BIM理念和技術的應用探索

◎ 山東省棗莊市建筑安全監督站 劉秋宏

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，是以三維數字技術為基礎，將建筑工程生命全周期內的各種相關信息加以整合的全新設計模式，是工程項目信息的集成化管理系統。這一概念最早由美國Autodesk公司在2002年提出，后來逐漸擴展到歐美、日本、新加坡等發達國家。

一、BIM應用的社會背景

BIM 作為一種創新性的建筑設計、施工和管理方法，通過對項目流程的有效整合，提升效率、降低風險，同時減少對環境的影響、實現綠色的可持續設計。BIM 在復雜性形體的創建與加工中的優勢,也為設計帶來了更多的可能性。

BIM是建筑業的信息革命，它作為一個重要項目，已經被列入我國科技部“十一五”期間國家科技攻關計劃。住房和城鄉建設部在《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》中提出：“十二五”期間，要“加快建筑信息模型（BIM）、基于網絡的協同工作等新技術在工程中的應用”。此外， BIM作為當今建筑界整合設計的一種全新方式 ，已被國際建筑師協會（UIA）作為建筑師職業實踐政策推薦導則之一在全球推廣。

BIM 技術日漸成為行業發展的風向標，越來越多的企業積極參與研究、應用與推廣。同時，BIM理念和技術的多領域應用和多渠道傳播，使其社會需求度和關注度也不斷提高。

二、BIM國內外應用狀況

根據美國麥格希（McGraw-Hill）的報告，作為BIM概念的發源地，2007-2009年，美國的BIM用戶從28%增長到48%；2010年歐洲的BIM用戶則達到了36%，加拿大為48%。在美國的一些大型商業設計企業，BIM的普及率更是達到了80%以上。

在中國，除了開發企業、軟件供應商外，設計機構是 BIM 研究的重要組成部分，也是BIM 應用的主體，許多設計單位已有相當數量的項目實踐。

盡管在規模效益尚未形成之前，BIM 的初期投入比較大，但隨著 BIM規模和熟練度的提高，很多企業感受到了 BIM 所帶來的獨特價值，并從初期的研究階段，逐步進入到更大規模的推廣與應用之中。2009年舉行的全國建筑BIM設計大賽，全國共遞交作品48件，2010年增加到了150余件，2011年更是達到了200件。近年來，山東省也在文化中心等項目中不斷推廣應用BIM技術。

三、BIM應用創造社會價值

BIM提供虛擬建筑模型，從設計團隊傳遞到承建的營造方再到業主，可以在各個階段添加各自專業的信息，更新、追蹤變更，維護共同、單一的模型。

（一）BIM應用對建筑本身的影響

在設計階段，應用BIM技術，可以通過對建筑物不同方案的性能做出分析、模擬、比較，從而得到高性能的建筑方案；加強BIM協同設計，可以改變設計溝通方式，減少“錯、漏、碰、缺”等錯誤的發生。提高設計產品質量；同時BIM三維數字設計可以提高參數化、可視化和性能化設計能力，為設計施工一體化提供技術支撐。

在施工階段，BIM技術的研究與應用，可以推進BIM技術從設計階段向施工階段的應用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減。通過BIM技術配合施工，可提前發現管線、設備、結構、建筑之間的沖突情況，并及時解決，從而減少施工錯誤、節約施工工期、提高施工效率。基于BIM技術的4D項目管理信息系統在大型工程施工過程中的應用，可以實現對建筑工程有效的可視化管理。

在運營和維護階段，通過BIM模型和 CFD（Computational Fluid Dynamics，計算流體動力學）模擬仿真技術，可以預測各類能量負荷變化，制定相應的能源方案，降低建筑的能源消耗，提高能源的利用效率。

同時，各種專業信息的積累還可以為建設項目的改建、擴建、交易、拆除、使用及政府行為管理等服務。

（二）BIM應用對產業轉型的推動

隨著社會的進步和行業競爭的加劇，公眾對建筑設計有了更多的期望和更個性化的需求；國家節能減排、經濟發展方式轉變等決策的實施推廣也對建筑業提出了更高的要求。目前，整個設計行業的焦點從技術應用轉向流程再造，而應用工具也相應調整以支持這種轉變。

推進BIM技術、基于網絡的協同工作技術應用，可以提升和完善企業綜合管理平臺，實現企業信息管理與工程項目信息管理的集成，促進企業設計水平和管理水平的提高。

BIM 的理念和技術作為信息傳遞的平臺，將各個環節、工種有機結合成為一體，優化了設計程序，助推了設計產業升級。

BIM 的廣泛應用也吸引了更多有才華的年輕人進入規劃、設計行業，有助于行業競爭力的提升，成為促進產業轉型、升級的必經途徑。

（三）BIM應用對建設節約型社會的貢獻

建筑物的性能基本上是由設計決定的。設計雖然只使用了5%左右（國內2%）的建設成本，但卻決定了70%的建造成本。BIM技術應用可以提高設計質量及建筑物性能，減少錯誤、縮短工期、降低成本。

根據美國Standford的設施工程整合中心（CIFE）對32個采用BIM的項目進行分析得出，BIM應用使未列在預算中的變更量減少40%以上；將建造成本估算誤差控制在3%以內；成本估算所需時間縮短80%；因事前沖突檢查而節省10%的合同金額；平均工期縮短超過7%。香港房屋署從一些示范項目的數據分析得出，在應用BIM理念較為成熟的建設項目中，總造價可降低25%-30%。

另外，通過 BIM 系統溝通，在設計之初將建筑過程和本身對環境的影響、能源的消耗和有效利用充分考慮在內，實現建筑與環境的長久和諧；加強對成本、進度計劃以及質量的直觀控制，協調整合各種綠色建筑的設計、技術和策略，實現不同合作單位的無縫協作，有效規避人力、資本和資源等不必要的浪費。BIM技術應用對建設節約型社會、和諧社會具有相當的積極意義。

（四）BIM應用對城市精細化管理的促進

目前，國內外大中城市都在持續創新管理手段，努力提升市政公用事業服務質量，保障城市安全運行和健康發展。BIM技術對城市管理者的意義在于，通過在數字化城市管理模式中的應用，將數字化城市管理平臺功能向地下管線、城市安全等領域拓展和延伸，有效應對城市消防、城市內澇、城市交通及其他突發事件等多種問題，為可持續性發展管理等提供預案。BIM技術在城市建設、管理及運營服務過程中的廣泛應用，有助于推動“數字城市”向“智慧城市”的飛躍。

（五）BIM應用對人們生活福祉的提升

BIM技術應用，使得建筑設計可視化程度大幅提高，能夠提供給業主和廣大市民直觀、鮮活的視覺體驗，使得人們對居住環境日益提高的個性化需求成為可能。BIM技術帶來設計質量的提高，建筑物性能和住區環境的完善，市民的居住環境和居住品質有了明顯提升。BIM技術的應用間接推動了人們生活水平的提高，創造了社會福祉。

四、BIM應用的推廣建議

（一）政策支持

給予BIM應用以適當的鼓勵政策。比如，政府項目、大型項目的設計和建造過程中，強制應用BIM相關技術；對使用BIM技術的項目予以審批上的優先或提速等等。

可以借鑒的是，在新加坡的BIM五年規劃中，新加坡住建部（BCA）從2010年起建立6百萬新幣的基金，用于投入BIM先行者，涵蓋培訓、咨詢、軟硬件等，到目前為止70%的金額已經投放到位。從2012年起，政府公共部門的項目強制應用BIM技術進行設計及建設。

（二）標準引領

針對目前BIM 相關標準缺失的狀況，盡快出臺技術推廣的指導性意見；相關的國家標準和地方標準，包括軟件標準、技術標準、交付標準、取費標準等。一方面鼓勵和支持行業先進單位的技術進步和創新；另一方面規范不正當競爭，為BIM技術的推廣和轉化保駕護航。

（三）市場推廣

組織相關機構搭建行業BIM信息庫，統一標準；搭建網上平臺，實現數字信息的共享；組織行業內交流、行業間交流，特別是設計方與建設方、施工方、建材商、設備商等的交流，強化市場推廣。

（四）項目示范

在不同性質、不同區域的新建筑規劃、設計與建造全過程中，試點BIM技術應用，突出示范效果。嘗試BIM技術應用與優秀項目設計評選、設計招投標等日常工作的結合，擴展示范途徑。組織相關項目的匯報、展示、展覽、研討等，擴大示范效應。

（五）重點應用

加大BIM技術在重點地區、重點工程中的應用。在綠色建筑、軌道交通、大型公建等工程中，多渠道、多層面推廣BIM技術應用；通過政策傾斜，加大BIM技術在公租房等民生工程中的應用力度。另外，將BIM技術推廣與“數字城市”建設結合，建立數字城市模型作為城市管理的有效手段，引領城市建設信息數字化。