BIM 技術在國內建設項目中的應用研究和分析

史少英，王偉君

（1.中鐵隧道集團建設有限公司，南寧530000；2.華都國際工程設計有限公司，廣州510000）

1 引言

傳統建設項目管理模式的高消耗低產能是相對突出的，管理模式缺乏信息化手段，上傳下達執行力度欠缺，專業之間協調困難，量化把控手段弱等問題。且由于建設項目的全過程施工周期比較長、涉及單位多、不可重復和技術含量高的特點，新智慧城市的提出，讓近年整個建設行業步入了快速發展的時期，BIM 在整個發展過程中給予了建設項目新的活力。

在BIM 發展到現如今的時境，如何創建新階段的BIM 統一標準；如何整合協調BIM 的各專業模型；如何確保模型信息的精確性；如何保證模型信息共享傳遞的穩定；如何保證BIM技術標準落地的可行性；如何貫徹BIM 技術應用的執行力度；如何在建設項目的各個階段準確、有效地實施BIM 的技術應用等，是提高國內工程建設信息化實施覆蓋率的重要舉措，也是提高國內BIM 技術應用質量的關鍵。這就要求在建設項目的全生命周期中應用BIM 時，有些必要履行的程序應得到深度重視。

2 制訂BIM 全過程生命周期實施計劃

Building SMART International 在BIM 項目全生命周期中應用內容如圖1 所示。

BIM 項目實施計劃確定一般應包含以下內容：（1）明確建設項目目標，明確建設項目BIM 應用目標，應項目特征和需求貫徹實施；（2）明確BIM 技術應用流程和執行模式，制定建設項目中各階段BIM 應用的內容和BIM 成果交付標準；（3）明確BIM 團隊的定位方向，明確BIM 架構體系中的角色和職責；（4）制定模型執行標準，建立BIM 質量控制計劃；（5）明確BIM 管理模式的相關制度和要求，貫徹項目整體管理執行力；確定BIM 信息交換要求和BIM 進度計劃執行[1]。

圖1 Building SMART International在BIM 項目全生命周期中應用

結合國內建設項目全生命周期的現狀以及智慧城市建設的形勢，BIM 項目應該在更深層次的方向上去規定團隊角色和職責，成立一個完善的BIM 架構體系以實現建設項目BIM團隊各方的信息交換，如圖2 所示。

圖2 BIM 角色和職責圖

3 BIM 模型以及其他成果的標準執行

創建完整協調一致的建筑信息模型是發揮BIM 應用價值的基礎。模型的標準執行必須明確顏色的標準和模型精度等級，根據BIM 管理模式的相關制度和要求，確保創建出來標準統一、整合各專業的BIM 模型，完整地傳遞各階段模型數據，實現準確地數據共享。

3.1 BIM 模型精度標準

BIM 模型在不斷階段的發展以及該階段構件所應包含的信息定義為5 個級別，分別為LOD100、LOD200、LOD300、LOD400 和LOD500。

表1 BIM 模型的信息定義級別

3.2 BIM 模型線型與顏色的標準

建立模型系統布置標準和模型相關顏色標準，確保各參建單位BIM 建模標準統一，滿足后期全專業整合協調、模型維護、數據共享等需求，對模型的顏色、線型、視圖樣板等標準進行統一要求[2]。

3.2.1 建筑專業

按規劃、方案或設計中已明確的要求執行構件外觀輪廓、線型和顏色；沒有明確要求的構件由BIM 團隊商定方案，并下發整個BIM 團隊執行。

3.2.2 結構專業

可按規劃、方案或設計明確的要求執行構件外觀輪廓、線型和顏色；由BIM 團隊人員組織確定各項構件材質要求和標準，并傳達BIM 團隊落實執行此標準。

3.2.3 機電專業

由BIM 團隊人員組織確定機電專業各相關構件的顏色標準和線型標準，并將此標準傳達下發至整個團隊，顏色線型標準例如圖3 所示。

圖3 機電構件的顏色和線型標準

4 BIM 質量控制計劃

4.1 質量策劃

在建設項目的伊始階段，應對建模活動的質量標準進行詳細討論。在建模活動開始之前，項目BIM 團隊應該確定以下事宜：（1）明確質量保證和質量控制內容以及各階段各專業技術成果輸出標準；（2）針對建模過程的詳細質量保證方法，針對各階段建立各專業系統統一樣板等；（3）形成有效的管理制度來鑒定執行力度，交付成果必須滿足BIM 質量標準的要求。要確保整個BIM 架構體系人員嚴格執行項目實施過程中涉及的質量保證和質量控制方法，

4.2 BIM 質量保證體系

BIM 質量保證體系是為了確保項目BIM 團隊成員和項目其他管理人員嚴格執行BIM 擬定實施計劃中制定的各種質量標準，保證BIM 的相關技術方案落地實施，基本的質量保證內容應包括：（1）拆分樣板建模過程，分析檢驗其該階段的精度要求，以明確滿足最低建模要求的相關內容，為后續工作的順利進行打下良好基礎；（2）驗證BIM 信息資源的可用性和團隊建模的執行能力，防止個別數據差異影響整個項目信息質量；（3）嚴格把控信息交換相關內容，防止屬性轉換形成的數據丟失或者錯誤，以確保交付成果的內容是清晰和準確的；（4）制定過程審查周期，對過程模型各標準成果過濾篩查，確保執行過程與計劃保持一致；（5）加強體系末端執行力度，宣貫BIM 技術應用成效給班組成員，形成建模校核文檔為下一步工作完善基礎數據。

4.3 BIM 質量控制體系

質量控制是為保證交付的BIM 成果滿足項目要求的過程，體系是形成組織性的過程把控確保提交整個項目所需要的交付成果和標準，并滿足制定BIM 實施計劃的相關內容。BIM 質量控制體系必須在所有提交給建設單位的項目數據中貫徹執行，其主要的內容包括：（1）對制訂BIM 實施計劃中BIM 模型成果、信息資料以及其他相關文件進行驗證；（2）對于文件類型、文件的命名規則、構件的命名規則、專業系統的命名規則和適用的APP 或軟件等完成它們的合理性的驗證；（3）根據BIM 實施計劃中的成果標準和數據信息交換要求對最后提交的模型相關文件進行驗證；（4）檢驗BIM 實施計劃與建設項目的各項需求中是否存在沖突，并制定解決方案。

5 BIM 在項建、初設、設計、深化、施工和運維的應用和聯系

BIM 技術的本質是信息集成、傳遞和共享。集成是整合各專業信息之根本，集成和協調會使項目實施的可行性更具說服力和執行力；傳遞就是各參建方根據項目的具體需求以不同的方式在該基礎模型上針對性地錄入項目相關信息即插即用。這樣隨著項目階段更迭，BIM 模型信息的需求也產生變化，BIM模型的信息數據會在量值和特性上相應疊加，達到一模多維度多信息的效果。BIM 技術應用是在整個建設項目的全過程生命周期中，應用建筑信息模型去實現各種特定目標的方法[3]。建設項目的全過程生命周期BIM 應用主要包括BIM 的基本應用、BIM 的常規應用和BIM 的多維度應用。

5.1 BIM 的基本應用

BIM 的基本應用包括以下內容：

1）現狀建模。根據項目實際情況，在不同的階段對場地、原有建筑物或特定區域所需信息模型，區分需求，利用有效的方式進行場地選址，完成地質勘察、拆除、改造等相關內容的分析和模擬。

2）設計建模。結合項目需求、模型精度規則和相關規范標準，在不同的階段，使用BIM 專業相關軟件完成各專業的信息模型。

3）設計審核。利用各種分析方案對基于各階段各專業模型進行校核，校核該狀態下的成果是否達到現行規范標準和項目需求。

4）協同。為了確保設計方案的可行性，用BIM 技術的相關應用集成和整合，對復雜的節點進行協同深化來達到施工的可行性。

5）模型化記錄。記錄不同階段的模型中包含階段性的項目信息，基本構件信息可以實現往下一個階段的傳遞和共享。

6）量化分析。以實物量的形式直觀表達量化信息。

5.2 BIM 的常規應用

BIM 的常規應用包括以下內容：

1）場布臨建。基于前一階段的設計模型信息或者設計信息，利用BIM 專業軟件完成施工場地布置，完成地下管線遷移拆改，有效利用場地資源，利用水電專業的設計模型完成臨邊、臨水、臨電及其支架及其布置等。

2）3D 模擬仿真。基于各階段模型數據完成凈高分析、安全分析、性能分析、場景漫游檢驗等各項應用，有的放矢地輸出方案模擬成果和檢測成果。

3）量價分析。在量化分析的基礎上完成對應階段性經濟指標、費用編制等工作，參數化標記或控制因簽證、變更引起的費用變化，便于控制投資管理。

4）深化出圖。在協同的基礎上，結合相關制圖標準，出具平面、立面、剖面、斷面和節點爆炸視圖，形成定制標準后也可直接出具歸檔使用的的全套深化圖。

5.3 BIM 的多維度應用

BIM 的多維度應用主要包括：

1）BIM5D。5D 應用已經成為國內大體量項目的常用手段之一，時間管理和資金控制成為5D 的雙翼，使其成為高效的BIM 集成平臺，駕駛艙模式也讓項目管理滲透得更加全面。

2）數字化加工。數字化加工使建設行業在裝配式項目以及一些預制構件生產的項目中有了更加標準的一體化流程。

3）集成平臺搭建。國內建設項目往往參與單位眾多，集成平臺的搭建可結合階段性BIM 模型及其數據形成數據流共享溝通，整體達到更高的項目管理水平。

4）資產管理。根據項目進展情況，結合建筑信息模型參控變化分析，進行短期或者長期的資金計劃和投資決策，例如，材料進場計劃、班組進場計劃等。其次，利用運維模型信息數據，改造、更新和評估建筑資產的費用，建立運維模型數據庫。

5）應急消防聯控。在集成運維模型的基礎下，制定應急預案，模擬演練。利用傳感布控和視頻監控定位突發事件具體位置點，突發事件點周邊建筑、設備等相關信息可以直接映射消防系統，啟動應急預案或再制定應急預案，在控制事態發展的過程中有著絕對的反應機制，進一步減少相關損失，增加救援成功率。

BIM 技術的應用讓國內建設項目有了新的挑戰，是一個信息集成、多維管理的新模式，國內建設項目復雜多異，BIM技術并不是萬能鑰匙，根據建設項目特征合理利用好BIM 技術，不刻意抵觸也別盲從的生搬硬套，方能使建設項目管理達到新高度。

6 結語

BIM 技術的廣泛應用、物聯網技術的快速發展、智慧城市的呼聲漸漲等都標志著國內建設行業信息化已經邁入一個新的階段，建設行業已開始進駐大數據時代。本文主要表達了關于國內建設項目中基于BIM 的一些管理和應用方式，從制定BIM 全過程生命周期實施計劃、BIM 模型以及其他成果的標準執行、BIM 質量控制計劃、BIM 在項建、初設、設計、深化、施工和運維的應用和聯系幾個方面闡述了BIM 的現行方式，可以得到以下幾個結論：

1）根據建設項目特征進行應用目標定位，制訂BIM 實施計劃，重視BIM 基礎模型創建，模型細度決定BIM 應用落地程度。

2）形成標準并貫徹執行標準，標準才能決定模型的下限，而BIM 技術的應用不允許有馬虎的標準，所以建設項目的BIM 標準執行至關重要。

3）重視BIM 信息的集成、維護和更新，各專業的協調、相關信息的集成、維護和更新在建設項目的實施過程以及后期運營維護中帶來了更加系統的管理方式。