發(fā)展建筑信息模型(BIM)技術(shù)是推進(jìn)綠色建造的重要手段

  BIM是工程項目物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)，是工程項目有關(guān)信息的共享知識資源。BIM的作用是使工程項目信息在規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營維護(hù)全過程充分共享、無損傳遞，使工程技術(shù)和管理人員能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出高效、正確的理解和應(yīng)對，為多方參與的協(xié)同工作提供堅實基礎(chǔ)，并為建設(shè)項目從概念到拆除全生命期中各參與方的決策提供可靠依據(jù)。BIM的提出和發(fā)展，對建筑業(yè)的科技進(jìn)步產(chǎn)生了重大影響。應(yīng)用BIM技術(shù)，可望大幅度提高建筑工程的集成化程度，促進(jìn)建筑業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，提高投資、設(shè)計、施工乃至整個工程生命期的質(zhì)量和效率，提升科學(xué)決策和管理水平。  

  1 引言

  我國建筑業(yè)是一個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。一方面, 是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，規(guī)模龐大，從業(yè)人員達(dá)4000多萬人, 建筑施工企業(yè)70000多家，勘察設(shè)計企業(yè)接近15000家，支撐著我國每年超過15萬億的大規(guī)模建設(shè)事業(yè)；另一方面，建筑業(yè)又是高消耗、高排放產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)消耗了全國45%的水泥，50%以上的鋼材；建造和使用過程中消耗了接近50%的能源；與建筑有關(guān)的空氣污染、光污染等約占環(huán)境總體污染的34%；建筑施工垃圾約占城市垃圾總量的30%～40%；施工粉塵占城區(qū)粉塵排放量的22％； 民用建筑的二次裝修又造成大量的資源浪費。 這樣一個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，總體規(guī)模雖大但效益不高，其任何一點技術(shù)進(jìn)步都會形成巨大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。目前，業(yè)界已經(jīng)形成共識，推進(jìn)綠色建造發(fā)展是建筑業(yè)降低資源消耗、減少建筑垃圾排放、消除環(huán)境污染，實現(xiàn)節(jié)能減排的重要舉措。建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）技術(shù)作為建筑業(yè)的新技術(shù)、新理念和新手段，得到業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注，正在引導(dǎo)建筑業(yè)傳統(tǒng)思維方式、技術(shù)手段和商業(yè)模式的全面變革、將引發(fā)建筑業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的第二次革命。發(fā)展BIM技術(shù)已經(jīng)成為是推進(jìn)綠色建造的重要手段。

  BIM是工程項目物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)，是工程項目有關(guān)信息的共享知識資源。BIM的作用是使工程項目信息在規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營維護(hù)全過程充分共享、無損傳遞，使工程技術(shù)和管理人員能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出高效、正確的理解和應(yīng)對，為多方參與的協(xié)同工作提供堅實基礎(chǔ)，并為建設(shè)項目從概念到拆除全生命期中各參與方的決策提供可靠依據(jù)。BIM的提出和發(fā)展，對建筑業(yè)的科技進(jìn)步產(chǎn)生了重大影響。應(yīng)用BIM技術(shù)，可望大幅度提高建筑工程的集成化程度，促進(jìn)建筑業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，提高投資、設(shè)計、施工乃至整個工程生命期的質(zhì)量和效率，提升科學(xué)決策和管理水平。

  2 BIM對綠色建造的作用與價值分析

  BIM技術(shù)是在CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多維模型信息集成技術(shù)，是應(yīng)對建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)的重要手段。BIM技術(shù)的理念是在2002年被首次提出的。BIM技術(shù)對建筑行業(yè)技術(shù)革新的作用和意義已在全球范圍內(nèi)得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。如果說CAD技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用使設(shè)計師甩掉圖板是建筑行業(yè)信息化的一次革命，那么，BIM技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用則是建筑行業(yè)的又一次革命。BIM的作用可歸納為如下幾個方面：

  2.1實現(xiàn)建筑全生命期的信息共享

  信息技術(shù)發(fā)展到今天，工程設(shè)計、施工與運行維護(hù)的各階段，以及每一階段的各專業(yè)、各環(huán)節(jié)都在應(yīng)用軟件輔助專業(yè)工作。 設(shè)計與施工等領(lǐng)域的從業(yè)人員面臨的主要問題有兩個：一是信息共享，二是協(xié)同工作。設(shè)計、施工與運行維護(hù)中信息應(yīng)用和交換不及時、不準(zhǔn)確的問題造成了大量人力物力的浪費和風(fēng)險的產(chǎn)生。 美國的麥克格勞.希爾（McGraw Hill）發(fā)布了一個關(guān)于建筑業(yè)信息互用問題的研究報告“Interoperability in the Construction Industry”。該報告的統(tǒng)計資料顯示，數(shù)據(jù)互用性不足使建設(shè)項目平均增加3.1%的成本和3.3%的工期延誤。BIM的基本作用能夠之一就是有力支持建筑項目信息在規(guī)劃、設(shè)計、建造和運行維護(hù)全過程充分共享，無損傳遞，從而使建筑全生命期得到有效的管理。應(yīng)用BIM技術(shù)可以使建筑項目的所有參與方（包括政府主管部門、業(yè)主、設(shè)計團(tuán)隊、施工單位、建筑運營部門等）在項目從概念產(chǎn)生到完全拆除的整個生命期內(nèi)都能夠在模型中操作信息和在信息中操作模型，進(jìn)行協(xié)同工作。不像過去依靠符號文字形式表達(dá)的藍(lán)圖進(jìn)行項目建設(shè)和運營管理，因為信息共享效率很低，導(dǎo)致難以進(jìn)行精細(xì)管理。

  2.2實現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計的有效工具

  BIM技術(shù)有力地支持建筑安全、美觀、舒適、經(jīng)濟(jì)，以及節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、環(huán)境保護(hù)等多方面的分析和模擬，從而容易地做到建筑全生命期全方位可預(yù)測、可控制。例如，利用BIM技術(shù)，可以將設(shè)計結(jié)果自動讀入建筑節(jié)能分析軟件中進(jìn)行能耗分析，或讀入虛擬施工軟件進(jìn)行虛擬施工，而不像現(xiàn)在需要技術(shù)人員花費很大氣力在節(jié)能分析軟件，或在施工模擬軟件里首先建立建筑模型；又如，利用BIM技術(shù)，不僅可以直觀地展示設(shè)計結(jié)果，而且可以直觀地展示施工細(xì)節(jié)，還可以對施工過程進(jìn)行仿真，以便反映實際過程中的偶然性，增加施工過程的可控性。

  2.3促進(jìn)建筑業(yè)生產(chǎn)方式的改變

  BIM技術(shù)有力地支持設(shè)計與施工一體化，減少建筑工程“錯、缺、漏、碰”現(xiàn)象的發(fā)生，從而可以減少建筑全生命期的浪費，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。英國機(jī)場管理局利用BIM技術(shù)削減希思羅5號航站樓百分之十的建造費用。美國斯坦福大學(xué)CIFE中心根據(jù)32個項目總結(jié)了使用BIM技術(shù)的以下優(yōu)勢：消除40%預(yù)算外更改；造價估算控制在3%精確度范圍內(nèi)；造價估算耗費的時間縮短80%；通過發(fā)現(xiàn)和解決沖突，將合同價格降低10%；項目工期縮短7%，及早實現(xiàn)投資回報。恒基北京世界金融中心通過BIM技術(shù)應(yīng)用在施工圖紙中發(fā)現(xiàn)了7753個沖突，估算這些沖突如果到施工時才發(fā)現(xiàn)，會給項目除了造成超過1000萬人民幣的浪費及3個月的工期延誤外，更會大大的影響項目的質(zhì)量和發(fā)展商的品牌。

  2.4促進(jìn)建筑行業(yè)的工業(yè)化發(fā)展

  我國建造水平與發(fā)達(dá)國家相比有較大的差距，主要原因是建筑工業(yè)化水平較低所致。制造業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量在近半個世紀(jì)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，生產(chǎn)成本大大降低，其中一個非常重要的因素就是以三維設(shè)計為核心的PDM（Product Data Management產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）技術(shù)的普及應(yīng)用。建設(shè)項目本質(zhì)上都是工業(yè)化制造和現(xiàn)場施工安裝結(jié)合的產(chǎn)物，提高工業(yè)化制造在建設(shè)項目中的比例是建筑行業(yè)工業(yè)化的發(fā)展方向和目標(biāo)。工業(yè)化建造至少要經(jīng)過設(shè)計制圖、工廠制造、運輸儲存、現(xiàn)場裝配等主要環(huán)節(jié)，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致工期延誤和成本上升，例如：圖紙不準(zhǔn)確導(dǎo)致現(xiàn)場無法裝配，需要裝配的部件沒有及時到達(dá)現(xiàn)場等。BIM技術(shù)不僅為建筑行業(yè)工業(yè)化解決了信息創(chuàng)建、管理、傳遞的問題，而且BIM三維模型、裝配模擬、采購制造運輸存放安裝的全程跟蹤等手段為工業(yè)化建造的普及提供了技術(shù)保障。同時，工業(yè)化還為自動化生產(chǎn)加工奠定了基礎(chǔ)，自動化不但能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率，而且對于復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)，利用BIM模型數(shù)據(jù)和數(shù)控機(jī)床的自動集成，還能完成通過傳統(tǒng)的“二維圖紙-深化圖紙-加工制造”流程很難完成的下料工作。BIM技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將大大推動和加快建筑行業(yè)工業(yè)化進(jìn)程。

  2.5把建筑產(chǎn)業(yè)鏈緊密聯(lián)系起來，提高整個行業(yè)的競爭力

  建筑工程項目的產(chǎn)業(yè)鏈包括業(yè)主、勘察、設(shè)計、施工、項目管理、監(jiān)理、部品、材料、設(shè)備等，一般項目都有數(shù)十個參與方，大型項目的參與方可以達(dá)到幾百個甚至更多。二維圖紙作為產(chǎn)業(yè)鏈成員之間傳遞溝通信息的載體已經(jīng)使用了幾百年，其弊端也隨著項目復(fù)雜性和市場競爭的日益加大變得越來越明顯。打通產(chǎn)業(yè)鏈的一個技術(shù)關(guān)鍵是信息共享，BIM就是全球建筑行業(yè)專家同仁為解決上述挑戰(zhàn)而進(jìn)行探索的成果。業(yè)主是建設(shè)項目的所有者，因此自然也是該項目BIM過程和模型的所有者，設(shè)計和施工是BIM的主要參與者、貢獻(xiàn)者和使用者，業(yè)主要建立完整的可以用于運營的BIM模型，必須有設(shè)備材料供應(yīng)商的參與，供應(yīng)商逐步把產(chǎn)品目前提供的二維圖紙資料逐步改進(jìn)為提供設(shè)備的BIM模型，供業(yè)主、設(shè)計、施工直接使用，一方面促進(jìn)了這三方的工作效率和質(zhì)量，另一方面對供應(yīng)商本身產(chǎn)品的銷售也提供了更多更好的方式和渠道。

  3 BIM技術(shù)是改造傳統(tǒng)的建筑業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級的有效高新技術(shù)

  隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的城鎮(zhèn)化水平正在以每年接近1%的速度發(fā)展，2010年底已達(dá) 47.5%，2013年底城鎮(zhèn)年化率為53.73%。據(jù)統(tǒng)計,我國每年在建工程約70多萬個，房屋建筑施工面積70多億平方米，竣工面積接近30億平方米，2013年施工企業(yè)完成的建筑行業(yè)總產(chǎn)值高達(dá)15.93萬億元，中國的建筑市場已經(jīng)成為世界上最大的建筑市場。另有數(shù)據(jù)預(yù)測，按照城鎮(zhèn)化發(fā)展數(shù)度估算，在未來的十年到二十年間，我國還要新建400億平方米的建筑和大量的基礎(chǔ)設(shè)施，這等于整個瑞士的國土面積，等于紐約市現(xiàn)有的所有建筑物的40倍。這為我國建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了很好機(jī)遇，促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)展。

  我國建筑行業(yè)是一個龐大的產(chǎn)業(yè)，但由于長期的過度競爭，建筑企業(yè)，特別是設(shè)計與施工企業(yè)的技術(shù)水平低，科技進(jìn)步投入不足，建筑行業(yè)總體規(guī)模雖大但經(jīng)濟(jì)效益不高。我國建筑施工企業(yè)資本金利潤率為8～10％，而日本公司的資本金利潤率為20～35％。與美國、英國等發(fā)達(dá)國家相比勞動生產(chǎn)率存在巨大差距。據(jù)有關(guān)部門測算，在我國建筑行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長中不到30％是靠技術(shù)進(jìn)步獲得的，遠(yuǎn)低于40％的全行業(yè)平均水平。建筑業(yè)效率低下，粗放型的增長方式?jīng)]有根本轉(zhuǎn)變，建筑能耗高、能效低是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的一大問題。建筑業(yè)的高速發(fā)展消耗了大量的社會資源,與發(fā)達(dá)國家相比，我國鋼材消耗高出10％至25％，單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國家的2至3倍。

  我國建筑業(yè)總體規(guī)模雖大但經(jīng)濟(jì)效益不高，效率不高，主要原因在于技術(shù)手段、生產(chǎn)方式和管理方式落后，如設(shè)計中“拋過墻式”的專業(yè)協(xié)調(diào)方式、工程預(yù)算中“照圖扒筋算量”的核算方式，以及行業(yè)管理中設(shè)計、施工、運維相互割裂的行業(yè)管理方式，直接導(dǎo)致了工程中“錯、漏、碰、缺”現(xiàn)象的大量存在?！霸O(shè)計變更”對設(shè)計師來說，意味著工作量；對承包商來說，意味著待工、窩工、返工；對發(fā)展商來說，意味著工期可能延誤、造價可能提高、質(zhì)量可能降低；對社會來說，意味著人力材料浪費、更多的二氧化碳排放，對可持續(xù)發(fā)展更大的挑戰(zhàn)。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，有72% 的項目超預(yù)算，70% 的項目超工期，75% 不能按時完工的項目至少超出初始合同價格50%，2008年長春市審計局對市政府投資的工程項目審計中，抽查了其中的13個項目，發(fā)現(xiàn)變更與簽證部分造價占工程總投資的22.23%。

  我國建筑設(shè)計與施工企業(yè)在提高效率和資源節(jié)約方面潛力巨大，為突破現(xiàn)代建筑技術(shù)尤其是設(shè)計與施工技術(shù)的瓶頸，推動我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要利用和發(fā)展更先進(jìn)的技術(shù)，BIM技術(shù)就是應(yīng)這樣的需求而提出和發(fā)展的。BIM是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、施工和運維管理的數(shù)字化工具，支持項目各種信息的連續(xù)應(yīng)用及實時應(yīng)用，可以大大提高設(shè)計、施工乃至整個工程的質(zhì)量和效率，顯著降低成本。在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，為加速BIM的普及應(yīng)用，相繼推出了各具特色的技術(shù)政策和措施。美國是BIM的發(fā)源地，BIM研究與應(yīng)用一直處于領(lǐng)先地位，2007年發(fā)布的《美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)第一版第一部分》確定的目標(biāo)是到2020年以BIM為核心的建筑業(yè)信息技術(shù)每年為美國節(jié)約2000億美元（相當(dāng)于美國2008年建筑業(yè)產(chǎn)值的15%左右）；2011年英國發(fā)布的《政府建筑業(yè)戰(zhàn)略》為以BIM為核心的建筑業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用設(shè)定的目標(biāo)是減少整體建筑業(yè)成本10-20%；2012年澳大利亞發(fā)布的《國家BIM行動方案》指出，在澳大利亞工程建設(shè)行業(yè)加快普及應(yīng)用BIM可以提高6-9%的生產(chǎn)效率。韓國計劃從2016年開始實現(xiàn)全部公共設(shè)施項目使用BIM。新加坡計劃到2015年建筑工程BIM應(yīng)用率達(dá)到80%。

  我們同樣可以期望BIM技術(shù)的普及應(yīng)用會帶來提高效率和質(zhì)量，減少資源消耗和浪費的巨大經(jīng)濟(jì)和社會效益。為推動BIM的廣泛應(yīng)用，在住建部發(fā)布的《2011～2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中，把BIM作為支撐行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的核心技術(shù)重點發(fā)展；住建部在2012年和2013年批準(zhǔn)了《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑信息模型存儲標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程信息模型編碼標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程設(shè)計信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程施信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》等6本國標(biāo)的編制計劃2013年啟動了《關(guān)于推進(jìn)BIM在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的指導(dǎo)意見》制定工作，在預(yù)期目標(biāo)中規(guī)定：預(yù)期到2016年末，以下新立項項目工程設(shè)計、施工中，應(yīng)用BIM的項目比率達(dá)到80%：全部使用國有資金投資的2萬平方米以上大型公共建筑；全部使用國有資金投資的10萬平方米以上居住建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)。到2020年末，建筑行業(yè)甲級勘察、設(shè)計企業(yè)以及特級、一級房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)掌握并實現(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；以下新立項項目勘察設(shè)計、施工、運營維護(hù)中，集成應(yīng)用BIM的項目比率達(dá)到95%：全部使用國有資金投資或者以國有資金投資為主的大中型建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)；國家科技部于2014年初批準(zhǔn)成立了“建筑信息模型（BIM）產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 ”。

  4 中建的BIM探索與實踐

  中建BIM技術(shù)研究與應(yīng)用已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)，已成功應(yīng)用于無錫恒隆廣場綜合發(fā)展項目、深圳機(jī)場擴(kuò)建項目、廣州東塔項目、天津117項目等重大工程，取得了良好效果。在中建系統(tǒng)的業(yè)務(wù)范疇內(nèi)，可望通過BIM技術(shù)應(yīng)用，在支撐綠色建筑設(shè)計、強(qiáng)化設(shè)計協(xié)調(diào)、減少因“錯、缺、漏、碰”導(dǎo)致的設(shè)計變更；在支撐工業(yè)化建造和綠色施工、優(yōu)化施工組織方案、提高工程質(zhì)量、降低工程造價和安全風(fēng)險；在幫助業(yè)主提升對整個項目的掌控能力和科學(xué)管理水平、縮短工期，延伸中建服務(wù)產(chǎn)品至項目全生命周期；以及在打造“數(shù)字中建”品牌，提升中建在行業(yè)BIM發(fā)展中的地位和作用，著眼于建筑全生命期、全產(chǎn)業(yè)鏈，持續(xù)、全面地推進(jìn)BIM技術(shù)研究、應(yīng)用和創(chuàng)新體系建設(shè)，為中建全產(chǎn)業(yè)鏈的BIM技術(shù)發(fā)展、為打造“數(shù)字中建”品牌奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

  2012年是中建全面推廣應(yīng)用BIM技術(shù)的起步年，首先在總公司層面進(jìn)行了頂層設(shè)計，發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)中建BIM 技術(shù)加速發(fā)展的若干意見》（以下簡稱《若干意見》），按照《若干意見》的指導(dǎo)思想和基本原則，中建組織開展了一系列BIM技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用工作，也取得了一定成績與成果。

  4.1組織機(jī)構(gòu)建設(shè)

  （1）根據(jù)總公司《若干意見》文件的要求，在中建總公司組建了BIM技術(shù)委員會。中建BIM技術(shù)委員會作為中建BIM技術(shù)推廣應(yīng)用的指導(dǎo)、咨詢和服務(wù)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌推進(jìn)中建BIM技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，優(yōu)化資源配置，促進(jìn)BIM技術(shù)在中建的加速發(fā)展。

  （2）為滿足《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程施工信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》等多項國家BIM標(biāo)準(zhǔn)編制工作的需要，2012年3月28日由中國建筑科學(xué)研究院、中國建筑股份有限公司等多家單位在北京發(fā)起成立了“中國BIM發(fā)展聯(lián)盟”。“中國BIM發(fā)展聯(lián)盟”致力于我國BIM技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和軟件研發(fā)，為中國BIM技術(shù)應(yīng)用提供支撐平臺。

  （3）為了更好地組織BIM國標(biāo)和行標(biāo)的編制工作，由中國BIM發(fā)展聯(lián)盟發(fā)起，在中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會下，組建了BIM標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)委員會（簡稱“中國BIM標(biāo)委會”），全面負(fù)責(zé)組織協(xié)會級BIM標(biāo)準(zhǔn)的研究和編制工作。中建作為中國BIM發(fā)展聯(lián)盟的核心成員，是組建中國BIM標(biāo)委會的主要發(fā)起單位之一，主要負(fù)責(zé)施工領(lǐng)域協(xié)會級BIM標(biāo)準(zhǔn)的編制組織工作。

  （4）2012年1月10日由中國建筑科學(xué)研究院、中國建筑股份有限公司等多家單位發(fā)起，由國家科技部批準(zhǔn)成立了“建筑信息模型（BIM）產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”。其宗旨是為中國BIM的應(yīng)用提供支撐平臺，為全面推動我國BIM發(fā)展和應(yīng)用提供技術(shù)服務(wù)。

  4.2集成能力建設(shè)

  （1）城市綜合建設(shè)項目BIM應(yīng)用研究

  2011年，中建股份設(shè)立了“城市綜合建設(shè)項目BIM應(yīng)用研究”重點項目，2013年總公司又滾動支持，總計專項經(jīng)費1004萬元，子企業(yè)配套經(jīng)費6170萬，項目的宗旨是以實現(xiàn)綠色建造、有效節(jié)約資源為目標(biāo)，通過BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用提高工作效率，有效協(xié)調(diào)項目參與方，在合理組織施工的前提下實現(xiàn)精細(xì)化管理。

  （2）基于BIM工程仿真與高性能計算技術(shù)研究

  隨著國內(nèi)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如體型復(fù)雜、超高層、大跨度等）的日益增多，高性能仿真分析在結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工過程中扮演著越來越重要的角色。國內(nèi)常用設(shè)計軟件（如PKPM、MIDAS、YJK等）無法很好地滿足這種仿真需求，而國外通用有限元軟件（如ABAQUS和ANSYS）雖然具有強(qiáng)大的分析功能，但其前處理模塊不適用于建筑結(jié)構(gòu)建模，且計算結(jié)果無法直接用于工程設(shè)計。為解決上述問題，中建技術(shù)中心對國內(nèi)設(shè)計軟件和國外通用軟件進(jìn)行系統(tǒng)集成和二次開發(fā)，研發(fā)了一套擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能結(jié)構(gòu)仿真集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠滿足各類復(fù)雜、超限結(jié)構(gòu)設(shè)計性能模擬分析需求，適用于復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗倒塌驗算、性能設(shè)計、以及施工過程模擬等，可為各設(shè)計院和施工企業(yè)重大工程提供技術(shù)支撐。

  （3）基于BIM技術(shù)的建筑工廠化管理系統(tǒng)研究

  三局一公司結(jié)合北京英特宜家二期項目的管理需求，建立場外預(yù)制加工廠，將BIM理念、深化設(shè)計管理與二維碼技術(shù)相結(jié)合，將深化設(shè)計、工廠采購加工、材料控制管理、現(xiàn)場施工管理等各個施工管理環(huán)節(jié)相結(jié)合，探索機(jī)電工程施工管理的新模式，通過與清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)“基于BIM的建筑工廠化管理系統(tǒng)”，為項目機(jī)電管線場外預(yù)制加工及現(xiàn)場裝配、組合服務(wù)。

  4.3標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

  （1）主編參編BIM技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)

  在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2012年01月17日《關(guān)于印發(fā)2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計劃的通知》（建標(biāo)[2012]5號）和2013年01月14日《關(guān)于印發(fā)2013年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計劃的通知》（建標(biāo)[2013]6號）的兩個通知中，共發(fā)布了6項BIM國家標(biāo)準(zhǔn)制訂項目，分別是：《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程信息模型存儲標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程信息模型編碼標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程設(shè)計信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》、《制造工業(yè)工程設(shè)計信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑工程施工信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》。中建是《建筑工程施工信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》主編單位，同時，中建參與了其它幾項BIM國標(biāo)的編制。

  （2）組織協(xié)調(diào)編制施工BIM技術(shù)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)

  為配合BIM國標(biāo)《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的編制，中國BIM標(biāo)委會組織開展了BIM協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。BIM協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)分“規(guī)劃與設(shè)計階段BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)”和“施工與運維階段BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)”兩個系列，其中“施工與運維階段BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)”系列由中建負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)。中建一局、三局一、三局安裝分別負(fù)責(zé)《竣工驗收管理BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》、《鋼結(jié)構(gòu)施工BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》、《機(jī)電施工BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》3本標(biāo)準(zhǔn)的主編工作。

  （3）組織編制中建BIM技術(shù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

  在國家和行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架下，結(jié)合中建“四位一體”的產(chǎn)業(yè)鏈特點，研究建立符合中建需求的企業(yè)級BIM應(yīng)用實施指南，是推進(jìn)中建BIM技術(shù)普及應(yīng)用的一項重要基礎(chǔ)工作。中建企業(yè)BIM實施指南的編制工作首先從設(shè)計和施工兩個領(lǐng)域開始，在組織起草《BIM軟硬件產(chǎn)品評估研究報告》基礎(chǔ)上，編制了中建企業(yè)級《建筑工程設(shè)計BIM應(yīng)用指南》和《建筑工程施工BIM應(yīng)用指南》，在行業(yè)引起了較大反響，并受到好評。

  4.4示范工程建設(shè)

  為進(jìn)一步推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用，在2013年中建總公司科技推廣示范工程計劃中，增加了“BIM類示范工程”，并批準(zhǔn)了25項BIM應(yīng)用示范工程，在2014年中建總公司科技推廣示范工程計劃中，又增加了7項BIM應(yīng)用示范工程，并確定中建技術(shù)中心綜合實驗樓、廣州東塔項目為重點示范工程。這些BIM示范項目涉及眾多工程類型，基本包括了中建承建的各類典型工程，如廣州東塔、深圳市城市軌道交通9號線、阿布扎比國際機(jī)場、寶蘭客專1標(biāo)段石鼓山隧道等工程。通過BIM示范工程建設(shè)，不僅積累了較豐富的BIM應(yīng)用經(jīng)驗，而且也培育了一批BIM技術(shù)骨干人才，更帶動了大量工程的BIM應(yīng)用，到目前為止，僅八個工程局就有超過640多項工程在不同程度上應(yīng)用了BIM技術(shù)，取得了客觀的經(jīng)濟(jì)效益，并促進(jìn)了企業(yè)競爭力的提升。幾個典型工程的BIM應(yīng)用案例如下：

  （1）中建技術(shù)中心實驗樓工程，是一個典型的投資、設(shè)計、施工和運維四位一體工程，具有良好的代表性，雖然工程并不十分復(fù)雜，但作為未來國際一流的大結(jié)構(gòu)實驗室，通過采取研發(fā)與建設(shè)同步的策略，量身打造萬噸級多功能結(jié)構(gòu)試驗機(jī)和25.5m高反力墻等國際一流試驗設(shè)施，增加了工程難度。為實現(xiàn)BIM模型數(shù)據(jù)在全過程的無縫連接，項目充分發(fā)揮中建“四位一體”的優(yōu)勢，組建由業(yè)主方、設(shè)計方、施工方和運維方共同參加的BIM團(tuán)隊，團(tuán)隊制定統(tǒng)一的BIM標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮了施工對設(shè)計BIM模型的合理需求，并對上下游各環(huán)節(jié)進(jìn)行需求分析，分專業(yè)、分系統(tǒng)建立BIM模型，精準(zhǔn)執(zhí)行、協(xié)同管理，創(chuàng)新性地解決了設(shè)計與施工BIM模型共用問題，該工程是我國目前唯一投入使用的從設(shè)計開始、到施工和運維全過程應(yīng)用BIM的典型案例。

  （2）廣州東塔（廣州周大福國際金融中心）位于廣州市珠江新城，樓總高度530米，地下5層，地上111層，總建筑面積50.8萬平方米。項目總包方聯(lián)合廣聯(lián)達(dá)軟件公司，將BIM技術(shù)與工程進(jìn)度動態(tài)管理、圖紙變更的動態(tài)管理、總包各專業(yè)工作面動態(tài)管理、工程量的自動計算及商務(wù)管理、總包對業(yè)主和各分包的合約及資金管理融合一體，實現(xiàn)了基于BIM的總包項目管理信息化管理。

  （3）無錫恒隆廣場綜合發(fā)展項目占地面積約3.7萬平方米，地上建筑面積為24.3萬平方米，地下建筑面積為14.7萬平方米。該項目機(jī)電安裝分包BIM應(yīng)用，根據(jù)本項目與公司以往同類項目因碰撞問題和工序問題需要返工的量的對比，據(jù)估算減少因碰撞和安裝工序不合理返工節(jié)約的成本大概在總造價的1%以上。利用BIM技術(shù)對水管、風(fēng)管、母線、橋架等的路由及尺寸進(jìn)行優(yōu)化，找出最短的路由最優(yōu)的尺寸，節(jié)省材料的需用量而降低成本達(dá)總造價的3%以上。BIM技術(shù)與工廠化預(yù)制結(jié)合，利用BIM三維模型，計算出精確的材料需用計劃，并進(jìn)行精確的放樣下料，控制材料損耗，避免材料浪費，損耗率控制在4%以下，僅此項材料就將節(jié)省7%以上。

  4.5人才隊伍建設(shè)

  隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，更多企業(yè)認(rèn)識到，掌握BIM技術(shù)的人才是制約BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。只有讓工程技術(shù)人員掌握了這項技術(shù)并將其應(yīng)用到工程建設(shè)中，才能將其轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力和企業(yè)的核心競爭力。因此，各企業(yè)都十分重視BIM人才培養(yǎng)，紛紛成立BIM中心（或BIM工作站），組織BIM技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)，陸續(xù)培訓(xùn)了一批BIM人才，截止到2014年底，僅8各工程局就培育了超過7000名掌握BIM技術(shù)的專業(yè)技術(shù)人員。這批BIM人才的成長，為中建全面普及BIM技術(shù)應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

  5 結(jié)束語

  BIM技術(shù)的應(yīng)用，目前最大的問題是自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用軟件。國外的一些軟件開發(fā)商已經(jīng)開發(fā)了一些應(yīng)用軟件，并將它們應(yīng)用在大型工程中。但是，這些軟件不僅價格昂貴，而且由于不支持我國規(guī)范，難以滿足我國的應(yīng)用需求。由于技術(shù)上的難度，我國國內(nèi)開發(fā)的這方面的商業(yè)軟件還在發(fā)展之中，鑒于我國巨大的基本建設(shè)規(guī)模，有必要開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用軟件，填補(bǔ)我國這一領(lǐng)域的空白，因此有必要通過國家科技支撐計劃的支持，迅速獲得發(fā)展，為在我國建筑行業(yè)推廣普及BIM技術(shù)奠定堅實的基礎(chǔ)。

  雖然BIM技術(shù)已經(jīng)在我國開始應(yīng)用，但可以說仍處于起步階段，在應(yīng)用模式、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方面并未有重大突破。目前，BIM在建筑領(lǐng)域的推廣應(yīng)用還存在著政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)不完善、發(fā)展不平衡、本土應(yīng)用軟件不成熟、技術(shù)人才不足等問題，有必要采取切實可行的措施，推進(jìn)BIM在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。有許多關(guān)鍵技術(shù)需要突破：

  （1）研究制定符合我國建筑設(shè)計、施工、運行管理等各階段工作流程數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，形成完善的建筑全過程建設(shè)管理信息標(biāo)準(zhǔn)體系。

  （2）開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的面向建筑全生命期的核心軟件產(chǎn)品，支撐全行業(yè)BIM等最新信息技術(shù)普及應(yīng)用。

  （3）開展設(shè)計階段BIM等最新信息技術(shù)在集成應(yīng)用研究，實現(xiàn)各專業(yè)信息高度共享和設(shè)計流程的優(yōu)化，支撐建筑可持續(xù)設(shè)計。

  （4）開展施工階段BIM等最新信息技術(shù)集成應(yīng)用研究，提高工程施工全過程的預(yù)見性和管理水平，促進(jìn)傳統(tǒng)的建造方式向精益建造發(fā)展。

  （5）開展運維管理階段BIM等最新信息技術(shù)集成應(yīng)用研究，實現(xiàn)建筑低能耗和綠色環(huán)保的最佳運維模式。

  （6）開展BIM等最新信息技術(shù)在規(guī)劃、設(shè)計、施工及運行維護(hù)階段綜合應(yīng)用研究，推進(jìn)建筑項目開發(fā)全過程的精細(xì)化管理，促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和管理水平提升。

  作者

  毛志兵，中國建筑股份有限公司總工程師。