淺談BIM技術(shù)在施工單位的落地化應(yīng)用

吳貞先

摘要：雖然BIM能為行業(yè)帶來巨大的價(jià)值，但我們也看到，目前國內(nèi)大部分施工單位在實(shí)施BIM方面仍處于初級階段。除了軟件本身還有待完善之外，項(xiàng)目的人員配備，人員參差不齊的水平，都標(biāo)志著當(dāng)下階段BIM的普及還有著很長一段距離。那么，如何在現(xiàn)有的人員配備與技術(shù)水平配置下，找到一套或者一部分的落地應(yīng)用點(diǎn)，達(dá)到現(xiàn)階段能實(shí)現(xiàn)的最大價(jià)值，成為我們研究的課題。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；落地化應(yīng)用

1.工程概況

本項(xiàng)目位于深圳市龍崗區(qū)布瀾路與寶吉路、中浩五路交接處，總用地面積為31893.8m²，總建筑面積206373.21m²。小區(qū)由5座高層住宅樓，二層地下車庫及一棟2層垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站組成。其中地上建筑物：1棟A座、1棟B座、1棟c座、2棟A座均為34層高層住宅，2棟B座為42層超高層住宅。

2.BIM概述

BIM全稱“建筑信息模型”，是基于三維數(shù)字設(shè)計(jì)和工程軟件所構(gòu)建的“可視化”的數(shù)字建筑模型。它是一個(gè)工作交流平臺(tái)，是項(xiàng)目參與方實(shí)現(xiàn)無障礙溝通的工具，為各環(huán)節(jié)參與人員提供“模擬和分析”技術(shù)支撐。其目的在于使整個(gè)工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工和各運(yùn)營階段實(shí)現(xiàn)控制資金風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約成本、提高效率的目的，其根本目的在于實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全生命周期管理。在施工管理中應(yīng)用BIM的最大優(yōu)勢可以提供工程施工中所需的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，輔助施工項(xiàng)目管理層決策的反應(yīng)速度和精度，進(jìn)行虛擬建造，從而達(dá)到事前控制。

3.BIM在全球的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1BIM在美國的發(fā)展現(xiàn)狀

美國是較早啟動(dòng)建筑業(yè)信息化研究的國家，發(fā)展至今，BIM研究與應(yīng)用都走在世界前列。目前，美國大多建筑項(xiàng)目已經(jīng)開始應(yīng)用BIM，BIM的應(yīng)用點(diǎn)也種類繁多，而且存在各種BIM協(xié)會(huì)，也出臺(tái)了各種BIM標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)McGraw Hill的調(diào)研，2012年工程建設(shè)行業(yè)采用BIM的比例從2007年的28%增長至2009年的49%直至2012年的71%。其中74%的承包商已經(jīng)在實(shí)施BIM了，超過了建筑師（70%）及機(jī)電工程師（67%），BIM的價(jià)值在不斷被認(rèn)可。

3.2 BIM在英國的發(fā)展現(xiàn)狀

2010年、2011年英國NBS組織了全英的BIM調(diào)研，從網(wǎng)上1000份調(diào)研問卷中統(tǒng)計(jì)出最終的英國BIM應(yīng)用情況。從調(diào)研報(bào)告[vi]中可以發(fā)現(xiàn)，2011年，有48%的人僅聽說過BIM，而31%的人不僅聽過，而且在使用BIM，有21%的人對BIM一無所知。這一數(shù)據(jù)不算太高，但與2010年相比，BIM在英國的推廣趨勢卻十分明顯。2010年，有43%的人從未聽說過BIM，而使用BIM的人僅有13%，如圖1。有78%的人同意BIM是未來趨勢，同時(shí)有94%的受訪人表示會(huì)在5年之內(nèi)應(yīng)用BIM。

與大多數(shù)國家相比，英國政府要求強(qiáng)制使用BIM。2011年5月，英國內(nèi)閣辦公室發(fā)布了“政府建設(shè)戰(zhàn)略（GovernmentConstruction Strategy）”文件，其中有一整個(gè)關(guān)于建筑信息模型（BIM）的章節(jié)，這章節(jié)中明確要求，到2016年，政府要求全面協(xié)同的3D·BIM，并將全部的文件以信息化管理。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，文件制定了明確的階段性目標(biāo)，如：2011年7月發(fā)布BIM實(shí)施計(jì)劃；2012年4月，為政府項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套強(qiáng)制性的BIM標(biāo)準(zhǔn)；2012年夏季，BIM中的設(shè)計(jì)、施工信息與運(yùn)營階段的資產(chǎn)管理信息實(shí)現(xiàn)結(jié)合；2012年夏天起，分階段為政府所有項(xiàng)目推行BIM計(jì)劃；至2012年7月，在多個(gè)部門確立試點(diǎn)項(xiàng)目，運(yùn)用3D、BIM技術(shù)來協(xié)同交付項(xiàng)目。文件也承認(rèn)由于缺少兼容性的系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以及客戶和主導(dǎo)設(shè)計(jì)師的要求存在區(qū)別，大大限制了BIM的應(yīng)用。因此，政府將重點(diǎn)放在制定標(biāo)準(zhǔn)上，確保BIM鏈上的所有成員能夠通過BIM實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。

3.3BIM在中國的發(fā)展現(xiàn)狀

3.3.1BIM在香港

香港的BIM發(fā)展也主要靠行業(yè)自身的推動(dòng)。早在2009年，香港便成立了香港BIM學(xué)會(huì)。2010年時(shí)，香港BIM學(xué)會(huì)主席梁志旋表示，香港的BIM技術(shù)應(yīng)用目前己經(jīng)完成從概念到實(shí)用的轉(zhuǎn)變，處于全面推廣的最初階段。

香港房屋署自2006年起，已率先試用建筑信息模型；為了成功地推行BIM，自行訂立BIM標(biāo)準(zhǔn)、用戶指南、組建資料庫等等設(shè)計(jì)指引和參考。這些資料有效地為模型建立、管理檔案，以及用戶之間的溝通創(chuàng)造良好的環(huán)境。2009年11月，香港房屋署發(fā)布了BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。香港房屋署署長馮宜萱女士提出，在2014年到2015年該項(xiàng)技術(shù)將覆蓋香港房屋署的所有項(xiàng)目。

3.3.2BIM在臺(tái)灣

自2008年起，“BIM”這個(gè)名詞在臺(tái)灣的建筑營建業(yè)開始被熱烈的討論，臺(tái)灣的產(chǎn)官學(xué)界對BIM的關(guān)注度也十分之高。

臺(tái)灣的政府層級對BIM的推動(dòng)有兩個(gè)方向。首先，對于建筑產(chǎn)業(yè)界，政府希望其自行引進(jìn)BIM應(yīng)用，官方并沒有具體的輔導(dǎo)與獎(jiǎng)勵(lì)措施。對于新建的公共建筑和公有建筑，其擁有者為政府單位，工程發(fā)包監(jiān)督都受政府的公共工程委員會(huì)管轄，則要求在設(shè)計(jì)階段與施工階段都以BIM完成。

3.3.3 BIM在大陸

近來BIM在國內(nèi)建筑業(yè)形成一股熱潮，除了前期軟件廠商的大聲呼吁外，政府相關(guān)單位、各行業(yè)協(xié)會(huì)與專家、設(shè)計(jì)單位、施工企業(yè)、科研院校等也開始重視并推廣BIM。

2010與2011年，中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會(huì)、中國建筑業(yè)協(xié)會(huì)工程建設(shè)質(zhì)量管理分會(huì)、中國建筑學(xué)會(huì)工程管理研究分會(huì)、中國土木工程學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用分會(huì)組織并發(fā)布了《中國商業(yè)地產(chǎn)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2010》和《中國工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2011》。雖然樣本不多，一定程度上反映了BIM在我國工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。根據(jù)兩屆的報(bào)告，關(guān)于BIM的知曉程度從2010年的60%提升至2011年的87%。2016年，共有39%的單位表示已經(jīng)使用了BIM相關(guān)軟件，而其中以設(shè)計(jì)單位居多。

前期大學(xué)主要集中于BIM的科研方面，如清華大學(xué)針對BIM標(biāo)準(zhǔn)的研究，上海交通大學(xué)的BIM研究中心側(cè)重于BIM在協(xié)同方面的研究，隨著企業(yè)各界對BIM的重視，對大學(xué)的BIM人才培養(yǎng)需求漸起。2012年4月27日，首個(gè)BIM工程碩士班在華中科技大學(xué)開課，共有25名學(xué)生；隨后廣州大學(xué)、武漢大學(xué)也開設(shè)了專門的BIM工程碩士班。

在產(chǎn)業(yè)界，前期主要是設(shè)計(jì)院、施工單位、咨詢單位等對BIM進(jìn)行一些嘗試。最近幾年，業(yè)主對BIM的認(rèn)知度也在不斷提升，SOHO董事長潘石屹已將BIM作為SOHO未來三大核心競爭力之一；萬達(dá)、龍湖等大型房產(chǎn)商也在積極探索應(yīng)用BIM；上海中心、上海迪士尼等大型項(xiàng)目要求在全生命周期中使用BIM，BIM已經(jīng)是企業(yè)參與項(xiàng)目的門檻；其他項(xiàng)目中也逐漸將BIM寫入招標(biāo)合同，或者將BIM作為技術(shù)標(biāo)的重要亮點(diǎn)。目前來說，大中型設(shè)計(jì)企業(yè)基本上擁有了專門的BIM團(tuán)隊(duì)，有一定的BIM實(shí)施經(jīng)驗(yàn)；施工企業(yè)起步略晚了設(shè)計(jì)企業(yè)，不過不少大型施工企業(yè)也開始了對BIM的實(shí)施與探索，也有一些成功案例；運(yùn)維階段目前的BIM還處于探索研究階段。

4.BIM在本項(xiàng)目的落地應(yīng)用點(diǎn)

本項(xiàng)目BIM技術(shù)剛剛起步，通過前面對BIM的了解和初步探索，我們總結(jié)出了以下幾項(xiàng)已實(shí)施或可探索的幾項(xiàng)可落地的應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的BIM應(yīng)用。

4.1發(fā)現(xiàn)圖紙問題

通過二維圖紙翻模到三維模型的建立，利用BIM三維可視化特點(diǎn)，集成多專業(yè)模型，可以很具象地發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的錯(cuò)漏碰缺等問題。

通過三維模型的信息傳遞，對于圖紙存在的明顯錯(cuò)誤、信息含混不清的問題，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。其中明顯增加項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的問題，與業(yè)主方提前溝通，保證施工圖的準(zhǔn)確性。對于項(xiàng)目二次經(jīng)營明顯有利的問題，暫時(shí)保留作為變更索賠線索，在施工過程中逐步選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)暴露出來，爭取利潤最大化。這樣既可以讓我們占取主動(dòng)，避免誤解返工；提前發(fā)現(xiàn)可能的變更項(xiàng)，也可為變更索賠作準(zhǔn)備。

4.2管線碰撞檢查

土建和安裝工程建模完成后，應(yīng)組織進(jìn)行碰撞檢查。項(xiàng)目應(yīng)設(shè)定碰撞檢查的判別標(biāo)準(zhǔn)，比如管徑超過60毫米的碰撞才作為碰撞點(diǎn)，同一走向、同一管道或設(shè)備的多個(gè)碰撞點(diǎn)列為一個(gè)碰撞問題點(diǎn)等。通過在軟件中合并土建和安裝模型，進(jìn)行碰撞點(diǎn)和碰撞問題項(xiàng)篩查，列出主要碰撞問題，匯總后由項(xiàng)目總工組織統(tǒng)一和業(yè)主方設(shè)計(jì)方溝通確認(rèn)解決方案；然后考慮使用綜合支架，減少支架數(shù)量，提高美觀度和降低建造成本。

4.3砌體排布圖

土建模型完成后，應(yīng)按照現(xiàn)場施工進(jìn)度要求，通過砌體排布軟件提前對全部砌體墻進(jìn)行砌體排布模擬?？刂破鲶w排布方案，嚴(yán)格按照規(guī)格訂貨，嚴(yán)格按照每個(gè)工作面的配型和用料數(shù)量轉(zhuǎn)運(yùn)材料至對應(yīng)工作面。

砌體排磚一方面可提供砌塊配型和數(shù)量計(jì)劃，指導(dǎo)訂貨和現(xiàn)場材料轉(zhuǎn)運(yùn)，避免材料浪費(fèi)和減少二次轉(zhuǎn)運(yùn)成本損失；另一方面可提供砂漿用量用于控制現(xiàn)場砂漿消耗，降低浪費(fèi)；

類似的應(yīng)用還可以推廣至模板腳手架排布、墻地磚排布、吊頂排布等等

4.4項(xiàng)目總平面布置

項(xiàng)目部在總平面布置和技術(shù)交底方面，利用BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)助現(xiàn)場精細(xì)化總平面布置和技術(shù)交底工作。在某些場地極為緊張的情況下，利用BIM技術(shù)規(guī)劃卸料點(diǎn)和布泵位置，合理、有效的利用場地?？梢员苊夂笃诓槐匾母膭?dòng)，一次施工到位，節(jié)省施工成本。

4.5效果圖及動(dòng)畫展示

利用BIM強(qiáng)大的建模、渲染、動(dòng)畫技術(shù)，能夠隨著項(xiàng)目的進(jìn)展得到高質(zhì)量動(dòng)態(tài)效果圖和動(dòng)畫展示，而不是局限于某一階段的幾張靜態(tài)效果圖和幾段動(dòng)畫而已。一方面利于項(xiàng)目本身合理規(guī)劃場地，另一方面對于迎接各方檢查、展示項(xiàng)目形象、推廣公司品牌起到積極的作用。

5.結(jié)語

施工階段的BIM模型的建立，必須服務(wù)于施工管理。BIM建模本土化，是提高施工人員理解工程，掌握BIM施工方法的重要手段，同時(shí)也為BIM在施工階段的深入應(yīng)用，提供了人才基礎(chǔ)。最后的最后，我希望大家可以明白，建筑的未來是BIM，請保持關(guān)注和學(xué)習(xí)，讓我們共勉。