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[转载]对建筑施工企业应用BIM的建议

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发表时间:2015-07-02 09:51:45

一、BIM的价值与作用


  BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)的缩写,是近几年来出现在建筑界中的一个新名词。其实,它是引领建筑业信息技术走向更高层次的一种新技术,它的全面应用,将为建筑业界的科技进步产生无可估量的影响,大大提高建筑工程的集成化程度。同时,也为建筑业的发展带来巨大的效益,使设计乃至整个工程的质量和效率显著提高,成本降低。


  建筑信息模型,是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对该工程项目相关信息的详尽表达。建筑信息模型是数字技术在建筑工程中的直接应用,以解决建筑工程在软件中的描述问题,使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对,并为协同工作提供坚实的基础。


  建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法,这种方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。


  由于建筑信息模型需要支持建筑工程全生命周期的集成管理环境,因此建筑信息模型的结构是一个包含有数据模型和行为模型的复合结构。它除了包含与几何图形及数据有关的数据模型外,还包含与管理有关的行为模型,两相结合通过关联为数据赋予意义,因而可用于模拟真实世界的行为,例如模拟建筑的结构应力状况、围护结构的传热状况。当然,行为的模拟与信息的质量是密切相关的。


  应用建筑信息模型,可以支持项目各种信息的连续应用及实时应用,这些信息质量高、可靠性强、集成程度高而且完全协调,大大提高设计乃至整个工程的质量和效率,显著降低成本。对三维空间的BIM 模型附加时间和成本信息,我们可以定义为“5D”(5D=3D+时间+成本),可以给工程施工企业更好的安排和管理该工程的造价和资源。时间和成本信息附加在BIM 模型上,直接与进度和估价清单链接。可以统计材料的准确数量,识别施工冲突。对于设备安装工程可以进行在施工阶段可以进行施工作业的场地安排,可以进行三维管道及设备安装的碰撞检查。


  应用建筑信息模型,马上可以得到的好处就是使建筑工程更快、更省、更精确,各工种配合得更好和减少了图纸的出错风险,而长远得到的好处已经超越了设计和施工的阶段,惠及将来的建筑物的运作、维护和设施管理。并导致可持续地节省费用。


  建筑信息模型,是应用于建筑业的信息技术发展到今天的必然产物。事实上,多年来国际学术界一直在对如何在计算机辅助建筑设计中进行信息建模进行深入的讨论和积极的探索。


二、BIM在国内外的发展现状


  BIM是从美国发展起来,逐渐扩展到欧美,日本,新加坡等发达国家,在2002年后,国内逐渐开始接触BIM的理念和技术。下面首先介绍国外BIM的发展现状,然后列举国内BIM发展存在的一些关键问题。


2.1国外BIM现状


  在一些发达国家,由于对BIM技术的研究和开发起步很早,应用开展也早,已走在我国的前面,并验证了BIM技术的应用潜力。美国在BIM领域的研究与实践起步较早,发展到今天,美国大多建筑项目都已应用BIM,有种类繁多的BIM应用,如Spatial Validation,Facility Management,等等。并且在政府的引导推动下,形成了各种BIM协会,BIM标准。日本、新加坡还有我国香港地区的BIM发展态势和应用的水平都很不错,但和美国BIM的应用层次还有一定的差距。


BIM技术在国外的应用特征归纳为如下几点。


  一是由于BIM技术已经成为设计和施工企业承接项目的必要能力,BIM技术已受到广泛重视,大企业一般均已具备了应用BIM技术的能力;同时,BIM技术的专业咨询公司已经出现,并且十分活跃,为中小企业应用BIM技术提供了有力的支持。


  二是,在BIM技术应用过程中,不仅直接将BIM技术应用了建筑工程的局部环节中,例如,设计单位进行各种分析和模拟,而且形成了新的工作模式,例如实施IPD(Integrated Project Delivery,集成项目交付)模式,即业主、设计、总包、分包等参与方在设计阶段就参与到项目中,通过应用BIM技术进行虚拟建造,共同对设计进行改进,并共同分享收益或风险,而且对此在行业中已经建立了标准的合同条款。


2.2 BIM在中国的发展


  不可忽视的是中国巨大的建设量,在这个背景下,我们看到了以下几条中国和BIM结缘的必然性。


  第一,巨大的建设量带来了大量沟通和实施环节的信息流失造成的损失,BIM所带来的信息整合,重新定义了设计流程,能够很大程度上改善了这一状况。


  第二,可持续发展的需求。建筑生命周期管理,节能分析。


  第三,国家资源规划管理信息化的需求。


  然而,在BIM确定成为大势所趋的今天,作为产业上游的开发商、设计行业,是否已为此做好准备?BIM的投资是该哪方承担。


  目前,绝大部分设计院在进行建筑设计时,采用的是全2D的工程制图(方案效果图除外)。仅仅是在需要进行特定分析计算时(比如日照、节能),(一次次重复)搭建并不十分精准的三维(体量)模型。


  建筑事业是一项集体“运动”, BIM的出现正在改变项目参与各方的协作方式,使每个人都能提高生产效率并获得收益。在中国,一些项目率先应用上了BIM,比如2008北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及香港地铁项目等。不过相对于中国的建设大潮,BIM的应用仅仅是“小荷才露尖尖角”,虽然从技术上达到相当程度并不难,但要贯彻到整个产业链,使BIM真正融入行业应用实践,尚需时日。


  BIM是市场规范化的产物,是建筑业生产标准到位的产物。而制约企业在BIM应用上的两个关键环节是一个是BIM的建模和维护工作,另一障碍就是BIM目前在国内的实践推广程度较低。无法形成完整的产业链各环节的协同。


  若想在国内这么不规范的大环境下普及BIM,是件伤筋动骨的事情。这已不是行业的问题,而是整个社会发展的问题了。


  既然BIM本身会给建筑相关人员带来这么多的好处,那是什么阻碍了BIM在中国的发展呢,这里概括了一些意见,列举如下:


  现有的二维设计所带来的不足,被当前产业和市场所容忍。比如,施工人力成本和场地成本较低;由于设计缺陷所造成的工程问题解决成本也相对较低;国内现在大搞建设,设计院有干不完的活,这让大家觉得没有时间去搞BIM软件的培训;同时3D设计的收益和成本未被良好的评估或未被市场所认可。


  3D设计及BIM对构件元素具有一定依赖性,国内软件公司基本没有BIM概念的设计软件,而国外软件产品在构件元素的本土化上做的不够,这就使得国内设计院如果要使用BIM设计软件,就必须自己开发构件,这对于设计院来说,是很难承受的。


  BIM意味着一个全新的建筑行业的操作模式,如果没有政府的介入,进行大力推行,大家都不愿意去打破目前的操作方式;另外国内也缺失一套可参考的BIM操作模式的实例。


  国内个建筑相关企业和国家单位,其业务水平参差不齐,这也成为国内BIM实施的一个阻碍。


  很多设计院里的有经验的老设计师不愿意去学习复杂的新的软件,也阻碍了国内BIM的实施。


  在施工企业应用时候,设计变更和图纸调整都会带来巨大的模型维护工作量,需要有专门的人员维护。


  很重要的一点,目前国内缺乏系统化的、行之有效的BIM标准,这些标准包括数据交换标准,BIM应用能力评估准则,规范BIM项目实施流程,等。而在美国及欧洲一些发达国家,这些标准早已推出,如美国的NBIMS。


三、对施工企业应用BIM的建议


  BIM技术和方法可以在建设和运营的各方使用,例如:业主、策划、设计、施工、供应商、销售、运营商等,而且参与BIM使用的范围越广,BIM的价值就越能体现。当然,这么说,并不排除项目的单个参与方甚至单个个人使用BIM获益。也建议建筑施工企业也是本着总体规划、分步实施的原则开展工作。可以在有条件的项目和局部环节尝试性应用。培养建模人员因为这部分也是BIM技术推广的很关键环节。


  BIM技术作为下一代的计算机辅助设计的基础性技术,其重要性毋庸置疑。我国作为一个大国,特别是我国正在进行着世界上最大规模的建设,有必要着力推进BIM技术的应用,以便促进我国建筑工程技术的更新换代。


  我认为,企业在应用BIM的问题上,应该首先解决如下的问题:


  首先是标准的问题。目前作为BIM数据标准,IFC标准在国际上已日趋成熟,在此基础上,美国提出了NBIMS标准。目前,在这方面我国只是引进了IFC标准的平台部分,基于BIM的标准研究还是刚刚开始,结合我国建筑工程的实际对标准进行拓展的工作更加缺乏。同时,应该意识到,在实际过程中,不仅需要像IFC一样的技术数据标准,还需要较高层次的应用标准,例如三维建筑设计标准,才能更好地满足BIM技术的应用需求。


  其次是应用软件问题。如果没有BIM的标准出台前,各企业应用的软件也是百花齐放。当然都采用一家的产品在数据交换上能一定程度上弥补标准缺失带来的问题。但是在企业内推广一家软件公司的产品也需要一个过程。这些也都是必要的基础工作。而国外的软件目前还不能很好地满足我国本地规范的要求,也不可直接照搬。


  第三是应用模式问题。我们在应用推广过程中,要先做好基础性工作,整体规划分步实施。先从局部应用再到全局,从典型项目再到推广。从理念和BIM技术培训和普及开始,再到企业实践。从BIM类软件的应用开始再到整个基于BIM理念的协同工作模式的建立。理想模式就是逐步建立起IPD模式,就是把业主、设计方、总承包商和分包商集合在一起,通过利用BIM技术,可以在建筑工程中收到很好的效果。应用的产业链越长,发挥的价值和作用才越大。


  总的来说BIM技术和方法现在还处于探索阶段,还不到大面积推广与应用的阶段。对于施工企业可以持续关注,有针对性的做好准备工作和技术储备。可以在局部进行实践。


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