基于BIM技術(shù)的全過(guò)程建筑設(shè)計(jì)方法探索

陳重東

【摘要】BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)，可視化，全過(guò)程

建筑信息模型（Building Information Modeling，以下簡(jiǎn)稱BIM）技術(shù)是在CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)多維模型信息集成技術(shù)。BIM技術(shù)的作用是使建設(shè)項(xiàng)目的信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程充分共享，無(wú)損傳遞。

1國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)發(fā)展對(duì)比

BIM技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展迅猛，它們建立了自己的發(fā)展戰(zhàn)略，美國(guó)、英國(guó)、韓國(guó)新加坡等國(guó)家已經(jīng)建立了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大量工程都采用了BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理，以下列舉幾個(gè)主要國(guó)家的BIM發(fā)展概況：

美國(guó)是首批應(yīng)用BIM技術(shù)的國(guó)家之一。自2002起，美國(guó)政府很多部門就開始應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)協(xié)助他們的工作，如美國(guó)總務(wù)管理局（GSA）、美國(guó)陸軍工程兵（USACE）等。美國(guó)國(guó)家建筑科學(xué)研究院也在2007年12月發(fā)布了美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)（第一部），目的是為未來(lái)的BIM標(biāo)準(zhǔn)提供發(fā)展方向。

韓國(guó)在BIM技術(shù)應(yīng)用上也十分領(lǐng)先。多個(gè)政府部門都致力于制定BIM標(biāo)準(zhǔn)，例如韓國(guó)政府供應(yīng)局和韓國(guó)國(guó)土海洋部等。韓國(guó)國(guó)土海洋部在2010年1月分別在建筑和土木兩個(gè)領(lǐng)域上制訂了BIM應(yīng)用指南，該指南為開發(fā)商、建筑師和工程師采用BIM技術(shù)時(shí)必須注意的方法及要素做出了詳細(xì)的說(shuō)明。韓國(guó)BIM實(shí)施和具體路線圖的內(nèi)容包括：自2012至2015年，全部大型工程項(xiàng)目都采用BIM4D技術(shù)（3D+成本管理），于2016年前實(shí)現(xiàn)全部公共工程應(yīng)用BIM技術(shù)。

新加坡建筑與工程局（BCA）準(zhǔn)備于2015年前，強(qiáng)制性執(zhí)行電子化遞交建筑、建構(gòu)、設(shè)備的圖紙。該強(qiáng)制性電子化遞交圖紙的目標(biāo)是降低審圖所耗時(shí)間和資源，提高審圖效率。該局定下目標(biāo)，于2015年前，超過(guò)八成的建筑業(yè)企業(yè)廣泛的運(yùn)用BIM技術(shù)。政府的公共部門也為運(yùn)用BIM技術(shù)起到帶頭作用，計(jì)劃于2013年年起，所有的新建筑項(xiàng)目必須應(yīng)用BIM技術(shù)。除此以外，該局在新加坡注冊(cè)了公司并建立了BIM基金，希望鼓勵(lì)企業(yè)在建筑項(xiàng)目上把BIM技術(shù)納入其工作流程，把BIM技術(shù)運(yùn)用在實(shí)際的項(xiàng)目當(dāng)中。新加坡2013年3月發(fā)布《Singpore BIM Guide》（第一版）。

香港房屋委員會(huì)對(duì)于建筑信息模型（BIM）的應(yīng)用非常重視，他們借BIM技術(shù)來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善協(xié)調(diào)效率和減少建筑浪費(fèi)，從而提升建筑質(zhì)量。香港房屋委員會(huì)的計(jì)劃：在2014年至2015年，將BIM應(yīng)用作為所有房屋項(xiàng)目的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。自2006年起，已在超過(guò)19個(gè)公屋發(fā)展項(xiàng)目中的不同階段應(yīng)用了BIM的技術(shù)，為了成功地推行BIM，訂立了BIM標(biāo)準(zhǔn)、用戶指南、組建資料庫(kù)等等設(shè)計(jì)指引和參考。這些資料有效地為模型建立、管理檔案，以及用戶之間的溝通創(chuàng)造良好的環(huán)境。

為了跟上世界技術(shù)發(fā)展步伐，我國(guó)住建部編制了建筑業(yè)"十二五"規(guī)劃明確提出要推進(jìn)BIM協(xié)同工作等技術(shù)應(yīng)用，普及可視化、參數(shù)化、三維模型設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)水平，降低工程投資，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、采購(gòu)、建造、投產(chǎn)到運(yùn)行的全過(guò)程集成運(yùn)用。

我國(guó)目前正處于BIM標(biāo)準(zhǔn)的制定研究階段，2009年開始，清華大學(xué)開展為期兩年的CBIMS的理論和實(shí)證研究，2012年1月10日，全球二維和三維工程設(shè)計(jì)軟件的領(lǐng)導(dǎo)者歐特克有限公司（Autodesk）與清華大學(xué)簽署了為期三年的戰(zhàn)略合作備忘錄。根據(jù)該備忘錄，歐特克將對(duì)清華大學(xué)軟件學(xué)院在CBIMS（China Building Information Modeling Standard，中國(guó)建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)）的研究和制定工作中給予技術(shù)、培訓(xùn)和成果推廣等方面重要支持，以進(jìn)一步深化BIM在中國(guó)工程建設(shè)行業(yè)中的應(yīng)用，推動(dòng)工程建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 BIM設(shè)計(jì)技術(shù)的研究與創(chuàng)新

我國(guó)BIM技術(shù)研究有所創(chuàng)新，為便于研究推廣該技術(shù)，研究者將BIM分為三個(gè)層次，分別為專業(yè)BIM（Professional BIM）、階段BIM（Phase BIM，包括工程規(guī)劃、勘察與設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段）和全生命期BIM（Lifecycle BIM），上述三個(gè)層次的BIM 均簡(jiǎn)稱為P-BIM。P-BIM概念的引入為中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)編制提供了技術(shù)路線和工作方法，基本思路是以中國(guó)建筑工程專業(yè)應(yīng)用軟件與 BIM 技術(shù)緊密結(jié)合為基礎(chǔ)，首先開展專業(yè)BIM技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究，用BIM技術(shù)和方法改造專業(yè)軟件，形成專業(yè)BIM；將專業(yè)BIM集成，形成階段BIM；最后將各階段BIM 連通，形成項(xiàng)目全生命期BIM，成功實(shí)現(xiàn)中國(guó)BIM。

基于P-BIM的研究思路，眾多的軟件開發(fā)公司致力于專業(yè)BIM軟件的開發(fā)應(yīng)用，如節(jié)能模塊軟件，算量模塊軟件等，這些模塊軟件在實(shí)際工程中已經(jīng)逐漸推廣使用，效果良好。但有了模塊化的專業(yè)BIM技術(shù)后，如果不進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)而形成技術(shù)鏈條，就達(dá)不到BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

中國(guó)著名BIM技術(shù)研究專家何關(guān)培先生指出： BIM給建筑業(yè)帶來(lái)生產(chǎn)方式的最根本改變將是從業(yè)人員從完全利用圖形完成工程任務(wù)到主要利用模型完成工程任務(wù)的轉(zhuǎn)變，在這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，工程項(xiàng)目生命周期內(nèi)圖形的使用范圍和頻率會(huì)逐漸減少，模型的使用范圍和頻率會(huì)逐漸增加。BIM對(duì)建筑業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變的核心內(nèi)容應(yīng)該是清楚的，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是從用圖形到用模型的轉(zhuǎn)變。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)作用：

（1）增強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)可視化；

（2）滿足技術(shù)進(jìn)步對(duì)建筑設(shè)計(jì)的新要求，應(yīng)對(duì)復(fù)雜建筑的復(fù)雜要求；

（3）增強(qiáng)設(shè)計(jì)各工種之間的技術(shù)銜接，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)；

（4）降低設(shè)計(jì)工作者工作強(qiáng)度。

BIM技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)運(yùn)用比較廣泛，制定了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)內(nèi)的使用卻剛剛起步，這個(gè)不僅僅和技術(shù)發(fā)展水平有關(guān)，還和建筑制度本身有關(guān)系，發(fā)達(dá)國(guó)家的建設(shè)體制是建筑師負(fù)責(zé)下的建筑設(shè)計(jì)與施工流程，所有工作由建筑師把握，而我國(guó)分階段的蘇聯(lián)模式，各個(gè)工種之間相對(duì)獨(dú)立，有自己的設(shè)計(jì)習(xí)慣和設(shè)計(jì)軟件，每項(xiàng)工作幾乎都是在重復(fù)建模與計(jì)算，這種工作模式的弊端在新技術(shù)沖擊下就顯現(xiàn)出來(lái)。技術(shù)進(jìn)步是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，BIM技術(shù)在國(guó)外的使用 在國(guó)內(nèi)的試點(diǎn)推廣都表現(xiàn)出了其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。BIM技術(shù)在一般設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，一般設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的使用已經(jīng)迫在眉睫。

參考文獻(xiàn)：

[1]BIM在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及障礙研究.何清華，工程管理學(xué)報(bào)，2012（01）；

[2]中國(guó)建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素分析.潘佳怡，工程管理學(xué)報(bào)2012（01）；

[3]基于BIM的深化設(shè)計(jì)管理研究.王陳遠(yuǎn)，工程管理學(xué)報(bào)2012（04）；

[4]中國(guó)工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告.中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會(huì)等，2011；

[5]GRAPHISOFT ArchiCAD基礎(chǔ)應(yīng)用指南.GRAPHISOFT中國(guó)區(qū)同濟(jì)大學(xué)出版社，2013；

[6]GRAPHISOFT ArchiCAD高級(jí)應(yīng)用指南.GRAPHISOFT中國(guó)區(qū)同濟(jì)大學(xué)出版社，2013；

[7]BIM總論.何關(guān)培.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011；

[8]那個(gè)叫BIM的東西究竟是什么. 何關(guān)培.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011；

[9]實(shí)用的BIM實(shí)施框架.中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010。