BIM在建筑工程中的發展與應用

王飛

摘 要：BIM的核心價值是通過可視化、數字化、協同化、模擬化、可優化幾方面實現的，能夠達到無錯設計、精益建造、真實交付、高效運營的目標，文章通過介紹BIM在建筑工程中的發展與應用的重要性，倡議國內一般城市在建筑工程行業及早啟動BIM技術，及早擁抱智慧時代。

關鍵詞：BIM 建筑工程 發展 應用

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0138-02

1 BIM在國內外的發展狀況

美國和歐洲一些先進國家，如英國、德國、法國、挪威、芬蘭等在建設工程管理工作中，已經相當重視給予BIM的協同工作及信息管理，強調BIM與傳統業務流程整合，以促進專業合資，減少信息孤島，視BIM為實現高效投資產業運營管理。臺北、香港及北上廣等城市應用也較早，目前已經出現了一些行業和城市技術聯盟，嘗試擴大BIM技術應用方面，希望采用BIM改進項目管理效能，計劃行程記錄模型來改進今后運營管理，而國內一些城市和區域，BIM才進入導入期，僅開展一些管線綜合，減少設計碰撞和返工的部分工作。

2 BIM產生的原因、背景及發展歷程

由于建筑工程的固有特性、唯一性、臨時性，決定了每一個建筑產品外觀形狀、結構特點、環境、選址及施工過程的管理組織團隊效率、協同、勞動素質等完全不可能一模一樣，從而決定了其他施工建造方法優次不一，改進工作困難，致使建筑施工勞動效率低下，進度、成本、安全、質量等方面的施工績效難以控制，從業者幸福指數差。

在這種背景之下，要想為建筑設施全生命周期的所有決策提供可靠依據的是一個共享的信息和知識資源，這時BIM就應運而生，它是一種包含建筑設施物理技術和功能特性的數字表達，通過它在項目的不同階段，建設參建各方通過BIM中錄入、提取、更新和修改信息，用以支持和反映其各自職責的協同作業。

1975年Chuck Eastman建立了Building Description System，雖然不叫BIM，但基本包含了BIM的所有信息數據，被稱為“BIM之父”，直至2002年有Autodesk公司提出建筑信息模型（Building information modeling），Jenry laiserin稱之為BIM。

Building能涵蓋設計、施工和運營全過程，information避免了僅僅是幾何3D信息的誤解，modeling體現了建筑信息管理的動態流程以及對建筑物性能和行為的模擬功能。

3 BIM的功能價值

在空間規劃、場地規劃、場地分析、現狀建模、3D設計、性能分析、虛擬建造、運營模擬、災難規劃等方面，BIM是更好的技術手段，提升項目生命周期性能；在優化工作流程、成本估算、3D協調、4D模擬、數字化檢查等方面，BIM是更好的管理手段，提高建設和運營管理PDCA能力，提高溝通協調效率，減少工程變更和沖突；在數據接口、數據檢索、數據共享、數據訪問、協同平臺等方面，BIM作為信息化手段，搭建平臺，加載各階段數據并共享，發揮數據價值，為原有各層次信息系統提供數據支持；在數據積累、數據資產、記錄模型、決策等技術方面，BIM作為知識庫為實現知識管理，提升行業生產效率，降低學習曲線提供巨大幫助，是持續改進的有力工具，具體表現如圖1所示。

（1）BIM對業主方和管理方的功能價值。所見即所得，提升基礎設施性能，減少變更、減輕協調工作量，加強項目精細化管控能力，降低溝通難度，優化設施運營管理，建立知識庫，作為持續改進的基礎。

（2）BIM對設計方的功能價值。強化復雜工程設計能力，深入評估設計方案，優化設計性能，強化設計協作能力，減輕施工圖工作量，減輕現場設計和現場服務工作量，建立知識庫，作為持續改進的基礎。

（3）BIM對施工方的功能價值。改善施工組織設計，有助于實現精益建造，加強對分包管控能力，提高工廠預制化比例和能力，使數字化移交成為可能，改善結算環節，同樣建立知識庫作為持續改進的基礎。

4 BIM的應用

在項目建設初期，根據項目特征、性質、目標，建立戰略、BIM的應用、流程、信息、基礎設施、崗位人力資源六要素的BIM的策劃系統，在項目各階段可實現如下應用。

4.1 在設計階段

利用測量資料或者3D掃描資料輸入BIM系統，建立場地信息模型，做場地分析，實現豎向及總平面運輸設計，計算土方量，進行土方調配平衡；進行全日照模擬、聲學分析、分環境評價、熱輻射分析等可持續設計比以往利用CAD設計圖分析大大降低工程成本，提高工作效率且可多次重復分析，對今后綠色施工提供可靠依據；快速算量對方案評價、快速決策、圖紙審查和會審縮短周期，保證準確率和進度，減少了今后的設計變更；模塊化設計、施工圖深化設計、專業碰撞設計加快了設計速度，減少了設計錯誤和交叉，提高了設計質量（圖2）。

4.2 在施工階段

利用BIM進行4D進度規劃和控制，施工總平面布置，保證合理布置、材料堆放和施工機械布置，減少二次搬運，節約土地，還可進行技術方案優化、關鍵部位施工工藝優化、數字化預制及整個施工工況控制方面即質量和安全控制都得到了高效廣泛的應用。

4.3 在交付應用階段

采用3D掃描技術，輸入系統可了解實際的建設狀況，達到真實交付的目的，同時采用數字化集成交付系統，在以后的應用過程中，可以達到高效運營的目的。

5 BIM在建筑工程中的應用建議

BIM的核心價值是通過可視化、數字化、協同化、模擬化、可優化幾方面實現的，為此能夠達到無錯設計、精益建造、真實交付、高效運營的目標，所以倡議國內一般城市和地區，特別是三、四類城市的一些建筑企業、技術管理人員，本著管理在先、BIM在后、由淺入深、由簡入繁、由易入難的精神，精細策劃、大膽創新、積極交流，在建筑工程行業及早啟動BIM技術，及早擁抱智慧時代。

參考文獻

[1] 李建成，王廣斌.BIM應用·導論[M].上海：同濟大學出版社，2015.