BIM在建筑全生命周期的應用實踐流程探索

顏勤

（重慶建筑工程職業學院，重慶400072）

BIM在建筑全生命周期的應用實踐流程探索

顏勤

（重慶建筑工程職業學院，重慶400072）

該文針對BIM在國內目前建筑全生命周期應用中存在的問題著手研究，提出解決問題的重點在于合理利用BIM在各階段進行設計、工作和管理，總結了規劃、設計、施工和運營階段中的關鍵問題與難點，將BIM全生命周期工作流程這個核心能力落實到建筑項目的實踐中，以期在項目的實踐中推動BIM技術在國內建筑領域的廣泛應用。

建筑全生命周期；BIM；設計流程；實施應用

基金論文：該論文為重慶市建設科技計劃項目2015年重大課題“裝配式住宅建設關鍵技術研究集成與示范”（項目編號：城科字2015第（0-1）號）論文之一。

0　引言

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling），它是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。隨著我國城市建設的加速推進，建筑工程中的BIM技術得到了一定的發展，但仍需要借鑒和學習建筑全生命周期的實踐應用經驗，實現對我國快速城鎮化過程中建筑工程項目BIM技術應用的科學引導。住房和城鄉建設部于2011年5月印發的《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》通知要求：“十二五”期間，基本實現建筑企業信息系統的普及應用，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。推進BIM技術、提升和完善企業綜合管理平臺，積極探索項目全生命周期管理技術的研究和應用，實現工程全生命周期信息的有效管理和共享。《建筑工程信息模型應用統一標準》編制組對我國工程建設行業軟件應用現狀的分析，把BIM的核心能力歸納為三個部分：信息共享能力、協同工作能力、專業任務能力，其中協同工作能力是BIM應用過程中的方法和管理能力，包括與傳統方式不同的流程優化、輔助決策等［1］。

1　建筑全生命周期各階段的應用流程

建筑全生命周期協同設計是一種新的建筑設計方式，它可以使分布在不同地理位置的不同專業的設計人員通過網絡的協同展開設計。這種設計方法與BIM的優點不謀而合，建筑全生命周期的BIM設計流程需要有整體的高度與總體的視角。BIM的協同設計是在當前建筑業技術發生深刻變化、建筑的傳統設計方式必須得到改變的背景下出現，同時也是數字化建筑設計技術與快速發展的網絡技術相結合的產物［2］。協同化設計流程是一個過渡階段的產物，并沒有脫離傳統“方案—初設—施工圖—項目交底”的設計流程，而是在此基礎上進行了技術上的深化、拓展與擴充。協同設計的各個責任方、參與方與潛在參與方都能在建筑全生命周期的各個階段進行溝通、參與、協同工作中發揮作用，詳見表1。

表1　建筑全生命周期各階段參與方

1.1BIM在規劃階段的實施流程

1.1.1編制協同設計手冊（圖1）

在運用BIM前編制企業級的BIM協同設計手冊，可保證一種新的工作制度實施有據可依。協同設計手冊主要內容可包括BIM項目執行計劃模版、BIM項目協同工作標準、數據互用性標準、數據劃分標準、建模方法標準、文件夾結構及命名規則、顯示樣式標準等內容［3］。

1.1.2項目前期分析

在設計初期，建筑設計方根據框架目標，能夠利用BIM進行一系列的前期分析（如日照、采光、通風、能耗等），通過系統的分析明確項目的各方面特征，幫助開發商或政府部門作出最優的項目決策，實現收益與功能合理的雙豐收。

1.1.3方案概念設計

由建筑設計方與業主溝通確定建筑的概念方案，繪制適應場地地形條件、具有地域文化特征建筑的總體模型造型意向。設計方能采用BIM的功能為政府部門、業主方、公眾提出科學切實可行的方案構想，以協調各方的需求。

1.2BIM在建筑設計階段的應用流程

1.2.1制定執行計劃

執行計劃的模版是企業級BIM協同設計手冊中一項重要內容。用BIM做項目的工作要求比較高，需要的資源也較多，所以必須充分考慮本設計院的具體情況，預見項目實施過程中的難點與關鍵點，規定協同工作的具體內容，才能保證項目的順利完成［3］。

1.2.2項目樣板建立

在業主方認可前期方案時，可由項目團隊負責人牽頭擬定協同工作的項目樣板，以CAD圖紙處理和項目文件準備為基礎，分別建立適用于各個專業的項目樣板，詳見圖2。

圖2　設計階段BIM流程

圖3　柱子與管網的碰撞

1.2.3工作分配各專業建模

由建筑師首先利用BIM進行建模，并將建筑的基本參數輸入到BIM的三維模型中。根據BIM模型預估具體設計工作的工作量并進行工作分配。建筑、結構專業按樓層劃分，MEP專業有的按樓層，有的按系統劃分。模型建好后交由結構工程師、設備工程師等設計人員，在這同一個三維信息模型下采用同步同時的工作模式，實現設計技術自身的協同，減少各專業之間二次對接時圖紙間出現的“錯漏缺”現象，達到BIM設計階段的協同。

1.2.4碰撞檢查各專業溝通

在建筑模型整合后，所有項目相關信息都能在一個平臺上管理使用。建筑設計方、結構設計方、設備設計方在階段成果的模型上進行碰撞設計檢查，核對BIM模型中存在的沖突問題并及時解決（圖3、圖4）。當碰撞檢查進行到一定階段時可以召開會議，通過各方及時溝通，共享信息數據，減少不可預見問題的發生，各方持續的反饋使問題得以盡快解決，提高工作效率。各專業信息的共享，各司其職，建模、溝通、協調、修改，最終把BIM模型建成。

1.2.5與業主方溝通完成設計成果

當模型匯總完成后，建筑設計方將階段成果與業主方進行會議溝通，通過會議反饋業主方的意見修改建筑設計，同時與各專業對接溝通。建筑設計方、結構設計方、設備設計方在統一的制圖標準下，利用BIM完成最終的設計方案，進行方案的報建與交付工作。

1.2.6完成初步設計與施工圖設計

在施工圖深化階段，利用參數化構件組成的模型修改，可以省去建筑方案設計與后續設計（如初步設計、施工圖設計）之間繁重的重繪工作，避免設計各環節脫節，便于根據實際工程要求對原方案的梳理及修改工作。

1.2.7預制加工

在設計完成后與項目施工前，材料供應商可根據BIM大量的參數化表格供應所需設備和構配件、建筑材料等，保證整個建設項目的質量、進度、成本等目標［4］。此時可以提前做好PC構件的預制加工，幫助實現建筑構件的直接無紙化加工建造，取得預期的經濟效益和生產目標。

1.3BIM在施工階段的應用實施

1.3.1施工進度計劃

業主方在施工階段的前期，將BIM模型交給項目經理進行工期的計劃，并預估施工成本，對施工方案可行性進行論證。施工單位根據現有的技術、經濟、管理能力，制定經濟合理的施工方案，將BIM模型和計劃進度進行數據集成，以實現BIM基于時間維度的4D應用。

1.3.2施工進度檢查

在施工階段，施工方可根據項目實施的過程，使用BIM進行進度控制與檢查（圖5）。同時運用BIM進行碰撞檢查，避免在施工過程中才發現問題返工造成經濟損失，同時也延誤工期。

圖5　碰撞檢查優化前后對比圖

1.3.3施工質量管理

監理單位可通過BIM可視化模型充分了解業主方的建設意圖，了解建設工程最終目標，協助業主方對整個工程進行質量管理、進度管理、成本管理、信息管理，利用BIM做好各參與方之間的協調［4］。施工方也能利用BIM模型的可視化特征與設計方、施工工人進行及時的溝通交流，從而解決部分施工工人不懂圖紙的問題。

1.3.4項目成本控制

同步提供有關建筑質量、進度以及成本的信息，BIM可以方便地提供工程量清單、概預算、各階段材料準備等施工過程中需要的信息，BIM模型包含建筑的材料信息、工藝設備信息、成本信息等，這些信息可以用來進行數據分析［5］。可根據BIM模型進行建筑項目的成本預算，并進行成本控制。

1.4BIM在建筑運營階段的應用

1.4.1三維模型數據庫的運用

設計完成后，利用BIM包含建筑工程從設計、使用直至建筑使用周期終結的所有信息參數，這些信息始終建立在一個三維模型數據庫中，業主、施工單位及政府管理部門都可基于這個統一的模型協同工作［6］。

1.4.2使用情況的科學管理

建筑在投入運營使用階段，BIM可同步提供有關建筑材料的廠家信息、材質信息、建筑使用情況或性能、入住人員與容量、建筑已用時間以及建筑財務方面的信息。幫助開發商與業主方對項目進行科學的管理，從而實現建筑全生命周期的連貫性。

2　結語

在建筑全生命周期中合理應用BIM進行工作與設計，既是實現BIM的最大優勢之處，也是建筑行業全新的實踐經驗。通過各參與方的配合，在建筑全生命周期的各個階段，參與方都能夠獲得直接或間接的效益與效率。它使設計在工程的建設過程中更顯現其主導作用，同時也對施工方及施工過程產生實際的作用，BIM的全生命周期應用能力使工程項目信息得到更好地創建、共享，實現了項目的全過程管理。項目的統籌管理，實現BIM在各階段、各專業間的協同應用，實現橫向打通，是未來研究和應用的關鍵。

［1］何關培.中國BIM標準個人思考（二）［J］.土木建筑工程信息技術，2013（4）：107-112.

［2］過俊.BIM在國內建筑全生命周期的典型應用［J］.建筑技藝，2011（1）：95-99.

［3］EvilGao.協同化設計［EB/OL］.［2014-02-07］.http：//blog.sina.com.cn/s/ blog_709743370101ji01.htm l.

［4］孫悅.基于BIM的建設項目全生命周期信息管理研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2011.

［5］樊則森，李新偉.裝配式建筑設計的BIM方法［J］.建筑技藝，2014（6）：68-76.

［6］陳宇軍，劉玉龍.BIM協同設計的現狀及未來［J］.中國建設信息，2010（4）：26-29.

責任編輯：孫蘇，李紅

Application Practice Procession of BIM Technology in Building LifecycleManagement

This paper conducts studiesbased on theproblemsin theapplication of BIM in building lifecyclemanagement.It ispointed out that the key to resolve these problems liesin the rationalutilization of BIM ateach stage to design，work andmanage，w ith thekey problemsand difficulties summed up in planning，design，construction and operation phases.It is considered thatBIM building lifecyclemanagement，the key competence，be adopted in construction projectsin hopeof promoting thew ideapplication of BIM technology in domestic construction field.

building lifecyclemanagement；BIM；design flow；imp lementation and app lication

TU 18

A

1671-9107（2016）08-0013-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2016.08.013

2016-07-06

顏勤（1986-），女，重慶人，研究生，講師，主要從事建筑技術理論與方法、城鄉規劃、城市災害防治及建筑公共安全設計理論與技術等領域的科研、教學及工程實踐工作。