BIM技術(shù)的發(fā)展及在施工中應(yīng)用前景研究

陳曉桐

（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西·南寧 530000）

0 前言

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)，即建筑信息模型，它以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程項(xiàng)目的各種信息，是數(shù)字技術(shù)在建筑工程中的直接應(yīng)用。BIM技術(shù)可以大大提高建筑工程的施工效率，降低風(fēng)險(xiǎn)。其在項(xiàng)目施工過程中的碰撞檢查、管線綜合優(yōu)化調(diào)整、預(yù)留洞口定位、漫游和凈高檢查、高大支模查找和模擬、二次結(jié)構(gòu)施工方案模擬和材料管控、三維可視化技術(shù)交底、工程檔案信息化管理、安全質(zhì)量監(jiān)控、工程量成本管控、物資需求計(jì)劃、變更統(tǒng)計(jì)、施工進(jìn)度模擬等方面起到了非常重要的作用。本文簡要講述BIM技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，以及BIM技術(shù)在國內(nèi)建設(shè)工程施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對BIM技術(shù)在未來的發(fā)展提出了展望。

1 國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀

1.1 BIM技術(shù)在國外的研究發(fā)展

BIM技術(shù)的應(yīng)用，為建筑施工帶來了寬闊的發(fā)展前景以及巨大的效益，北歐國家芬蘭、挪威以及亞洲新加坡等國家最早探索和主導(dǎo)BIM技術(shù)實(shí)踐。隨后，美國的部分實(shí)踐者也開始引入BIM技術(shù)理論，并深入研究隨之帶來的巨大效益。直到目前，美國BIM技術(shù)的深入研究與應(yīng)用都走在世界前列，同事出臺了非常多的BIM標(biāo)準(zhǔn)。美國總務(wù)署(GeneralServiceAdministration，GSA)、美國陸軍工程兵團(tuán)(theU.S.ArmyCorpsofEngineers，USACE)等機(jī)構(gòu)在很大程度上推動了美國BIM的發(fā)展。這對包括中國在內(nèi)的不少國家影響較大，對BIM技術(shù)在世界范圍內(nèi)的推廣也起到了一定的推動作用。目前，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)已成為勢不可擋的潮流，隨之而來的效益也是不可估量[1]。

在《北美BIM商業(yè)價(jià)值評估報(bào)告（2007-2012）》報(bào)告中，美國學(xué)者通過調(diào)研研究來提高BIM利益的改進(jìn)因素，認(rèn)為改善BIM技術(shù)軟件功能、改善應(yīng)用軟件間的數(shù)據(jù)互通能力比例、降低BIM技術(shù)軟件成本、增加具有BIM技術(shù)的內(nèi)部員工數(shù)量、增加具有BIM技術(shù)技能的新員工數(shù)量都與BIM技術(shù)在施工階段的使用績效息息相關(guān)[2]。

2011年，英國政府發(fā)布了“BIM報(bào)告”和“政府建筑行業(yè)戰(zhàn)略”。戰(zhàn)略指出，政府在建設(shè)方面的戰(zhàn)略目標(biāo)為節(jié)省20%的采購成本，自2016年4月開始，所有英國建設(shè)項(xiàng)目必須使用BIM技術(shù)，并達(dá)到BIM應(yīng)用的第二級。2016年，英國國家統(tǒng)計(jì)局公布了第六次全國BIM報(bào)告，顯示BIM的采用率和2015年相比，從48%升至54%。同時(shí)，八成以上的受訪企業(yè)表示將來也會采用BIM。該報(bào)告還指出，英國政府在2014-2015年為現(xiàn)有計(jì)劃節(jié)省了8.55億英鎊[3]。

亞洲國家中，新加坡和日本等國家開始應(yīng)用BIM技術(shù)的時(shí)間比較早，日本的BIM技術(shù)應(yīng)用被認(rèn)為開始于2009年,其實(shí)早兩年，Yasui Architects&Engineers公司就一直參與BIM設(shè)計(jì)。2010年，日本國土交通省在正式宣布實(shí)施BIM技術(shù)，目前已在日本全國范圍內(nèi)使用BIM技術(shù)，并已升至政府推動的水平[3]。

1.2 BIM技術(shù)在國內(nèi)的研究發(fā)展

BIM技術(shù)首次引入中國是在2002年，在近幾年也在快速發(fā)展，國家在“十五”期間的主要課題是“基于國際標(biāo)準(zhǔn)IFC的建筑設(shè)計(jì)及施工管理研究”，重點(diǎn)在于對BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IFC和應(yīng)用軟件的研究，開發(fā)了基于IFC的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工管理軟件；在“十一五”期間的主要課題是“基于BIM技術(shù)下的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究”及“中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架研究”，重點(diǎn)在于基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)、施工優(yōu)化、施工安全分析、成本預(yù)測等下一代工程軟件以及中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架的研究；在“十二五”期間，主要課題有“基于云計(jì)算的建筑全生命期BIM數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究”。

2011年5月20 日，住建部發(fā)布《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，正式宣告BIM技術(shù)首次納入信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，并明確指出：推進(jìn)BIM技術(shù)從設(shè)計(jì)階段向施工階段的應(yīng)用延伸，在施工階段開展BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用，降低信息傳遞過程中的衰減；研究大型復(fù)雜項(xiàng)目的建設(shè)4D項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上BIM技術(shù)的應(yīng)用，建設(shè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)有效的可視化管理[3]。住建部于2012年1月發(fā)布《關(guān)于印發(fā)2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計(jì)劃的通知》，發(fā)布中國的BIM標(biāo)準(zhǔn)制定工作正式啟動，這其中包含了五項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》《制造工業(yè)工程設(shè)計(jì)信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程信息模型存儲標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2014年7月1日發(fā)布了建市[2014]92號文件《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》，重點(diǎn)推廣在施工和運(yùn)營維護(hù)的全過程中應(yīng)用建筑信息模型(BIM)等信息技術(shù)。國內(nèi)各省市也響應(yīng)了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的號召，加速推動了BIM技術(shù)在建筑業(yè)的發(fā)展和改革。2016年8月23日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部再次發(fā)布了《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，“十三五”期間的建筑業(yè)領(lǐng)域率先推廣的五個(gè)主要信息技術(shù)之一就是BIM技術(shù)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年12月2日發(fā)布了推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51212-2016)，2017年7月1日起開始實(shí)施。2018年，“兩會”提出將BIM技術(shù)課程教學(xué)成體系納入專業(yè)教育評估工作[3]。

國內(nèi)已經(jīng)有不少建設(shè)項(xiàng)目在項(xiàng)目建設(shè)的各個(gè)階段不同程度地運(yùn)用了BIM技術(shù)，比如北京奧運(yùn)國家體育場、廣州珠江新城西塔項(xiàng)目、昆明新機(jī)場工程項(xiàng)目等等。值得一提的是，上海中心大廈是全生命周期應(yīng)用BIM技術(shù)的典型案例。由業(yè)主進(jìn)行主導(dǎo)，運(yùn)用BIM技術(shù)對整個(gè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等實(shí)施過程進(jìn)行全方位規(guī)劃，這在國內(nèi)屬首次全程應(yīng)用BIM技術(shù)，奠定了BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，更好地推動了BIM技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用。

2 BIM技術(shù)施工中發(fā)展及應(yīng)用前景展望

國內(nèi)的學(xué)者和技術(shù)人員也早早就對BIM技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用展開了研究。2012年，劉獻(xiàn)偉等人在文獻(xiàn)中分析了在施工領(lǐng)域運(yùn)用BIM技術(shù)的重要性及意義，結(jié)合目前的應(yīng)用現(xiàn)狀，對運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行推廣[4]。2014年，李海濤在施工安全管理的過程中，運(yùn)用了BIM技術(shù)，優(yōu)化了施工方案，制定了防護(hù)系統(tǒng)，從而避免或減少發(fā)生安全事故，控制了安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)安全管理目標(biāo)[3]。鄭浩凱從另外一個(gè)方面，即成本控制中對BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，結(jié)合贏得值法，利用自己構(gòu)建的BIM技術(shù)數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的成本監(jiān)控、成本預(yù)警和成本預(yù)測三大功能。除了安全、成本以外，進(jìn)度對工程項(xiàng)目的影響也是非常大，甘露就在進(jìn)度方面，對運(yùn)用BIM技術(shù)前后進(jìn)行了對比，提出BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目進(jìn)度中可以起到非常大的作用，比如減少工程延誤、提高施工效率、加強(qiáng)管理者的進(jìn)度控制能力，方便對項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度管理，同時(shí)也創(chuàng)造了巨大的效益。2015年，張兆飛利用BIM技術(shù)模型全方位對工程進(jìn)行研究分析，從工程質(zhì)量、成本、安全、進(jìn)度、效益等各方面進(jìn)行了探討，提出BIM協(xié)同優(yōu)化管理，為工程項(xiàng)目安全優(yōu)質(zhì)高效完成提出一種新思路。

目前國外的BIM技術(shù)水平及應(yīng)用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于國內(nèi)，國內(nèi)在實(shí)際應(yīng)用及推廣都存在著一些問題，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、BIM技術(shù)不成熟、BIM技術(shù)不普及等。國內(nèi)施工領(lǐng)域的BIM應(yīng)用相對還較少，依然處于推廣階段，建筑企業(yè)還未對 BIM 進(jìn)行更深層次的應(yīng)用。企業(yè)投入非常謹(jǐn)慎，相關(guān)企業(yè)BIM方面的人才也不夠突出，因此在實(shí)際施工中推廣也遇到了一定的阻礙，建模的廣度和深度還不夠入，協(xié)同優(yōu)化管理的應(yīng)用效能還不能夠完全顯現(xiàn)。目前部分大型企業(yè)或大型項(xiàng)目通過數(shù)據(jù)建模，協(xié)同優(yōu)化管理，化解了基本結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程難題。但是更多的企業(yè)和項(xiàng)目目前僅對BIM技術(shù)保持觀望態(tài)度或嘗試階段，建筑業(yè)還要走一大段路。

但BIM的信息基礎(chǔ)作用日益凸顯，由于工程總承包項(xiàng)目、投融建項(xiàng)目的推廣，施工過程中BIM可以更好地應(yīng)用，將發(fā)揮更大的功能，提高更大的效益。BIM是未來發(fā)展的必然趨勢，正在推動建筑業(yè)的一次革命，將會顛覆傳統(tǒng)的作業(yè)及思維模式，統(tǒng)籌管理項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營維護(hù)，提高工程項(xiàng)目質(zhì)量以及節(jié)約工期及成本，為建筑行業(yè)帶來巨大的利益。