新常態下工程實踐的變革與發展

文｜本刊記者 陳昕

2014年，中共中央、國務院印發了《國家新型城鎮化規劃（2014-2020年）》（以下簡稱《規劃》），《規劃》明確了未來城鎮化的發展路徑、主要目標和戰略任務，統籌相關領域制度和政策創新，是指導全國城鎮化健康發展的宏觀性、戰略性、基礎性規劃。新型城鎮化建設必將成為建筑行業長期發展的新機遇。根據中國經濟發展的潛力和中國人口增長的綜合分析，到2020年，中國的城鎮化率將提高到60%左右，這意味著城鎮化率預計以年均1%～1.5%增速。從近十年城鎮化率的增速與建筑業產值增速的聯系看，城鎮化率每推進1.5個百分點，約能拉動建筑業產值增長近20個百分點。從長期視角來看，城鎮化的持續推進將繼續為建筑行業經濟增長帶來巨大市場空間，而新型城鎮化的發展，更將促進我國建筑行業發展質量的提高。

信息技術作為推動行業發展的關鍵技術，已經成為建筑企業提高核心競爭力的有效手段。對于建筑行業而言，應用建筑信息模型在設計階段可以保證交付質量，大幅度提升設計效率，便于施工階段的后續修改；在施工階段則可以節約成本、保證項目質量、加快工程建設進度。可以說BIM是一門技術也是一種手段和工作方法。

建筑業信息化新態勢

BIM技術的發展恰逢我國社會結構、行為活動包括生產方式正發生巨大的變革。2015年6月，住房和城鄉建設部發布了《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》，明確提出推進BIM應用的發展目標，即“到2020年末，建筑行業甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業應掌握并實現BIM與企業管理系統和其他信息技術的一體化集成應用。到2020年末，以下新立項項目勘察設計、施工、運營維護中，集成應用BIM的項目比率達到90%：以國有資金投資為主的大中型建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區。”

2016年9月，住房和城鄉建設部發布《2016－2020年建筑業信息化發展綱要》（以下簡稱《綱要》），對“十三五”期間，建筑業信息化進程做出全盤規劃。《綱要》明確提出，“十三五”時期，全面提高建筑業信息化水平，著力增強BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力，建筑業數字化、網絡化、智能化取得突破性進展，形成一批具有較強信息技術創新能力和信息化應用達到國際先進水平的建筑企業及具有關鍵自主知識產權的建筑業信息技術企業。《綱要》也指出了企業信息化、行業監管與服務信息化、專項信息技術應用以及信息化標準四大主要任務。總結出來就是協同設計、集成數據、技術和知識管理。

各地地方政府也出臺了相關措施，北京、上海、深圳等地紛紛出臺一系列政策鼓勵BIM的應用發展。2014年至2016年，上海市相繼發布《關于在本市推進建筑信息模型技術應用指導意見的通知》、《上海市推進建筑信息模型技術應用三年行動計劃(2015-2017)》、《關于進一步加強上海市建筑信息模型技術推廣應用的通知》等一系列政策，通過分階段、分步驟的推進計劃，實現BIM技術的全面應用。深圳市則提出利用建筑信息模型搭建政府與市場之間溝通和監管的橋梁，同時在建筑全生命周期內要求政府工程把項目每個階段的信息按照標準體系進行規范存儲、分享和決策。從表面上來看，這些都是政府要求，實際上這些恰恰是市場要求，因為在技術創新、文化創新的信息化時代，人們對建筑提出了更高的要求，這些要求需要利用信息技術來進一步實現。

與此同時，建設方也在積極整合各個領域的建設資源進行集成和優化，比如說中國尊的超高層BIM技術應用就是典型科技引領的施工方法，這要求施工方法要有所創新，從而使BIM技術能夠完全支持。應用BIM還可以做很多其他工作，例如模型制作、性能模擬、技術研發等；施工企業也可以在智能管理、信息化風險等領域利用BIM進行多種嘗試。

大型工程設計的新實踐

BIM技術的發展歷程可以分成四個階段，第一階段是2D的數字化，第二階段是2D到3D，第三階段是數字模型的信息化協同，目前正在步入第四階段，即協同信息的數據互用共享和向系統集成發展。

如今，很多重要工程的設計都已經全面應用了BIM，這樣的例子不勝枚舉。中國唯一建設在海島上的歌劇院——珠海大劇院，該項目主打的是三維協同和方案比較，對于珠海大劇院這樣復雜體型的項目，在方案階段應用BIM為項目的各個相關方都帶來了巨大的支持，提高了各方的工作效率。紹興體育場項目主要是BIM在鋼結構上的應用，從設計到控制，通過參數化的設計方法有效地節省了用料量。在歷史街區的改造項目中，BIM也可以擔當重任，BIM跟GIS技術相結合作為設計依據，通過地形云數據庫獲取GIS和三維地形數據，從而生成三維地形模型。麗澤SOHO項目也應用了BIM技術，這一項目從方案創作到定位、結構計算再到建筑系統的整合都應用了BIM技術，這也是我國非常重要的項目之一。首都新機場項目也全方位采用了BIM技術，一是智能化土建單元，比如說項目有很多重復的機房、衛生間、樓電梯間，項目團隊用BIM技術進行專業和智慧的集成。二是屋面采用衍生設計的方法，用600多條約束形成邊界條件，通過數字化的方法完成了幾何的控制，包括遮陽、保溫等都可以達到項目預期效果。

在施工階段，BIM技術的應用可以有效地提高工程的可實施性和可控制性，減少過程的返工。應用BIM技術可以支持建筑環境、經濟、施工工藝等多方面的分析和模擬，實現虛擬的設計、虛擬的建造、虛擬的管理以及全生命期、全方位的預測和控制。例如，施工單位在正式施工之前利用BIM審圖軟件進行各專業設計的碰撞檢查，提前發現設計問題，避免后續的變更。同時，在BIM模型上附加預算信息和進度信息，形成4D或5D的BIM模型，通過專業軟件實現施工過程模擬，優化方案，協調資源，提高工程項目的可實施性。

BIM在工程價值體系中的新定位

歷經十幾年的發展，目前BIM技術在項目某一個點上的應用可謂爐火純青，例如，利用BIM設計模型，進行二次深化設計、碰撞檢查以及工程量計算等。但如何系統化的在項目全生命周期中使項目各相關方共同使用BIM技術，是眼下整個建筑行業都面臨的問題。同時，數字化、信息化不僅僅對建筑行業帶來變革，也對其他行業的未來發展帶來更多可能。建筑企業需要思考如何利用信息技術增強企業的核心競爭力，并進行不斷創新，這其中包括技術創新、業務形式創新以及盈利模式的創新等多個方面。

在設計過程中，圖紙上有標準和各種各樣的接口，建筑設計企業希望與建設項目的相關方配合，與施工、運維、產品、項目管理等多個單位協同工作。同時希望在設計階段就完成新技術、新產品、新工藝的集成，從而利用BIM技術支持建筑設計企業在專注主業的同時搭建可視化的數字集成平臺，協調好相關各方的工作。

對于建筑設計企業而言，過去是建模咨詢，現在建筑設計院通過BIM技術提供IT信息的一體化解決方案，由產品向服務轉型，今后可能還要向全生命周期的共享互動、協同集成轉型。北京市建筑設計研究院有限公司（以下簡稱“北京院”）在2012年成立了BIM研究所，在施工、運維階段嘗試應用BIM技術；隨后，北京院成立了數字設計與建造工程技術中心，目前則根據信息技術和行業特點搭建云平臺，希望云平臺能夠實現設計師、數據等相關資源的共享，同時通過云概念、大數據概念使工程建設領域的各方能實現數據共享。北京院對BIM技術的應用已經具有了一定深度，尤其是在解決項目所面臨的特殊問題方面，隨著遇到的大量不同項目和問題，解決問題的經驗積累將會日益增多，從而逐步形成一整套帶有北京院特點的BIM設計方法，也由此形成北京院新的技術實力。

無論是對北京院還是其他建筑企業來說，探索不同類型項目的BIM應用，找到BIM技術對項目全生命周期的效力和效益，讓BIM技術良性可持續發展，是整個行業的重要課題。BIM技術不僅基于三維數字化參數模型，它的核心是在整個建造過程中各參與方實現基于統一的模型進行信息交換和共享。提升不同專業間、不同參與方對項目的協同能力。BIM技術也為建筑企業帶來更多的可能性，在互聯時代，基于互聯網的BIM可以把各個建筑企業甚至是不同行業的生產流程進行連接，為日后的協同與集成奠定基礎。

BIM的協同與集成應用觸發了建筑設計、建造和運營的深層變化，也從根本上調整建筑行業的基本技術體系。BIM的協同與集成應用勢必將促生符合信息時代特征的行業組織和運營機制。