“BIM+”為建筑產(chǎn)業(yè)注入新活力

文｜本刊記者 孫璟璐

傳統(tǒng)的建造模式已不再符合可持續(xù)發(fā)展的要求，迫切需要利用以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技手段，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與跨越式發(fā)展。眼下，BIM技術(shù)也如“互聯(lián)網(wǎng)+”一樣，并不是孤立的應用，它跟相關(guān)技術(shù)共同產(chǎn)生作用，最終促進建筑業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

今天，我們正經(jīng)歷著一場信息革命，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、BIM、電子商務等為代表的信息技術(shù)必將從支撐建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展向引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化變革跨越。中國建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級就是以互聯(lián)化、集成化、數(shù)據(jù)化、智能化的信息化手段為有效支撐，通過技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新，帶動企業(yè)與人員能力的提升，最終實現(xiàn)建造過程、運營過程、建筑及基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品三方面的升級。

不可否認，建筑業(yè)在快速發(fā)展的同時，仍存在著管理粗放、效率低下、浪費較大、能耗過高、科技創(chuàng)新不足等問題。同時，我國經(jīng)濟步入新常態(tài)，傳統(tǒng)粗放式的高速增長階段，進入高效率、低成本、可持續(xù)的中高速增長階段。

建筑行業(yè)呈現(xiàn)新趨勢

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一個人一生大約92%的時間都需要在建筑物內(nèi)度過，或者在建筑物中學習、工作，或者在建筑物中生活?？偠灾總€人一生之中大約只有5%的時間花費在交通基礎(chǔ)設(shè)施上，還有3%左右的時間在戶外度過。從這些數(shù)據(jù)中可以得到一個結(jié)論，那就是建筑物以及整個建筑業(yè)的發(fā)展，對整個人類社會發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

對于建筑業(yè)的未來而言，建筑產(chǎn)品本身將是更加綠色、智慧、宜居，綠色也是目前國家倡導的建筑發(fā)展方向。而要實現(xiàn)綠色、智慧、宜居的建筑，需要充分利用新一代的信息技術(shù)，使物與物、物與人、人與人之間有更廣泛的互聯(lián)互通，讓人們對其有更透徹的感知，讓建筑及基礎(chǔ)設(shè)施有更深入的智能化，打造“智慧、綠色、宜居”的產(chǎn)品，使人們生活和工作的環(huán)境更美好。

同時，建造的過程實也要進行升級，在這一過程中新型建筑工業(yè)化則是一個很好的手段，也是信息化、工業(yè)化兩化融合一個關(guān)鍵舉措，它可以更好地支撐整個建造過程的發(fā)展。目前建筑施工環(huán)節(jié)的不少工藝流程都要靠工人現(xiàn)場完成，受人為因素、環(huán)境影響較大，這是導致質(zhì)量通病難以根治的重要因素。如果工業(yè)機器人出現(xiàn)，或許能給這個傳統(tǒng)行業(yè)帶來些改變。

廣聯(lián)達軟件股份有限公司研究院副院長劉剛暢想到：“未來建筑業(yè)尤其是施工現(xiàn)場上也許會出現(xiàn)這樣一個場景，整個施工現(xiàn)場中幾乎沒有工人，現(xiàn)場中更多的是機器人，相關(guān)負責人可以在指揮室中進行遠程調(diào)度。同時，所有的實體建筑還有一個基于建筑信息模型構(gòu)建的數(shù)字建筑，設(shè)計單位、施工企業(yè)以及業(yè)主都可以在建筑信息模型中對整個建筑進行設(shè)計、指揮生產(chǎn)直至建筑最終建成?！?/p>

建筑業(yè)的發(fā)展離不開企業(yè)和各方主體人員的共同努力，通過建筑產(chǎn)品的升級以及建造過程、運維過程的升級，促進組織和人員能力的升級。其中組織方面包括了企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展模式、管理模式和技術(shù)潮流，要進行一系列的變革，包括設(shè)計能力、生產(chǎn)能力、施工能力和管理能力。通過重點培育和發(fā)展一批產(chǎn)業(yè)鏈相對完整、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大、帶動能力強的龍頭企業(yè)，發(fā)揮其優(yōu)勢，建立和完善符合建筑工業(yè)化要求的技術(shù)體系和管理模式。人員層面則需要努力提升工程管理和服務質(zhì)量，激發(fā)人才活力，提升人才隊伍質(zhì)量，打造既懂工程管理又熟知海外工程當?shù)厥袌?、文化、法律、稅收、政策、商務等國際化復合人才；加強技術(shù)標準人才的培養(yǎng)，加大對歐美技術(shù)標準的研究和中外標準的對比分析，在適當?shù)牡貐^(qū)市場推動中國的技術(shù)標準、操作規(guī)范“走出去”，提升企業(yè)在標準方面的話語權(quán)。要引導農(nóng)民工在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中同步轉(zhuǎn)型為產(chǎn)業(yè)工人。

實際上，上述所有內(nèi)容最終都離不開信息化，離不開以信息化或者信息技術(shù)為代表的科技手段，可以說信息化是關(guān)鍵支撐的手段，它是帶動和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的革命性力量。而在信息化領(lǐng)域還包括很多關(guān)鍵技術(shù)，例如BIM、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、云計算等。在這些前沿技術(shù)中心，唯獨BIM技術(shù)可以陪伴建筑業(yè)走的更遠，并為整個建筑業(yè)帶來深刻變革。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，也必將推動建筑業(yè)進入革命性的時代，BIM技術(shù)也被認為是繼CAD之后，建筑領(lǐng)域第二次科技革命。

猶如互聯(lián)網(wǎng)大潮正在顛覆和改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和人們的衣食住行，BIM浪潮也在顛覆和改變著建筑業(yè)。BIM技術(shù)作為促進我國建筑行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的重要技術(shù)手段，它的應用與推廣將為建筑業(yè)的科技進步與轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生無可估量的影響。同時也為企業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，大大提高建筑工程管理的集成化程度和交付能力，使工程的質(zhì)量和效率顯著提高，減少返工，減少浪費，提高效率。

劉剛表示：“從BIM自身的屬性來看，模型是一個載體，在模型中有很多信息和數(shù)據(jù)，這些信息數(shù)據(jù)貫穿建筑物的全生命周期，無形之中形成了一個極致化的管理環(huán)境，在這種極致化管理環(huán)境之中，基于數(shù)字化建筑，可以有效的形成協(xié)同工作和協(xié)同建設(shè)?！?/p>

從BIM概念的提出到今天，已經(jīng)有十幾年的時間，BIM應用在建筑業(yè)也表現(xiàn)出新的變化和發(fā)展趨勢。目前，從BIM技術(shù)實踐中可以看出，單純的BIM應用越來越少，更多的是將BIM技術(shù)與其他專業(yè)技術(shù)、通用信息化技術(shù)、管理系統(tǒng)等集成應用，以期發(fā)揮更大的綜合價值，因此，BIM應用呈現(xiàn)出“BIM+”的特點，“BIM+”應用特點包括五個方面：一是多階段應用，即從聚焦設(shè)計階段應用向施工階段深化應用延伸；二是集成化應用，即從單業(yè)務應用向多業(yè)務集成應用轉(zhuǎn)變；三是多角度應用，從單純技術(shù)應用向與項目管理集成應用轉(zhuǎn)化；四是協(xié)同化應用，即從單機應用向基于網(wǎng)絡(luò)的多方協(xié)同應用轉(zhuǎn)變；五是普及化應用，即從標志性項目應用向一般項目應用延伸。

“BIM+”助力建筑行業(yè)新發(fā)展

對于一些改擴建項目而言，很多建筑物本身造型獨特，如果單純用手工建模將非常麻煩。這時可以利用三維激光掃描儀，能夠有效的復原實際模型，同時還可以把模型跟周邊的實際場景和環(huán)境進行融合、模擬。以玉佛寺項目為例，玉佛寺屬于歷史保護建筑，項目開動之前，利用三維激光掃描技術(shù)精確、快速、完整的特點，對玉佛寺所有殿堂內(nèi)外進行三維激光掃描測繪，生成三維點云數(shù)據(jù)模型。隨后將三維點云數(shù)據(jù)導入Revit 軟件中，進行數(shù)據(jù)處理、拼接、色彩附著，并通過捕捉點直接繪制生成幾何模型。根據(jù)三維點云數(shù)據(jù)還原生成的三維模型最大程度上接近真實。

周邊環(huán)境也是虛擬場景構(gòu)建的一部分，與玉佛寺有著密切的關(guān)系，周邊的路網(wǎng)情況、建筑布局、地勢起伏、匯水范圍、視線遮擋、人員流線分布均是玉佛寺修繕設(shè)計必須考慮的因素。

上海玉佛禪寺修繕與改擴建工程具有較高的復雜性、專業(yè)性，包含修繕、新建，以及建筑方案、規(guī)劃、消防、消除公共安全隱患和環(huán)境整治等各個方面。通過BIM技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)集成應用，完成虛擬場景構(gòu)建、虛擬施工過程模擬以及交互式場景漫游，以確保工程在各個階段良好的可控性，同時保持與各專業(yè)之間緊密的聯(lián)系及反饋機制。項目運用BIM 技術(shù)為各專業(yè)提供精準的可視化模型，并將BIM技術(shù)拓展到與建設(shè)工程全過程相關(guān)的各個領(lǐng)域（施工、管理、運營維護等），在同一個平臺下構(gòu)建綜合信息模型，這是在BIM 技術(shù)平臺上結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)對古建筑修繕與改擴建全過程服務的一次創(chuàng)新性嘗試。

激光掃描儀與BIM相結(jié)合也可以對項目產(chǎn)生變革。上海中心大廈機電管線施工完畢后進行竣工驗收，鑒于工期緊張，現(xiàn)場環(huán)境復雜，因而施工檢查任務繁重。3D掃描實施團隊在保證精度的情況下，進行3D激光掃描并建立真實反應現(xiàn)場施工情況的3D模型，通過與原始設(shè)計模型進行比對，得出偏差分析報告，從而起到高效、精確的對現(xiàn)場施工情況校對的效果。

此外，將BIM與智能型全站儀進行集成，通過軟件與硬件的整合把 BIM模型帶入施工現(xiàn)場，使BIM模型中的三維空間坐標數(shù)據(jù)能夠驅(qū)動智能型全站儀進行測量，將BIM技術(shù)實實在在的融入了施工過程中。以深圳平安金融中心項目為例，該項目位于深圳市福田中心區(qū)。項目機電安裝部分專業(yè)種類多，系統(tǒng)復雜，施工精度要求高。項目采用了基于BIM平臺智能型全站儀指導機電管線安裝施工，以塔樓現(xiàn)場放樣為例，完成一個標準層主要風管放樣及支吊架固定過程，利用傳統(tǒng)方法需要4名工人工作7個工作日。利用該方法，只需要2名工人工作3個工作日即可完成，大大提高了施工精度和施工效率。

“BIM+”促進建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級

以BIM為核心的技術(shù)應用會促進建筑行業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和升級。對此，劉剛表示：“比如說BIM和建筑工業(yè)化的融合實際上就是對整個建造模式、生產(chǎn)模式的顛覆，也是一個有效的關(guān)鍵舉措。傳統(tǒng)的建筑工業(yè)化是不夠的，必須配合應用以BIM為核心的信息技術(shù)?！?/p>

在預制構(gòu)件生產(chǎn)階段，生產(chǎn)信息管理子系統(tǒng)從中心數(shù)據(jù)庫讀取構(gòu)件深化設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)以及用于構(gòu)件生產(chǎn)的基礎(chǔ)信息，同時將每個預制構(gòu)件的生產(chǎn)過程信息、質(zhì)量檢測信息返回記錄在中心數(shù)據(jù)庫中。在現(xiàn)場施工階段，基于BIM模型對施工方案進行仿真優(yōu)化，通過讀取中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，可以了解預制構(gòu)件的具體信息（重量、安裝位置等），方便施工，同時在構(gòu)件安裝完成后，將構(gòu)件的安裝情況返回記錄在中心數(shù)據(jù)庫中。

除此之外，BIM和3D打印技術(shù)的融合也是目前行業(yè)內(nèi)比較前沿的應用。目前，3D打印在個別行業(yè)已經(jīng)開始進行商業(yè)化運用，而在建筑業(yè)則還是停留在實驗和試點研究階段，但可以預見，在不久的將來，它作為一種新的科技力量，將會為整個行業(yè)帶來一些顛覆。

劉剛表示：“3D打印建筑物工期短、成本低，節(jié)能環(huán)保：現(xiàn)在建造房屋的成本，主要有材料、人工和浪費三部分。而通過3D打印，可以以更低的造價、更快的工期造好房子，3D打印的原材料多來源于建筑垃圾、工業(yè)垃圾等，可以就地取材，通過技術(shù)處理、加工、分離，使之成為3D打印建筑的原材料，避免了沙子、石子等材料的運輸。而且，3D打印建筑不產(chǎn)生任何揚塵，也不產(chǎn)生建筑垃圾?！?/p>

以BIM為核心的信息技術(shù)，能夠促進建筑行業(yè)管理模式變革、創(chuàng)新。從建筑業(yè)的發(fā)展過程來看，之前很多改革更多從管理機制和流程體系的變革開始，但是實際上，目前整個行業(yè)大的發(fā)展趨勢是技術(shù)驅(qū)動管理的革新，倒逼整個行業(yè)的重新梳理和洗牌。

可以說，建筑行業(yè)不僅需要BIM技術(shù)，更需要BIM技術(shù)與項目管理和其他信息技術(shù)進行融合。總結(jié)來說，BIM的發(fā)展和應用不能等也不能急。在整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，需要利用好BIM技術(shù)，通過信息技術(shù)創(chuàng)建筑產(chǎn)業(yè)一個的新生態(tài)，促進整個產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展。