城建檔案需要BIM實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理

文｜云南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳城鎮(zhèn)檔案工作辦公室 趙 康

【關(guān)健詞】：城建檔案、BIM技術(shù)、現(xiàn)代化管理

一、概述BIM

BIM是建筑信息模型。它涵蓋了幾何學(xué)、空間關(guān)系、地理信息系統(tǒng)以及各種建筑組件的性質(zhì)及數(shù)量。BIM是利用數(shù)字模型對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程。它是建設(shè)項(xiàng)目物理和功能的數(shù)字表達(dá)。BIM應(yīng)具有超強(qiáng)的“數(shù)據(jù)整合能力”，把來(lái)自各方面(包括：設(shè)計(jì)、預(yù)/決算、招投標(biāo)、構(gòu)件制造、采購(gòu)、施工及工藝流程等)匯集的信息實(shí)行集成管理。各部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)入平臺(tái)軟件后，形成平臺(tái)軟件本身的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，提供各類切實(shí)的信息，為設(shè)計(jì)、承造、建筑物業(yè)主/經(jīng)營(yíng)者創(chuàng)建完整溝通的渠道，提供解決工程專項(xiàng)所需要的相關(guān)實(shí)時(shí)信息。幫助決策者做出科學(xué)的判斷，減少設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)所產(chǎn)生的各類錯(cuò)誤，對(duì)后續(xù)的管理者和改建、擴(kuò)建工作提供全方位快速、有效的幫助。由于BIM(建筑信息模型)用數(shù)字化的建筑組件表示真實(shí)世界中用來(lái)建造建筑物的構(gòu)件。以數(shù)字技術(shù)為依托將建設(shè)項(xiàng)目從建設(shè)項(xiàng)目的興建到拆除的整個(gè)“生命”過(guò)程展示出來(lái)。是一種結(jié)合工程專項(xiàng)(全過(guò)程)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的模型技術(shù)。

BIM具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。

1.可視化：BIM建筑信息模型的整個(gè)過(guò)程以圖像、圖表或動(dòng)畫(huà)的方式進(jìn)行信息溝通，BIM技術(shù)將二維視圖(圖紙)，轉(zhuǎn)換成三維模型(立體實(shí)物圖形)展示在我們的面前，并且可做出各式各樣的建筑形狀和性能進(jìn)行分析，將建筑更直觀的展示出來(lái)。其結(jié)果可生成除效果圖的展現(xiàn)和報(bào)表的生成以外，整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行溝通、商議、決策。

2.協(xié)調(diào)性：BIM可在建筑物建造前期對(duì)參建的各工種(專業(yè))可能產(chǎn)生碰撞的問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，提供出協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，解決由于各專施工單位各自為陣的施工帶來(lái)的碰撞 ，同時(shí)，還可以解決建筑和設(shè)備的布局協(xié)調(diào)，例如：電梯井布置、防火分區(qū)、地下排水布置等相互之間與其他設(shè)計(jì)布置的協(xié)調(diào)。

3.模擬性：BIM能模擬設(shè)計(jì)出的建筑3D效果圖，還能模擬并操作“真實(shí)世界”的事物。從規(guī)劃中模擬空氣流動(dòng)、日照采光、環(huán)境溫度、可視度分析和噪聲分析實(shí)驗(yàn)；建筑(群)模擬節(jié)能、緊急疏散、電力、給排水等實(shí)驗(yàn)；對(duì)招投標(biāo)階段，可以用三維模型來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的算量；對(duì)施工階段，可模擬整個(gè)施工過(guò)程(虛擬施工)，根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬施工，檢查施工方案是否合理，建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方對(duì)施工過(guò)程和各個(gè)環(huán)節(jié)做到心中有數(shù)。施工現(xiàn)場(chǎng)的物料、塔吊擺放是否安全、方便等。從而來(lái)確定合理的施工方案。實(shí)現(xiàn)成本控制，盡是減少建筑質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題，減少返工和整改；對(duì)建設(shè)項(xiàng)目交付以后的后期管理運(yùn)營(yíng)階段，BIM可以對(duì)日常緊急情況進(jìn)行模擬，如：模擬設(shè)備添加、維修和故障處理，模擬災(zāi)害人員的逃生及消防和人員疏散等。根據(jù)模擬提供的數(shù)據(jù)來(lái)制定應(yīng)急方案。

4.優(yōu)化性：BIM可以提供項(xiàng)目方案的優(yōu)化：把項(xiàng)目設(shè)計(jì)和效益分析結(jié)合起來(lái)，分析設(shè)計(jì)變化對(duì)效益的影響，讓業(yè)主知道哪種項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案更有利于自身的需求。從而對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，可以把施工工藝、工期和造價(jià)進(jìn)行改進(jìn)。

5.可出圖性：BIM通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、模擬、協(xié)調(diào)、優(yōu)化以后，可輸出（l）綜合管線圖；（2）預(yù)埋構(gòu)件圖；（3）碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案。

隨著我國(guó)的建筑事業(yè)的發(fā)展，大型公用建筑不斷增加，以前的施工管理手段明顯落后，導(dǎo)致在管理上出現(xiàn)困難和混亂，效能低下，以至于工期延誤，成本浪費(fèi)的現(xiàn)象比比皆是。要有效的改善這種情況，將過(guò)去低技術(shù)、高能耗、管理水平落后的建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化成集數(shù)字化分析、工廠化加工(原材料生產(chǎn))、現(xiàn)場(chǎng)施工、精密測(cè)控、信息化管理的現(xiàn)代化建造產(chǎn)業(yè)。BIM技術(shù)提供了很好的技術(shù)平臺(tái)，把傳統(tǒng)的建造技術(shù)提升為數(shù)字化建造技術(shù)。實(shí)現(xiàn)建筑(群)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、施工和造價(jià)管理，再到交付、運(yùn)營(yíng)全過(guò)程(生命周期)的數(shù)字化管理。近幾年，BIM在建筑行業(yè)得到逐步廣泛應(yīng)用，它以建設(shè)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)，建立建筑模型。利用BIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方共享和互用數(shù)據(jù)信息、開(kāi)展協(xié)同工作。通過(guò)BIM進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工和管理方案。利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)文字、圖片和視頻的提交、審核，進(jìn)行工程洽商、協(xié)調(diào)，管理和監(jiān)控施工質(zhì)量、安全、成本和進(jìn)度等工作方式。 例如，應(yīng)用BIM技術(shù)建造的北京國(guó)家體育場(chǎng)(鳥(niǎo)巢)工程的數(shù)字化建造實(shí)踐、昆明新機(jī)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備安裝與運(yùn)維管理實(shí)踐、北京英特宜家購(gòu)物中心工程等就是很好的實(shí)例。

國(guó)家體育場(chǎng)通過(guò)研究和綜合應(yīng)用多種數(shù)字化建造技術(shù)，解決了工程建造中大尺度彎扭構(gòu)件設(shè)計(jì)與加工、特大跨度復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)安裝、合龍、負(fù)載要求高等技術(shù)難題，僅用了4年時(shí)間就按質(zhì)按量地完成了工程建設(shè)。昆明新機(jī)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備安裝采用了基于BIM的機(jī)電設(shè)備安裝4D管理系統(tǒng)，確保并行或交叉施工順利進(jìn)行，減少各專業(yè)施工之間沖突、窩工、返工等問(wèn)題，提高施工效率和管理水平，保證了工期和質(zhì)量。在航站樓的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)中采用了BIM和GIS相結(jié)合的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了航站樓運(yùn)維信息化、動(dòng)態(tài)化和可視化管理。北京英特宜家購(gòu)物中心工程采用BIM集成應(yīng)用方案，通過(guò)BIM建模及深化設(shè)計(jì)、4D施工動(dòng)態(tài)管理和BIM項(xiàng)目綜合管理，提升了施工效率和管理水平。

BIM技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐表明，我國(guó)的建造技術(shù)未來(lái)將向數(shù)字化建造技術(shù)和智慧管理方向邁進(jìn)，這也是建造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。城市的建造和管理也將向數(shù)字化、智慧化方面發(fā)展。

二、BIM納入城建檔案工作范疇的必要性

城建檔案是在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理活動(dòng)中形成的具有保存價(jià)值的文字、圖紙、圖表、聲像、電子文件、實(shí)物等各種形式和載體的歷史記錄。它是城市規(guī)劃、建設(shè)、管理過(guò)程的真實(shí)記錄，是城市建設(shè)和發(fā)展的重要依據(jù)。它對(duì)城市的規(guī)劃具有重要指導(dǎo)作用，是城市的工業(yè)和民用建筑、市政基礎(chǔ)設(shè)施的新建、改建、維護(hù)和恢復(fù)重建的重要依據(jù)。城建檔案館(室)是管理城建檔案的機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所。主要從事城建檔案的收集、整理、鑒定、保管、編研和利用工作。城建檔案管理的主要作用與目的就是保護(hù)和利用城市規(guī)劃、建設(shè)、管理活動(dòng)中形成珍貴資料，為城市的建設(shè)、發(fā)展提供更好的利用。

過(guò)去城建檔案管理工作主要針對(duì)實(shí)物檔案進(jìn)行管理，整個(gè)過(guò)程從收集、整理、鑒定到保管、利用，其工作內(nèi)容繁雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、查尋利用效率低。近幾年許多城建檔案機(jī)構(gòu)根據(jù)《全國(guó)城建檔案信息化建設(shè)規(guī)劃與實(shí)施綱要》、《數(shù)字檔案館建設(shè)指南》和《紙質(zhì)檔案數(shù)字化技術(shù)規(guī)范》(DA T31-2005)的要求開(kāi)展一系列城建檔案數(shù)字化、信息化工作，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)行檔案數(shù)字化管理。把原有的紙質(zhì)檔案進(jìn)行掃描、存儲(chǔ)，將原來(lái)的實(shí)物檔案轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息(電子圖片文件)。這些工作減少了庫(kù)存檔案的損壞，在一定程度上延長(zhǎng)了檔案的壽命，有利于檔案的保護(hù)。在城建檔案的收集過(guò)程中同時(shí)收集了部分?jǐn)?shù)字資料(如：CAD數(shù)據(jù)文件、數(shù)碼照片、數(shù)字影像和掃描后的電子文件等)，并建立了專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)了相關(guān)城建檔案管理系統(tǒng)(MIS)。初步實(shí)現(xiàn)了城建檔案數(shù)字化管理，準(zhǔn)確、快捷地向社會(huì)提供利用。向檔案數(shù)字化、信息化邁進(jìn)了一步。

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技進(jìn)步，許多地方提出“智慧城市”建設(shè)的設(shè)想，這不僅需要大量豐富的城市規(guī)劃、建設(shè)和管理等方面的信息，還需要有智能化的科技手段，更好地幫助人們建設(shè)和管理好城市?！爸腔鄢鞘小彪x不開(kāi)智能建筑，就是建筑的智能化。智能建筑不是從建筑物的使用開(kāi)始的，而是在建造過(guò)程中和建成以后形成的智慧化、互聯(lián)化、相互協(xié)同化。BIM技術(shù)是建造事業(yè)發(fā)展的技術(shù)產(chǎn)物，它是建筑全生命周期的建筑信息模型，它是從設(shè)計(jì)階段，施工階段、運(yùn)維階段的信息模型。BIM作為建設(shè)項(xiàng)目信息的整合平臺(tái)(系統(tǒng))，把來(lái)自各方面(包括：設(shè)計(jì)、預(yù)/決算、招投標(biāo)、構(gòu)件制造、采購(gòu)、施工及工藝流程等)匯集的信息實(shí)行集成管理。利用BIM技術(shù)管理建造的建筑，從開(kāi)始就連續(xù)不斷地匯集并形成大量數(shù)據(jù)(信息)。這些信息是應(yīng)用BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目建造過(guò)程中形成的，具有保存和利用價(jià)值，是建筑的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)、城市的數(shù)字化和智能化管理所需要的數(shù)據(jù)信息。在工程項(xiàng)目中形成的所有應(yīng)保存的資料(包括信息資料)，都應(yīng)移交到城建檔案館，收集后的信息，經(jīng)過(guò)整理向社會(huì)提供服務(wù)，與社會(huì)共享。其中，也包括運(yùn)用BIM技術(shù)管理的工程項(xiàng)目中形成的所數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息也屬于城建檔案收集范疇。隨著這些數(shù)據(jù)的逐步積累，城建檔案機(jī)構(gòu)也需要建立相應(yīng)的BIM平臺(tái)，用于不斷地收集、匯集和更新的相關(guān)數(shù)據(jù)。為此，筆者認(rèn)為，BIM需要納入到城建檔案管理工作中來(lái)。

三、城建檔案需要BIM實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理

城建檔案管理的最終目的是為了更好的利用這些信息資源，為我國(guó)的城市建設(shè)和發(fā)展服務(wù)，開(kāi)發(fā)利用這些資源就是城建檔案的價(jià)值所在。按照國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部制定《全國(guó)城建檔案信息化建設(shè)規(guī)劃與實(shí)施綱要》的要求，以數(shù)字化信息資源為核心，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，以擴(kuò)大信息資源的利用為目的，以服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理為宗旨。適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，持續(xù)、健康地實(shí)現(xiàn)城建檔案的現(xiàn)代化管理工作是城建檔案事業(yè)發(fā)展目標(biāo)。

對(duì)于目前的城建檔案的數(shù)字管理水平，只是傳統(tǒng)檔案管理模式的一種技術(shù)升級(jí)，用計(jì)算機(jī)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)替代人工，將實(shí)物轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信息，從檔案的收集到最終的利用，檔案管理工作的內(nèi)容沒(méi)有變化。在提供利用方面，利用計(jì)算機(jī)代替人工查尋、檢索，檢索途徑多種多樣，提高了檔案信息檢索效率，所查找到的信息，大都與紙質(zhì)原文件內(nèi)容相同的電子信息(電子版本)。有許多城建檔案館在開(kāi)發(fā)利用工作中作了很大的努力，如：利用CAD、GIS和RS等技術(shù)進(jìn)行整合，構(gòu)建了三維信息平臺(tái)等等。使城建檔案信息在開(kāi)發(fā)利用中有新的進(jìn)展。但是在面對(duì)未來(lái)的發(fā)展，現(xiàn)有這些技術(shù)是不夠的。

作為城建檔案管理者需要從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光去審視未來(lái)。去適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的需要？參與并融入到“智慧城市”的建設(shè)和管理中去。不能把城建檔案館(室)作為一個(gè)信息的“倉(cāng)庫(kù)”。盡管能方便、快捷地查詢到各種城建檔案信息，也不能算是現(xiàn)代化管理。城建檔案現(xiàn)代化管理機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所不能只是一個(gè)提供利用“倉(cāng)庫(kù)”，而應(yīng)該是提供利用的“基地”，它所提供的信息應(yīng)該是經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)“加工”過(guò)的信息，而不僅僅是“倉(cāng)庫(kù)”中源始的信息。

從建造業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)水平和應(yīng)用實(shí)踐的成效來(lái)看，BIM是一項(xiàng)較為科學(xué)而又切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，它具備的可視化，協(xié)調(diào)，模擬，優(yōu)化和可出圖特點(diǎn)，可使城建檔案管理水平從現(xiàn)在的數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化向“智能化”方向邁進(jìn)。城建檔案館原有CAD和GIS數(shù)據(jù)也屬于BIM數(shù)據(jù)整合的部分。目前已有大量的工程項(xiàng)目已經(jīng)應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建造，如：北京國(guó)家體育場(chǎng)(鳥(niǎo)巢)工程、昆明新機(jī)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備安裝與運(yùn)維管理、北京英特宜家購(gòu)物中心工程、廣州市北京路沿線環(huán)境模擬(日照、氣象)、內(nèi)蒙古科技館新館異型曲面幕墻施工等工程項(xiàng)目。

BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目各參與方通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)同工作，同時(shí)，進(jìn)行工程洽商、技術(shù)溝通、工作協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本的管理與監(jiān)控。在利用BIM管理的工程項(xiàng)目，BIM匯集著大量與工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，為工程提供大量的數(shù)據(jù)支持，使業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、顧問(wèn)咨詢公司、施工總承包、專業(yè)分包、材料和設(shè)備供應(yīng)商等眾多參建單位同在一個(gè)平臺(tái)上共享相關(guān)數(shù)據(jù)，為工程建造提供最優(yōu)方案。這些數(shù)據(jù)信息都是工程建造中產(chǎn)生的。這些數(shù)據(jù)信息不當(dāng)是建造成果的數(shù)據(jù)，而且還有建造過(guò)程的數(shù)據(jù)，特別是隱蔽工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)(如：地基、地下管理線等)。這些數(shù)據(jù)信息集中收集到城建檔案館中后，利用BIM平臺(tái)可再現(xiàn)原來(lái)建造過(guò)程和模擬將來(lái)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)過(guò)程。例如：模擬一個(gè)建筑出現(xiàn)設(shè)備故障怎么辦？出現(xiàn)危機(jī)(災(zāi)害、反恐等)怎么辦？某個(gè)建筑的改建和擴(kuò)建選用什么方案？隱蔽工程和地下管線也可以通過(guò)模擬再現(xiàn)，而不必再進(jìn)行二次勘察、測(cè)繪等等。城建檔案管理運(yùn)用BIM技術(shù)后，其管理水平可提升到“智能化”管理。查尋信息不再需要查找原始信息進(jìn)行分析，可直接再現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目某一階段的結(jié)果。在前后相似的建筑在建造過(guò)程中，可以借見(jiàn)，以提高建造的效率。隨著建造技術(shù)發(fā)展和更新，原有的建造工藝需要如何調(diào)整和改進(jìn)。只有這樣，城建檔案工作水平才會(huì)得到更高的提升。如此發(fā)展，城建檔案機(jī)構(gòu)就不再是檔案資源信息的“倉(cāng)庫(kù)”，可能就成為檔案信息資源利用的“基地”。過(guò)去我們說(shuō)城建檔案為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理提供決策依據(jù)，將來(lái)可能就是提供決策方案了。

BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)存的數(shù)字化檔案和電子檔案，包括已有的CAD與GIS等數(shù)據(jù)在內(nèi)，可與BIM模型中相應(yīng)部位進(jìn)行整合、鏈接。對(duì)文檔和信息進(jìn)行搜索、查閱、定位，并且操作在可視化模型的界面中。對(duì)于原有的檔案數(shù)字化管理就可以得到對(duì)接和延續(xù)。把傳統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)數(shù)字化形成的信息與今后運(yùn)用BIM技術(shù)的項(xiàng)信息整合起來(lái)，利用BIM技術(shù)平臺(tái)提高利用成效，適應(yīng)未來(lái)“智慧城市”發(fā)展需要，把城建檔案管理水平提升到現(xiàn)代化的管理當(dāng)中。

因此，BIM技術(shù)的智能化管理管理功能可以為城建檔案管理發(fā)揮著它的作用，城建檔案的現(xiàn)代化管理需要BIM技術(shù)的運(yùn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。