鍵部位，作施工時間進度模型配合各專業(yè)進行施工圖深化設(shè)計，進行可視化演示。對不同的施工方案，進行優(yōu)劣對比分析，得到最佳方案。使精益化施工成為可能，極大地節(jié)約了工期和施工成本。

施工過程中，點取任意設(shè)施實體，即可查詢其施工段名稱、標(biāo)高、軸線、配筋、混凝土標(biāo)號及工程量等詳細信息。以列表方式同步顯示當(dāng)前施工狀態(tài)的詳細信息，計劃開工和完成時間、實際開工和完成時間以掌控施工進度的詳細狀況。

4 運維階段

建筑設(shè)備的運營維護需要大量信息的支持，而傳統(tǒng)的建筑信息主要基于紙質(zhì)文檔和圖紙進行儲存，因此需要從海量紙質(zhì)的圖紙和文檔中尋找所需的信息，效率低下。BIM技術(shù)中物管中心將物業(yè)管理、安全、消防及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等整合在一個管理平臺上，做到全時全過程服務(wù)管理，可以對所有設(shè)備和建筑構(gòu)件進行遠程全息化自動檢測，而且可以提醒人們對設(shè)備產(chǎn)品進行維保和定期更換，從而減少了故障率和潛在的設(shè)備隱患，災(zāi)害發(fā)生時應(yīng)急的處置預(yù)案等，BIM可以使未來的家成為真正的智能之家，給我們的生活帶來極大的便利。

通過三維可視化，直觀地掌握室外各種附屬設(shè)施、綜合管網(wǎng)的功能，布置運行情況等詳細信息，可以跟蹤所有的維護、檢修作業(yè)。

5 文檔管理

BIM模型提供了一個文檔存儲的大容器，可以讓所有的對接文檔按時間順序填入與之相關(guān)的建筑空間，永久留存。可以把存儲在城建檔案中的工程藍圖、CAD電子圖紙按統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)變?yōu)橥环N“語言”轉(zhuǎn)換成協(xié)同平臺上可視化的數(shù)據(jù)信息，隨時可填充、更新工程竣工交付后的改建、擴建等新生數(shù)據(jù)信息，構(gòu)筑起了一座真正意義上的智慧信息城市。

一場由BIM引領(lǐng)的技術(shù)大變革已然開始。BIM不單單是軟件，更是一種理念。包含了工程對象完整的工程信息，是建筑工程數(shù)字化建造最直接的信息源。

6 BIM發(fā)展的方向

BIM可以單獨完成對本項工程全生命周期內(nèi)所有信息的溝通、思維和錄傳工作。在建筑信息模型中，有關(guān)建筑工程所有基本構(gòu)件的基本數(shù)據(jù)簡單一些的放在EXCEL內(nèi)，復(fù)雜的存放在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，在這個數(shù)字城市里，BIM可以為設(shè)計、施工、運維等參與方提供這個項目的所有信息，這些信息按照建筑行業(yè)本身的規(guī)律和建筑構(gòu)件存放在一起，在這個事實上就是一個虛擬建筑的BIM模型中，不同參與方能夠用最直觀的方式找到和獲取需要的資料，支持其對該項目的各種專業(yè)操作。

BIM意味著一個全新的建筑行業(yè)的操作模式，BIM技術(shù)實施不可能一蹴而就，技術(shù)發(fā)展首先要符合社會習(xí)慣，在技術(shù)提升過程中逐步改變傳統(tǒng)，BIM的普及與推廣，已不僅僅是建筑業(yè)本身的問題，而是涉及到社會發(fā)展的層面了，需要社會、政府、專業(yè)協(xié)會的廣泛介入，進行大力倡導(dǎo)與推廣，逐步讓各界與所有參建的各方接受。

7 BIM現(xiàn)階段存在的問題

1)目前BIM軟件以國外軟件為主，本土化程度不夠，影響推廣普及應(yīng)用。

2)軟件之間融合的問題，軟件間接口不完善，BIM數(shù)據(jù)打通程度不夠。不同公司、不同用途BIM軟件之間暫時不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的完美傳遞，流程不配套。

3)軟件的應(yīng)用對人員素質(zhì)要求較高，BIM人才欠缺，硬件的設(shè)備要求較高。

4)BIM標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，目前國內(nèi)缺乏系統(tǒng)化的、具有實際操作性的，且行之有效的BIM標(biāo)準(zhǔn)。

5)BIM意味著一個全新的操作模式，遇到了觀念、習(xí)慣、體制、技術(shù)、成本等各方面的困難。

BIM是一個大的概念，一種理念，也是一種技術(shù)，它的應(yīng)用可以貫穿于項目的全過程，實際應(yīng)用可能有成百上千種，需要一系列的工具和服務(wù)軟件來支撐。BIM技術(shù)不僅僅是一次建筑設(shè)計的革命，而是整個建筑產(chǎn)業(yè)鏈的革命。

BIM的特點決定了對建筑業(yè)的影響和價值將會遠遠超過20年前的CAD，同時也決定了學(xué)習(xí)掌握和推廣普及需要付出更大的努力和艱辛，建筑信息模型(BIM)技術(shù)取代傳統(tǒng)CAD技術(shù)已經(jīng)成為必然趨勢，CAD這一頁肯定會翻過去的，建筑的未來是BIM，讓我們共勉。

［1］ 歐陽東.BIM技術(shù)第二次建筑設(shè)計革命［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］ 劉濟瑜.勇敢走向BIM［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［3］ 黃 強.BIM與模型［EB/OL］.筑龍網(wǎng).

［4］ 何關(guān)培.我國BIM發(fā)展戰(zhàn)略和模式探討［J］.土木工程信息技術(shù)，2012(3):38-39.

［5］ 何關(guān)培.何關(guān)培談BIM博客［Z］.