新常態(tài)下工程實(shí)踐的變革與發(fā)展

文｜本刊記者 陳昕

2014年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》），《規(guī)劃》明確了未來(lái)城鎮(zhèn)化的發(fā)展路徑、主要目標(biāo)和戰(zhàn)略任務(wù)，統(tǒng)籌相關(guān)領(lǐng)域制度和政策創(chuàng)新，是指導(dǎo)全國(guó)城鎮(zhèn)化健康發(fā)展的宏觀性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性規(guī)劃。新型城鎮(zhèn)化建設(shè)必將成為建筑行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的新機(jī)遇。根據(jù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潛力和中國(guó)人口增長(zhǎng)的綜合分析，到2020年，中國(guó)的城鎮(zhèn)化率將提高到60%左右，這意味著城鎮(zhèn)化率預(yù)計(jì)以年均1%～1.5%增速。從近十年城鎮(zhèn)化率的增速與建筑業(yè)產(chǎn)值增速的聯(lián)系看，城鎮(zhèn)化率每推進(jìn)1.5個(gè)百分點(diǎn)，約能拉動(dòng)建筑業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)近20個(gè)百分點(diǎn)。從長(zhǎng)期視角來(lái)看，城鎮(zhèn)化的持續(xù)推進(jìn)將繼續(xù)為建筑行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)巨大市場(chǎng)空間，而新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展，更將促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的提高。

信息技術(shù)作為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，已經(jīng)成為建筑企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段。對(duì)于建筑行業(yè)而言，應(yīng)用建筑信息模型在設(shè)計(jì)階段可以保證交付質(zhì)量，大幅度提升設(shè)計(jì)效率，便于施工階段的后續(xù)修改；在施工階段則可以節(jié)約成本、保證項(xiàng)目質(zhì)量、加快工程建設(shè)進(jìn)度?？梢哉f(shuō)BIM是一門(mén)技術(shù)也是一種手段和工作方法。

建筑業(yè)信息化新態(tài)勢(shì)

BIM技術(shù)的發(fā)展恰逢我國(guó)社會(huì)結(jié)構(gòu)、行為活動(dòng)包括生產(chǎn)方式正發(fā)生巨大的變革。2015年6月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出推進(jìn)BIM應(yīng)用的發(fā)展目標(biāo)，即“到2020年末，建筑行業(yè)甲級(jí)勘察、設(shè)計(jì)單位以及特級(jí)、一級(jí)房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)掌握并實(shí)現(xiàn)BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用。到2020年末，以下新立項(xiàng)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，集成應(yīng)用BIM的項(xiàng)目比率達(dá)到90%：以國(guó)有資金投資為主的大中型建筑；申報(bào)綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)。”

2016年9月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《2016－2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《綱要》），對(duì)“十三五”期間，建筑業(yè)信息化進(jìn)程做出全盤(pán)規(guī)劃。《綱要》明確提出，“十三五”時(shí)期，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，建筑業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得突破性進(jìn)展，形成一批具有較強(qiáng)信息技術(shù)創(chuàng)新能力和信息化應(yīng)用達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的建筑企業(yè)及具有關(guān)鍵自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建筑業(yè)信息技術(shù)企業(yè)?！毒V要》也指出了企業(yè)信息化、行業(yè)監(jiān)管與服務(wù)信息化、專(zhuān)項(xiàng)信息技術(shù)應(yīng)用以及信息化標(biāo)準(zhǔn)四大主要任務(wù)?？偨Y(jié)出來(lái)就是協(xié)同設(shè)計(jì)、集成數(shù)據(jù)、技術(shù)和知識(shí)管理。

各地地方政府也出臺(tái)了相關(guān)措施，北京、上海、深圳等地紛紛出臺(tái)一系列政策鼓勵(lì)BIM的應(yīng)用發(fā)展。2014年至2016年，上海市相繼發(fā)布《關(guān)于在本市推進(jìn)建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》、《上海市推進(jìn)建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用三年行動(dòng)計(jì)劃(2015-2017)》、《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)上海市建筑信息模型技術(shù)推廣應(yīng)用的通知》等一系列政策，通過(guò)分階段、分步驟的推進(jìn)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的全面應(yīng)用。深圳市則提出利用建筑信息模型搭建政府與市場(chǎng)之間溝通和監(jiān)管的橋梁，同時(shí)在建筑全生命周期內(nèi)要求政府工程把項(xiàng)目每個(gè)階段的信息按照標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行規(guī)范存儲(chǔ)、分享和決策。從表面上來(lái)看，這些都是政府要求，實(shí)際上這些恰恰是市場(chǎng)要求，因?yàn)樵诩夹g(shù)創(chuàng)新、文化創(chuàng)新的信息化時(shí)代，人們對(duì)建筑提出了更高的要求，這些要求需要利用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

與此同時(shí)，建設(shè)方也在積極整合各個(gè)領(lǐng)域的建設(shè)資源進(jìn)行集成和優(yōu)化，比如說(shuō)中國(guó)尊的超高層BIM技術(shù)應(yīng)用就是典型科技引領(lǐng)的施工方法，這要求施工方法要有所創(chuàng)新，從而使BIM技術(shù)能夠完全支持。應(yīng)用BIM還可以做很多其他工作，例如模型制作、性能模擬、技術(shù)研發(fā)等；施工企業(yè)也可以在智能管理、信息化風(fēng)險(xiǎn)等領(lǐng)域利用BIM進(jìn)行多種嘗試。

大型工程設(shè)計(jì)的新實(shí)踐

BIM技術(shù)的發(fā)展歷程可以分成四個(gè)階段，第一階段是2D的數(shù)字化，第二階段是2D到3D，第三階段是數(shù)字模型的信息化協(xié)同，目前正在步入第四階段，即協(xié)同信息的數(shù)據(jù)互用共享和向系統(tǒng)集成發(fā)展。

如今，很多重要工程的設(shè)計(jì)都已經(jīng)全面應(yīng)用了BIM，這樣的例子不勝枚舉。中國(guó)唯一建設(shè)在海島上的歌劇院——珠海大劇院，該項(xiàng)目主打的是三維協(xié)同和方案比較，對(duì)于珠海大劇院這樣復(fù)雜體型的項(xiàng)目，在方案階段應(yīng)用BIM為項(xiàng)目的各個(gè)相關(guān)方都帶來(lái)了巨大的支持，提高了各方的工作效率。紹興體育場(chǎng)項(xiàng)目主要是BIM在鋼結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，從設(shè)計(jì)到控制，通過(guò)參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法有效地節(jié)省了用料量。在歷史街區(qū)的改造項(xiàng)目中，BIM也可以擔(dān)當(dāng)重任，BIM跟GIS技術(shù)相結(jié)合作為設(shè)計(jì)依據(jù)，通過(guò)地形云數(shù)據(jù)庫(kù)獲取GIS和三維地形數(shù)據(jù)，從而生成三維地形模型。麗澤SOHO項(xiàng)目也應(yīng)用了BIM技術(shù)，這一項(xiàng)目從方案創(chuàng)作到定位、結(jié)構(gòu)計(jì)算再到建筑系統(tǒng)的整合都應(yīng)用了BIM技術(shù)，這也是我國(guó)非常重要的項(xiàng)目之一。首都新機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目也全方位采用了BIM技術(shù)，一是智能化土建單元，比如說(shuō)項(xiàng)目有很多重復(fù)的機(jī)房、衛(wèi)生間、樓電梯間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)用BIM技術(shù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)和智慧的集成。二是屋面采用衍生設(shè)計(jì)的方法，用600多條約束形成邊界條件，通過(guò)數(shù)字化的方法完成了幾何的控制，包括遮陽(yáng)、保溫等都可以達(dá)到項(xiàng)目預(yù)期效果。

在施工階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高工程的可實(shí)施性和可控制性，減少過(guò)程的返工。應(yīng)用BIM技術(shù)可以支持建筑環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、施工工藝等多方面的分析和模擬，實(shí)現(xiàn)虛擬的設(shè)計(jì)、虛擬的建造、虛擬的管理以及全生命期、全方位的預(yù)測(cè)和控制。例如，施工單位在正式施工之前利用BIM審圖軟件進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的碰撞檢查，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，避免后續(xù)的變更。同時(shí)，在BIM模型上附加預(yù)算信息和進(jìn)度信息，形成4D或5D的BIM模型，通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程模擬，優(yōu)化方案，協(xié)調(diào)資源，提高工程項(xiàng)目的可實(shí)施性。

BIM在工程價(jià)值體系中的新定位

歷經(jīng)十幾年的發(fā)展，目前BIM技術(shù)在項(xiàng)目某一個(gè)點(diǎn)上的應(yīng)用可謂爐火純青，例如，利用BIM設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)、碰撞檢查以及工程量計(jì)算等。但如何系統(tǒng)化的在項(xiàng)目全生命周期中使項(xiàng)目各相關(guān)方共同使用BIM技術(shù)，是眼下整個(gè)建筑行業(yè)都面臨的問(wèn)題。同時(shí)，數(shù)字化、信息化不僅僅對(duì)建筑行業(yè)帶來(lái)變革，也對(duì)其他行業(yè)的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)更多可能。建筑企業(yè)需要思考如何利用信息技術(shù)增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，并進(jìn)行不斷創(chuàng)新，這其中包括技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)形式創(chuàng)新以及盈利模式的創(chuàng)新等多個(gè)方面。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，圖紙上有標(biāo)準(zhǔn)和各種各樣的接口，建筑設(shè)計(jì)企業(yè)希望與建設(shè)項(xiàng)目的相關(guān)方配合，與施工、運(yùn)維、產(chǎn)品、項(xiàng)目管理等多個(gè)單位協(xié)同工作。同時(shí)希望在設(shè)計(jì)階段就完成新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的集成，從而利用BIM技術(shù)支持建筑設(shè)計(jì)企業(yè)在專(zhuān)注主業(yè)的同時(shí)搭建可視化的數(shù)字集成平臺(tái)，協(xié)調(diào)好相關(guān)各方的工作。

對(duì)于建筑設(shè)計(jì)企業(yè)而言，過(guò)去是建模咨詢(xún)，現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)院通過(guò)BIM技術(shù)提供IT信息的一體化解決方案，由產(chǎn)品向服務(wù)轉(zhuǎn)型，今后可能還要向全生命周期的共享互動(dòng)、協(xié)同集成轉(zhuǎn)型。北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“北京院”）在2012年成立了BIM研究所，在施工、運(yùn)維階段嘗試應(yīng)用BIM技術(shù)；隨后，北京院成立了數(shù)字設(shè)計(jì)與建造工程技術(shù)中心，目前則根據(jù)信息技術(shù)和行業(yè)特點(diǎn)搭建云平臺(tái)，希望云平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)師、數(shù)據(jù)等相關(guān)資源的共享，同時(shí)通過(guò)云概念、大數(shù)據(jù)概念使工程建設(shè)領(lǐng)域的各方能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。北京院對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)具有了一定深度，尤其是在解決項(xiàng)目所面臨的特殊問(wèn)題方面，隨著遇到的大量不同項(xiàng)目和問(wèn)題，解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)積累將會(huì)日益增多，從而逐步形成一整套帶有北京院特點(diǎn)的BIM設(shè)計(jì)方法，也由此形成北京院新的技術(shù)實(shí)力。

無(wú)論是對(duì)北京院還是其他建筑企業(yè)來(lái)說(shuō)，探索不同類(lèi)型項(xiàng)目的BIM應(yīng)用，找到BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目全生命周期的效力和效益，讓BIM技術(shù)良性可持續(xù)發(fā)展，是整個(gè)行業(yè)的重要課題。BIM技術(shù)不僅基于三維數(shù)字化參數(shù)模型，它的核心是在整個(gè)建造過(guò)程中各參與方實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一的模型進(jìn)行信息交換和共享。提升不同專(zhuān)業(yè)間、不同參與方對(duì)項(xiàng)目的協(xié)同能力。BIM技術(shù)也為建筑企業(yè)帶來(lái)更多的可能性，在互聯(lián)時(shí)代，基于互聯(lián)網(wǎng)的BIM可以把各個(gè)建筑企業(yè)甚至是不同行業(yè)的生產(chǎn)流程進(jìn)行連接，為日后的協(xié)同與集成奠定基礎(chǔ)。

BIM的協(xié)同與集成應(yīng)用觸發(fā)了建筑設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)的深層變化，也從根本上調(diào)整建筑行業(yè)的基本技術(shù)體系。BIM的協(xié)同與集成應(yīng)用勢(shì)必將促生符合信息時(shí)代特征的行業(yè)組織和運(yùn)營(yíng)機(jī)制。