中國建筑設計研究院的BIM發展與應用

◎ 中國建筑設計研究院中國移動國際信息港二期A標段項目經理和設計負責人 于潔

北京火車站、中國美術館、北京國際飯店、外交部大樓、2008北京奧運會國家主體育場、西氣東輸、南水北調、長江三峽庫區環境保護……這些眾人耳熟能詳的國家重點建設工程項目，都出自一家設計院之手，它就是中國建筑設計研究院（以下簡稱中國院）。作為有著多年歷史的資深設計院，在涌動而來的BIM浪潮面前，中國建筑設計研究院并不是最早擁抱這一浪潮的吃螃蟹者，但它卻摸索出了一種漸進式的BIM推進路徑，并正在醞釀一場擴及全院的BIM變革。

積極探索 勇于實踐

中國院的BIM實踐從2004年開始，在2004年建造國家體育場鳥巢的時候還不知道什么是BIM，到2009年中國院開始推行2.5維的設計，2011到2012年中國院推行在真的三維Rundown平臺上的全專業設計，2012年“中國移動國際信息港”項目以及以中國院命名的寫字樓項目，實現了全專業的設計出圖。此外，北京大學環境科學樓、北京燕郊的售樓中心項目、鄂爾多斯20+10項目，還有中國移動國際信息港項目和中國院的BIM樓項目等，這些都是在這兩年內比較有代表性的項目。

2010年11月，中國院召開BIM項目設計研討會，在全院動員開展BIM推廣，隨后大力構建中國院BIM組織機構、設立BIM五年戰略規劃，積極組織行業專家技術交流會了解BIM理念及實操案例，安排超過200人進行BIM全專業軟件技術培訓，同時開展與住房和城鄉建設部、科技部的BIM科研課題研究，改造全院網絡中心機房設備。同時，中國院還建設了“BIM示范樓”，以提供BIM應用標志性示范作用。

目前，中國建筑設計研究院已經在BIM應用的征程上大步向前，越來越多的項目在多個專業中引入BIM設計理念，諸如龍巖金融商務中心項目、雅世合金公寓1號樓項目、奧林匹克 望塔等項目均展現了中國建筑設計研究院應用BIM的顯著成果，讓建筑設計師、工程師們深刻感受到BIM的優勢作用。中國院積極探索將抽象的建筑設計理念，轉化為立體的三維數字模型，并對設計流程進行改寫。未來，隨著基于BIM的各類軟件應用日趨成熟，相信整個建筑行業的產業鏈條的運作模式也將相應發生改變。

從2004年到2012年，在這8年時間內中國建筑設計研究院榮獲了三年的“最佳BIM企業應用獎”，自2010年起中國院開始榮獲“建筑設計一等獎”、“工程設計一等獎”和“協同設計一等獎”。其中由中國建筑設計研究院崔愷建筑設計工作室主創的敦煌莫高窟游客中心項目獲得了業內極高的評價，這個曲線優美、飄然臥于西部沙漠之中的大膽創意，贏得了由中國勘察設計協會和歐特克共同主辦的“創新杯”BIM設計大賽的最佳BIM建筑設計獎的一等獎。在徐州職業圖書館項目建造過程中，崔院士驚喜的發現設計和建筑是完全一樣的，這個項目榮獲了“工程BIM設計獎”，是一個高品質的商業建筑。此外，雅世合金住宅項目榮獲了綠色建筑的三等獎，中國移動國際信息港榮獲了2012年度的“協同一等獎”。

BIM實現精細化設計

中國建筑設計研究院的BIM實踐從起步到發展初期到總結到規劃到宣傳再到全面試點總結，期間完成了一些標桿性的項目，同時成立了BIM設計研究中心。如今，中國院已經在總結企業級的BIM標準，推行全員的BIM設計。歷經8年的發展，中國院在BIM推廣與應用的征程上呈螺旋上升的態勢，從最初的建筑單專業BIM設計到全專業。這一過程中，中國院碰到了很多困難，但一次次鼓起勇氣不斷探索，逐步轉變為全專業的BIM實踐。在2012年完成諸多標桿型項目之后，良好的實踐效果給了中國院深刻的鼓舞，隨后中國院成立了BIM設計研究中心。

對于中國院BIM設計研究中心來說，首先，它是一個生產型團隊，在研究中心里的所有人都使用BIM技術做項目設計，研究中心是設計BIM的方式。第二，研究中心的工作是研究型的團隊，以提高工作效率、提高質量為目標，從而總結出一套成熟的BIM設計方法，并形成一些BIM標準和數據庫。第三，研究中心是一個支撐型團隊，中心所編制的實踐手冊、標準等會在院內推廣，協助中國院完成BIM技術的實踐和推廣。

以中國院的標桿型項目——中國移動國際信息港二期項目為例，這個項目在全專業、全過程中運用了BIM技術，并在過程中有了很多的拓展和應用。它在協同中用了多款的軟件完成了協同設計研究、綠色方針、虛擬現實、云技術以及和施工相關的研究；在拓展中研究了標準、協作流程包括一些難點的攻關。這個項目當中應用了多款軟件，最為關鍵的是多款軟件中的信息傳遞問題，由于軟件之間的接口不同，為了提高工作效率，同時不丟失相關信息，研究中心找到了從一款軟件傳遞給另外一款軟件的方法。眾所周知，大部分圖紙是從模型中打印出來的，然而模型卻大于圖紙。為什么模型大于圖紙呢？首先，圖紙跟模型是同步的，還有很多的信息是打印不出來的，設計團隊把模型提供給業主，用于他的招標、采購以及施工，這些信息是非常有價值的，所以從這個角度說“模型大于圖紙”。

BIM設計研究中心的實踐研究可以得到這樣的結論，這個專業可以100%從模型中解決出圖的問題。那還有些什么東西沒有解決呢？鋼結構的節點還沒有得到解決，但這至少告訴大家“可以”、“可能”的概念。再以管線綜合功能為例，它有另一個比較實用的功能，就是同一個模型中的“多方案比較”。在項目設計過程中，業主會給設計師提出很多要求，如此一來，同樣一個問題就會產生多種解決方案，設計師就可以在同一個模型里來做這種比較。多方案比較可以載入同一個模型，減少專業之間的壁壘，對業主是很好的交流手段。由此可見，可視化可以大幅度提高設計師的工作效率、提升工作質量，并幫助建筑師、結構師完成高質量、精細化的設計。

在設計過程中同樣可以用模型完成很多綠色、仿真的計算，并完成空調模擬的設計以及采光模擬、能耗的計算。除了這些還有一個非常好的方式，就是可以把它放置在我們的手機和iPad等移動終端里，利用云技術讓我們的工作方式和交流方式產生變革。BIM技術的優勢在于，在設計環節能最大化地對建筑信息模型進行分析，同時通過與各環節人員的有效溝通，盡可能早地在設計階段解決錯誤和需求變更，降低成本，提高效率。在流程環節，BIM能夠增強協同、實現建筑的全生命周期管理。

BIM技術的亮點是可以找到設計中的不足，并對這些缺陷進行優化和完善。在設計實踐過程中，中國院利用BIM技術在設計中找到了很多缺陷，例如門與消防拴的碰撞，以及缺失欄桿等各種各樣小的設計失誤。此外，在中國院應用了云技術之后，原來在傳統意義上需要用3小時進行渲染的工作，現在用30分鐘就能夠完成，包括一些小的動畫渲染也能夠在30分鐘左右就能夠完成，極大的提高了工作效率。同時，中國院還幫助業主在設計上提供一些招標文件，這樣業主可以在招標過程中有的放矢的找到他想要的施工企業。

機遇與挑戰并存

中國院還做了很多的拓展應用，比如標準制定、合作流程和難點攻關等。首先，中國院研究了國內外的BIM標準，在研究中發現例如英國的標準實際上是實踐型標準，對中國院的BIM實踐非常有幫助；美國的標準從宏觀上說是一個包容性很強的標準，在最初接觸時對于其中的很多東西并不理解，但在后期的實踐過程中逐漸體會到了其中的優勢。目前，中國也在積極的編制關于BIM方面的標準，在這一過程中，BIM設計研究中心給中國院編寫了相關的資源標準、行為標準和交付標準等，這些標準也應用于其它項目和目前正在進行的各大項目中。

BIM的出現使設計師告別了二維時代的貧乏表達方式，然而BIM在帶給設計師前所未有的工作體驗之外，同時也使設計師為這一結果付出更多的努力。從出圖標準再到施工圖出圖，設計師在應用BIM技術之后，較傳統意義上的工作提高了50%的工作量。對于專業協同方面，在使用BIM技術后發生了一些改變。在沒使用BIM技術之前，有一些效率會提高，有些效率會降低，但是總的來講是好的結果。比如建筑模型可以直接提供給暖通專業，暖通專業30分鐘就可以算出能耗，這樣一來，過去需要3、4天才能完成的工作如今30分鐘就可以完成。

那么這些增加的工作量來自于哪里？首先，大部分來自于精細化設計，因為設計師使用BIM技術以后，精細化設計的程度相較之前提高了很多，業主得到了很多實惠，這一過程中，設計人員就要付出更多的努力。其次，工作量的增加也來自于應用軟件。任何企業在應用BIM技術、推廣BIM技術的時候都會想“我是不是能夠承受這個工作量的提高”，BIM的應用實踐確實要投入大量的人力、物力和財力。諸如此類來自各個方面的因素，都在無形中增加了設計師的工作量。BIM在改變傳統的設計方式的同時，也帶來了一定的挑戰。

眼下，市場的競爭環境很激烈，業主對于BIM的接受度也有限。對于其中能接受BIM技術的業主，大致分為兩類，一是經濟效益特別好的企業，自用型會很在意BIM的應用程度；二是對于技術很敏感的業主，他們愿意嘗試用BIM技術完成建設項目。對于建筑本身來說，它不僅僅是一個單一的產業，更是一個產業鏈條，BIM要在建筑全產業鏈條打通應用，還有賴于三維設計和出圖的標準化以及BIM知識的普及化。

BIM在中國建筑設計研究院才剛剛開始，中國院里高度重視BIM的推廣與應用，也將著力推動更多的專業協同，進一步深化專業化管理，提高設計質量，提升項目品質，提升核心競爭力和品牌價值，促進企業持續、快速健康發展。相信BIM在中國建筑設計研究院將會有一個加速度的蓬勃發展，并引領整個行業變革發展。