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(xiàng)目物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)，是工程項(xiàng)目有關(guān)信息的共享知識(shí)資源。BIM的作用是使工程項(xiàng)目信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程充分共享、無(wú)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(duì)，為多方參與的協(xié)同工作提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并為建設(shè)項(xiàng)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(duì)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(jì)、施工乃至整個(gè)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(guó)建筑業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。一方面, 是國(guó)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(wàn)人, 建筑施工企業(yè)70000多家，勘察設(shè)計(jì)企業(yè)接近15000家，支撐著我國(guó)每年超過(guò)15萬(wàn)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(guó)45%的水泥，50%以上的鋼材；建造和使用過(guò)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(fèi)。 這樣一個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，總體規(guī)模雖大但效益不高，其任何一點(diǎn)技術(shù)進(jìn)步都會(huì)形成巨大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。目前，業(yè)界已經(jīng)形成共識(shí)，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(shí)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(xiàng)目物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)，是工程項(xiàng)目有關(guān)信息的共享知識(shí)資源。BIM的作用是使工程項(xiàng)目信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程充分共享、無(wú)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(duì)，為多方參與的協(xié)同工作提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并為建設(shè)項(xiàng)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(duì)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(jì)、施工乃至整個(gè)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(duì)綠色建造的作用與價(jià)值分析

  BIM技術(shù)是在CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多維模型信息集成技術(shù)，是應(yīng)對(duì)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(duì)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(shuō)CAD技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用使設(shè)計(jì)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(gè)方面：

  2.1實(shí)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(jì)、施工與運(yùn)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(jì)與施工等領(lǐng)域的從業(yè)人員面臨的主要問(wèn)題有兩個(gè)：一是信息共享，二是協(xié)同工作。設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行維護(hù)中信息應(yīng)用和交換不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問(wèn)題造成了大量人力物力的浪費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。 美國(guó)的麥克格勞.希爾（McGraw Hill）發(fā)布了一個(gè)關(guān)于建筑業(yè)信息互用問(wèn)題的研究報(bào)告“Interoperability in the Construction Industry”。該報(bào)告的統(tǒng)計(jì)資料顯示，數(shù)據(jù)互用性不足使建設(shè)項(xiàng)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(xiàng)目信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行維護(hù)全過(guò)程充分共享，無(wú)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(xiàng)目的所有參與方（包括政府主管部門、業(yè)主、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、建筑運(yùn)營(yíng)部門等）在項(xiàng)目從概念產(chǎn)生到完全拆除的整個(gè)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(guò)去依靠符號(hào)文字形式表達(dá)的藍(lán)圖進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理，因?yàn)樾畔⒐蚕硇屎艿?，?dǎo)致難以進(jìn)行精細(xì)管理。

  2.2實(shí)現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計(jì)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(cè)、可控制。例如，利用BIM技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)結(jié)果自動(dòng)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(fèi)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(jì)結(jié)果，而且可以直觀地展示施工細(xì)節(jié)，還可以對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行仿真，以便反映實(shí)際過(guò)程中的偶然性，增加施工過(guò)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(jì)與施工一體化，減少建筑工程“錯(cuò)、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(fèi)，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。英國(guó)機(jī)場(chǎng)管理局利用BIM技術(shù)削減希思羅5號(hào)航站樓百分之十的建造費(fèi)用。美國(guó)斯坦福大學(xué)CIFE中心根據(jù)32個(gè)項(xiàng)目總結(jié)了使用BIM技術(shù)的以下優(yōu)勢(shì)：消除40%預(yù)算外更改；造價(jià)估算控制在3%精確度范圍內(nèi)；造價(jià)估算耗費(fèi)的時(shí)間縮短80%；通過(guò)發(fā)現(xiàn)和解決沖突，將合同價(jià)格降低10%；項(xiàng)目工期縮短7%，及早實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。恒基北京世界金融中心通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用在施工圖紙中發(fā)現(xiàn)了7753個(gè)沖突，估算這些沖突如果到施工時(shí)才發(fā)現(xiàn)，會(huì)給項(xiàng)目除了造成超過(guò)1000萬(wàn)人民幣的浪費(fèi)及3個(gè)月的工期延誤外，更會(huì)大大的影響項(xiàng)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(guó)建造水平與發(fā)達(dá)國(guó)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(gè)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(gè)非常重要的因素就是以三維設(shè)計(jì)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(xiàng)目本質(zhì)上都是工業(yè)化制造和現(xiàn)場(chǎng)施工安裝結(jié)合的產(chǎn)物，提高工業(yè)化制造在建設(shè)項(xiàng)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(guò)設(shè)計(jì)制圖、工廠制造、運(yùn)輸儲(chǔ)存、現(xiàn)場(chǎng)裝配等主要環(huán)節(jié)，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)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(chǎng)無(wú)法裝配，需要裝配的部件沒(méi)有及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)題，而且BIM三維模型、裝配模擬、采購(gòu)制造運(yùn)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(shí)，工業(yè)化還為自動(dòng)化生產(chǎn)加工奠定了基礎(chǔ)，自動(dòng)化不但能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率，而且對(duì)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(dòng)集成，還能完成通過(guò)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(dòng)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(lái)，提高整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力

  建筑工程項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)鏈包括業(yè)主、勘察、設(shè)計(jì)、施工、項(xiàng)目管理、監(jiān)理、部品、材料、設(shè)備等，一般項(xiàng)目都有數(shù)十個(gè)參與方，大型項(xiàng)目的參與方可以達(dá)到幾百個(gè)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(xiàng)目復(fù)雜性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加大變得越來(lái)越明顯。打通產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)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(xiàng)目的所有者，因此自然也是該項(xiàng)目BIM過(guò)程和模型的所有者，設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)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(jì)、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(duì)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(jí)的有效高新技術(shù)

  隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)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(jì),我國(guó)每年在建工程約70多萬(wàn)個(gè)，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(wàn)億元，中國(guó)的建筑市場(chǎng)已經(jīng)成為世界上最大的建筑市場(chǎng)。另有數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，按照城鎮(zhèn)化發(fā)展數(shù)度估算，在未來(lái)的十年到二十年間，我國(guó)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(gè)瑞士的國(guó)土面積，等于紐約市現(xiàn)有的所有建筑物的40倍。這為我國(guó)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(guó)建筑行業(yè)是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)，但由于長(zhǎng)期的過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)，建筑企業(yè)，特別是設(shè)計(jì)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(guó)建筑施工企業(yè)資本金利潤(rùn)率為8～10％，而日本公司的資本金利潤(rùn)率為20～35％。與美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比勞動(dòng)生產(chǎn)率存在巨大差距。據(jù)有關(guān)部門測(cè)算，在我國(guó)建筑行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)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(zhǎng)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(wèn)題。建筑業(yè)的高速發(fā)展消耗了大量的社會(huì)資源,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)鋼材消耗高出10％至25％，單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的2至3倍。

  我國(guó)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(jì)中“拋過(guò)墻式”的專業(yè)協(xié)調(diào)方式、工程預(yù)算中“照?qǐng)D扒筋算量”的核算方式，以及行業(yè)管理中設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維相互割裂的行業(yè)管理方式，直接導(dǎo)致了工程中“錯(cuò)、漏、碰、缺”現(xiàn)象的大量存在?！霸O(shè)計(jì)變更”對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，意味著工作量；對(duì)承包商來(lái)說(shuō)，意味著待工、窩工、返工；對(duì)發(fā)展商來(lái)說(shuō)，意味著工期可能延誤、造價(jià)可能提高、質(zhì)量可能降低；對(duì)社會(huì)來(lái)說(shuō)，意味著人力材料浪費(fèi)、更多的二氧化碳排放，對(duì)可持續(xù)發(fā)展更大的挑戰(zhàn)。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，有72% 的項(xiàng)目超預(yù)算，70% 的項(xiàng)目超工期，75% 不能按時(shí)完工的項(xiàng)目至少超出初始合同價(jià)格50%，2008年長(zhǎng)春市審計(jì)局對(duì)市政府投資的工程項(xiàng)目審計(jì)中，抽查了其中的13個(gè)項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)變更與簽證部分造價(jià)占工程總投資的22.23%。

  我國(guó)建筑設(shè)計(jì)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(jì)與施工技術(shù)的瓶頸，推動(dòng)我國(guó)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(jì)、施工和運(yùn)維管理的數(shù)字化工具，支持項(xiàng)目各種信息的連續(xù)應(yīng)用及實(shí)時(shí)應(yīng)用，可以大大提高設(shè)計(jì)、施工乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率，顯著降低成本。在發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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(guó)國(guó)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(guó)節(jié)約2000億美元（相當(dāng)于美國(guó)2008年建筑業(yè)產(chǎn)值的15%左右）；2011年英國(guó)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(guó)家BIM行動(dòng)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(guó)計(jì)劃從2016年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)全部公共設(shè)施項(xiàng)目使用BIM。新加坡計(jì)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(huì)帶來(lái)提高效率和質(zhì)量，減少資源消耗和浪費(fèi)的巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。為推動(dòng)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(jí)的核心技術(shù)重點(diǎn)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(chǔ)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(jì)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(guó)標(biāo)的編制計(jì)劃2013年啟動(dòng)了《關(guān)于推進(jìn)BIM在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》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(xiàng)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)、施工中，應(yīng)用BIM的項(xiàng)目比率達(dá)到80%：全部使用國(guó)有資金投資的2萬(wàn)平方米以上大型公共建筑；全部使用國(guó)有資金投資的10萬(wàn)平方米以上居住建筑；申報(bào)綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)。到2020年末，建筑行業(yè)甲級(jí)勘察、設(shè)計(jì)企業(yè)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；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95%：全部使用國(guó)有資金投資或者以國(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)；國(guó)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(shí)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(wú)錫恒隆廣場(chǎng)綜合發(fā)展項(xiàng)目、深圳機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建項(xiàng)目、廣州東塔項(xiàng)目、天津117項(xiàng)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(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用，在支撐綠色建筑設(shè)計(jì)、強(qiáng)化設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、減少因“錯(cuò)、缺、漏、碰”導(dǎo)致的設(shè)計(jì)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(jià)和安全風(fēng)險(xiǎn)；在幫助業(yè)主提升對(duì)整個(gè)項(xiàng)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(xiàng)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(jì)，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(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《若干意見(jiàn)》），按照《若干意見(jiàn)》的指導(dǎo)思想和基本原則，中建組織開(kāi)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(jī)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(jiàn)》文件的要求，在中建總公司組建了BIM技術(shù)委員會(huì)。中建BIM技術(shù)委員會(huì)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(xiàng)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)編制工作的需要，2012年3月28日由中國(guó)建筑科學(xué)研究院、中國(guó)建筑股份有限公司等多家單位在北京發(fā)起成立了“中國(guó)BIM發(fā)展聯(lián)盟”?！爸袊?guó)BIM發(fā)展聯(lián)盟”致力于我國(guó)BIM技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和軟件研發(fā)，為中國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用提供支撐平臺(tái)。

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

  （4）2012年1月10日由中國(guó)建筑科學(xué)研究院、中國(guó)建筑股份有限公司等多家單位發(fā)起，由國(guó)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(guó)BIM的應(yīng)用提供支撐平臺(tái)，為全面推動(dòng)我國(guó)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(xiàng)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(xiàng)目BIM應(yīng)用研究”重點(diǎn)項(xiàng)目，2013年總公司又滾動(dòng)支持，總計(jì)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)1004萬(wàn)元，子企業(yè)配套經(jīng)費(fèi)6170萬(wàn)，項(xiàng)目的宗旨是以實(shí)現(xiàn)綠色建造、有效節(jié)約資源為目標(biāo)，通過(guò)BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用提高工作效率，有效協(xié)調(diào)項(xiàng)目參與方，在合理組織施工的前提下實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

  （2）基于BIM工程仿真與高性能計(jì)算技術(shù)研究

  隨著國(guó)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(jì)和施工過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的角色。國(guó)內(nèi)常用設(shè)計(jì)軟件（如PKPM、MIDAS、YJK等）無(wú)法很好地滿足這種仿真需求，而國(guó)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(jì)算結(jié)果無(wú)法直接用于工程設(shè)計(jì)。為解決上述問(wèn)題，中建技術(shù)中心對(duì)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)軟件和國(guó)外通用軟件進(jìn)行系統(tǒng)集成和二次開(kāi)發(fā)，研發(fā)了一套擁有完整自主知識(shí)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(jì)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(yàn)算、性能設(shè)計(jì)、以及施工過(guò)程模擬等，可為各設(shè)計(jì)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(xiàng)目的管理需求，建立場(chǎng)外預(yù)制加工廠，將BIM理念、深化設(shè)計(jì)管理與二維碼技術(shù)相結(jié)合，將深化設(shè)計(jì)、工廠采購(gòu)加工、材料控制管理、現(xiàn)場(chǎng)施工管理等各個(gè)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(guò)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(xiàng)目機(jī)電管線場(chǎng)外預(yù)制加工及現(xiàn)場(chǎng)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(guó)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(jì)劃的通知》（建標(biāo)[2012]5號(hào)）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(jì)劃的通知》（建標(biāo)[2013]6號(hào)）的兩個(gè)通知中，共發(fā)布了6項(xiàng)BIM國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂項(xiàng)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(chǔ)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(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)》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(shí)，中建參與了其它幾項(xiàng)BIM國(guó)標(biāo)的編制。

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

  為配合BIM國(guó)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(guó)BIM標(biāo)委會(huì)組織開(kāi)展了BIM協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。BIM協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)分“規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)”和“施工與運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)”兩個(gè)系列，其中“施工與運(yùn)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(yàn)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(guó)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(diǎn)，研究建立符合中建需求的企業(yè)級(jí)BIM應(yīng)用實(shí)施指南，是推進(jìn)中建BIM技術(shù)普及應(yīng)用的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作。中建企業(yè)BIM實(shí)施指南的編制工作首先從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)領(lǐng)域開(kāi)始，在組織起草《BIM軟硬件產(chǎn)品評(píng)估研究報(bào)告》基礎(chǔ)上，編制了中建企業(yè)級(jí)《建筑工程設(shè)計(jì)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(píng)。

  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(jì)劃中，增加了“BIM類示范工程”，并批準(zhǔn)了25項(xiàng)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(jì)劃中，又增加了7項(xiàng)BIM應(yīng)用示范工程，并確定中建技術(shù)中心綜合實(shí)驗(yàn)樓、廣州東塔項(xiàng)目為重點(diǎn)示范工程。這些BIM示范項(xiàng)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(hào)線、阿布扎比國(guó)際機(jī)場(chǎng)、寶蘭客專1標(biāo)段石鼓山隧道等工程。通過(guò)BIM示范工程建設(shè)，不僅積累了較豐富的BIM應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，而且也培育了一批BIM技術(shù)骨干人才，更帶動(dòng)了大量工程的BIM應(yīng)用，到目前為止，僅八個(gè)工程局就有超過(guò)640多項(xiàng)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(jìng)爭(zhēng)力的提升。幾個(gè)典型工程的BIM應(yīng)用案例如下：

  （1）中建技術(shù)中心實(shí)驗(yàn)樓工程，是一個(gè)典型的投資、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)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(lái)國(guó)際一流的大結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)采取研發(fā)與建設(shè)同步的策略，量身打造萬(wàn)噸級(jí)多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)和25.5m高反力墻等國(guó)際一流試驗(yàn)設(shè)施，增加了工程難度。為實(shí)現(xiàn)BIM模型數(shù)據(jù)在全過(guò)程的無(wú)縫連接，項(xiàng)目充分發(fā)揮中建“四位一體”的優(yōu)勢(shì)，組建由業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方和運(yùn)維方共同參加的BIM團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)制定統(tǒng)一的BIM標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮了施工對(duì)設(shè)計(jì)BIM模型的合理需求，并對(duì)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(jì)與施工BIM模型共用問(wèn)題，該工程是我國(guó)目前唯一投入使用的從設(shè)計(jì)開(kāi)始、到施工和運(yùn)維全過(guò)程應(yīng)用BIM的典型案例。

  （2）廣州東塔（廣州周大福國(guó)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(wàn)平方米。項(xiàng)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(dòng)態(tài)管理、圖紙變更的動(dòng)態(tài)管理、總包各專業(yè)工作面動(dòng)態(tài)管理、工程量的自動(dòng)計(jì)算及商務(wù)管理、總包對(duì)業(yè)主和各分包的合約及資金管理融合一體，實(shí)現(xiàn)了基于BIM的總包項(xiàng)目管理信息化管理。

  （3）無(wú)錫恒隆廣場(chǎng)綜合發(fā)展項(xiàng)目占地面積約3.7萬(wàn)平方米，地上建筑面積為24.3萬(wàn)平方米，地下建筑面積為14.7萬(wàn)平方米。該項(xiàng)目機(jī)電安裝分包BIM應(yīng)用，根據(jù)本項(xiàng)目與公司以往同類項(xiàng)目因碰撞問(wèn)題和工序問(wèn)題需要返工的量的對(duì)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(jià)的1%以上。利用BIM技術(shù)對(duì)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(jià)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(jì)算出精確的材料需用計(jì)劃，并進(jìn)行精確的放樣下料，控制材料損耗，避免材料浪費(fèi)，損耗率控制在4%以下，僅此項(xiàng)材料就將節(jié)省7%以上。

  4.5人才隊(duì)伍建設(shè)

  隨著B(niǎo)IM技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，更多企業(yè)認(rèn)識(shí)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(xiàng)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(jìng)爭(zhēng)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(guò)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(zhǎng)，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(yǔ)

  BIM技術(shù)的應(yīng)用，目前最大的問(wèn)題是自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用軟件。國(guó)外的一些軟件開(kāi)發(fā)商已經(jīng)開(kāi)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(jià)格昂貴，而且由于不支持我國(guó)規(guī)范，難以滿足我國(guó)的應(yīng)用需求。由于技術(shù)上的難度，我國(guó)國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的這方面的商業(yè)軟件還在發(fā)展之中，鑒于我國(guó)巨大的基本建設(shè)規(guī)模，有必要開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用軟件，填補(bǔ)我國(guó)這一領(lǐng)域的空白，因此有必要通過(guò)國(guó)家科技支撐計(jì)劃的支持，迅速獲得發(fā)展，為在我國(guó)建筑行業(yè)推廣普及BIM技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  雖然BIM技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)開(kāi)始應(yīng)用，但可以說(shuō)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(wèn)題，有必要采取切實(shí)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(guó)建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)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(guò)程建設(shè)管理信息標(biāo)準(zhǔn)體系。

  （2）開(kāi)發(fā)自主知識(shí)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(kāi)展設(shè)計(jì)階段BIM等最新信息技術(shù)在集成應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)信息高度共享和設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化，支撐建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)。

  （4）開(kāi)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(guò)程的預(yù)見(jiàn)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(kāi)展運(yùn)維管理階段BIM等最新信息技術(shù)集成應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)建筑低能耗和綠色環(huán)保的最佳運(yùn)維模式。

  （6）開(kāi)展BIM等最新信息技術(shù)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行維護(hù)階段綜合應(yīng)用研究，推進(jìn)建筑項(xiàng)目開(kāi)發(fā)全過(guò)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和管理水平提升。

  作者

  毛志兵，中國(guó)建筑股份有限公司總工程師。