在綠色建筑背景下BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用研究

張 利 雷 波

廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院（638000）

1 項目背景

1.1 政策要求

2016～2020 年，建筑業(yè)全面實行BIM 技術(shù)信息化；在2018 年“兩會”上，高職院校增設(shè) BIM 技術(shù)信息課程。在四川省廣安市“十三五”規(guī)劃和學(xué)校優(yōu)質(zhì)校建設(shè)中，綠色建筑專業(yè)已被列入重點建筑專業(yè)。信息化實踐教學(xué)則是優(yōu)質(zhì)高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要手段。 BIM 技術(shù)作為綠色建筑實施的重要手段， 為各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)建立建筑3D 模型。 通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，推動傳統(tǒng)建筑行業(yè)向建筑信息數(shù)據(jù)發(fā)展，提升建筑行業(yè)生產(chǎn)效率，降低建設(shè)成本。

1.2 區(qū)域行業(yè)發(fā)展

廣安市是一代偉人鄧小平的故鄉(xiāng)，川東渝北地區(qū)核心城市，城市人口100 萬左右、城區(qū)面積達(dá)到100 km2。 廣安市川東綜合交通樞紐逐步建成，與重慶交通圈實現(xiàn)全面對接。 在面臨建筑業(yè)快速發(fā)展、傳統(tǒng)二維圖紙已經(jīng)不能滿足新型建筑行業(yè)的發(fā)展，在國家政策的大力推廣下，BIM 技術(shù)已慢慢滲入廣安市建筑行業(yè)中。 部分企業(yè)已開始探討摸索BIM技術(shù)的運用，進(jìn)行BIM 人才培養(yǎng)及實施BIM 技術(shù)項目。

1.3 BIM 技術(shù)的特點

BIM 技術(shù)具有信息完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性、可視性、模擬性及可出圖性等顯著特點，可以有效促進(jìn)工程項目管理水平的提高。

1.3.1 信息的完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性

BIM 信息模型除了對三維實體進(jìn)行直觀表達(dá)，還包括完整的工程數(shù)據(jù)信息，即設(shè)計信息、施工信息、維護(hù)信息以及各個施工工序的邏輯關(guān)系等。 所有的數(shù)據(jù)信息都具有聯(lián)動作用，在工程項目全生命周期的各個階段模型信息在變化更新中始終保持一致，實現(xiàn)協(xié)同管理。

1.3.2 信息可視性、模擬性、可出圖性

BIM 技術(shù)能模擬出設(shè)計的建筑物3D 模型，能夠在工程項目的設(shè)計、建造、運行維護(hù)各階段的溝通、討論、決策中進(jìn)行可視化，能夠模擬出操作的不同工藝和工序過程，進(jìn)行科學(xué)合理部署，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計和施工方案。

2 BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的運用

2.1 設(shè)計階段

傳統(tǒng)設(shè)計不能完整實現(xiàn)各專業(yè)之間的信息數(shù)據(jù)交互。 利用BIM 系統(tǒng)平臺進(jìn)行協(xié)同設(shè)計，可使不同專業(yè)設(shè)計人員通過互聯(lián)網(wǎng)完成對工程項目的協(xié)同設(shè)計，也可延伸至運營維護(hù)階段，可以大幅提高項目后期的管理。

2.2 造價管理

BIM 技術(shù)在提高造價管理水平以及管理效率方面具有較高的應(yīng)用價值，主要是通過以下幾個方面表現(xiàn)出來的:①BIM 是具有時效性的數(shù)據(jù)庫，可以在整個工程項目周期內(nèi)實現(xiàn)對相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的更改；②BIM 具有形象的資源計劃功能，可以提出相應(yīng)的更加具體的造價方案， 對資源進(jìn)行優(yōu)化配置，實現(xiàn)對建筑工程項目進(jìn)度以及成本的動態(tài)化監(jiān)管；第三，有利于實現(xiàn)預(yù)算數(shù)據(jù)的積累和共享，能夠縮短計算和核對數(shù)據(jù)的時間，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[1]。

2.3 施工階段

在項目的實施過程中，利用BIM 技術(shù)可以進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)及性能分析、碰撞檢查、工程量統(tǒng)計、管線綜合布置，從而減少工程項目的變更，降低工程成本，節(jié)約工期，提升工作效率。

2.4 管理方面

BIM 技術(shù)能夠有效增強(qiáng)參建各方之間的互動，實現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)協(xié)同合作模式。 但在此種環(huán)境中，如何對各參建方職能與責(zé)任進(jìn)行定位，由哪一方負(fù)責(zé)模型構(gòu)建、技術(shù)軟件維護(hù)與升級等矛盾都會凸顯出來，如果不能得到妥善處理與解決，就會對建筑項目管理產(chǎn)生諸多不利影響。

3 BIM 參與建筑工程的應(yīng)用模式

從BIM 技術(shù)的應(yīng)用程度來說， 想要BIM 應(yīng)用貫穿建筑工程項目的整個過程， 較好的應(yīng)用模式分別為工程總承包模式 （EPC 模式，Engineering,Procurement and Construction）和集成項目交付模式（IPD 模式，Integrated Project Delivery）。這兩種模式貫穿了項目的整個生命周期，能最大程度發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢。

通過EPC 模式和IPD 模式，整合項目參建各方資源，杜絕項目參建各方各自為戰(zhàn)，只考慮各自利益而形成的推倭扯皮， 建立適合在項目推廣應(yīng)用BIM 技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊，為整個項目服務(wù)，真正做到令出一門， 實現(xiàn)整個項目利益最大化[2]（如圖1 所示）。

圖1 EPC 和IPD 模式的BIM 應(yīng)用架構(gòu)

4 廣安市建筑行業(yè)存在問題及BIM 應(yīng)用現(xiàn)狀分析

4.1 廣安市建筑行業(yè)存在問題

廣安市建筑行業(yè)仍屬傳統(tǒng)建筑模式， 分為設(shè)計、招投標(biāo)、施工、運營等多個階段，項目周期長，不易控制項目工期，成本較高，項目參與方比較多，容易出現(xiàn)各種關(guān)系引起的糾紛。 當(dāng)前廣安市建筑行業(yè)運行模式有以下缺點:

4.1.1 信息滯后

當(dāng)前廣安市建筑行業(yè)的管理模式組織架構(gòu)過于臃腫，在保證項目不出原則性錯誤的同時，難以對建筑行業(yè)存在問題作出及時反應(yīng)，無法按照理想狀態(tài)應(yīng)對越來越復(fù)雜多變的市場。

4.1.2 效率不高

廣安市建筑行業(yè)的組織運行模式還是線型組織模式，信息或命令傳輸逐級分層，資源未得到最大化利用，缺乏核心競爭力。

4.1.3 缺乏同層溝通通道

在線性組織模式中，以串聯(lián)式傳遞信息，信息傳遞路徑長、速度慢、導(dǎo)致失去很多機(jī)會。

4.1.4 過于依賴從業(yè)人員經(jīng)驗

當(dāng)前建筑工程項目施工管理，對從業(yè)人員經(jīng)驗的依賴，遠(yuǎn)超國外依靠成熟的信息化管理手段和科學(xué)管理制度下的項目施工管理模式。

4.2 廣安市建筑行業(yè)BIM 應(yīng)用現(xiàn)狀

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前運用BIM 技術(shù)的項目類別主要有:鐵路、公路、超高建筑、商業(yè)廣場和文化中心等大型建筑類別。 BIM 技術(shù)應(yīng)用項目有2/3 集中在決策定位和設(shè)計階段，施工階段應(yīng)用BIM 技術(shù)的很少或者只是局部應(yīng)用，沒有在施工全過程完整使用BIM技術(shù)。

在國家政策的大力推行下，廣安市建筑行業(yè)各企業(yè)及高校，都在大力培養(yǎng)BIM 技術(shù)人才，參與各種 BIM 論壇、會議，嘗試、接受、運用 BIM 技術(shù)。 截至目前，廣安市已有兩個建設(shè)項目嘗試運用BIM 技術(shù)，與斯維爾軟件開發(fā)有限公司進(jìn)行技術(shù)合作。

5 BIM 技術(shù)在廣安市建筑行業(yè)的應(yīng)用措施

5.1 探索綜合應(yīng)用模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成與共享

BIM 技術(shù)的高級、深層次的應(yīng)用，就是實現(xiàn)建筑工程項目全生命周期各個階段的 BIM 信息各方實時共享和充分利用，使項目在各個生命周期都能以快、好、省的狀態(tài)完成項目目標(biāo)。 目前，廣安市BIM 技術(shù)運用還處于探索階段，為促進(jìn)BIM 技術(shù)在廣安市建筑行業(yè)形成綜合應(yīng)用模式，提出以下措施:

1）借助我國的BIM 技術(shù)典型案例，總結(jié)經(jīng)驗，通過對BIM 技術(shù)的局部應(yīng)用點和應(yīng)用價值的歸納，向建設(shè)項目全生命周期的BIM 信息數(shù)據(jù)集成過渡。

2）引進(jìn)知名的軟件開發(fā)公司、與從事BIM 技術(shù)的相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，主動與我國的一些BIM 技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)志性工程、應(yīng)用點以及其他行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，理論聯(lián)系實際，多行業(yè)協(xié)同探索BIM技術(shù)綜合應(yīng)用的模式。

3）開發(fā)具有知識產(chǎn)權(quán)的、核心的BIM 技術(shù)，研究可以進(jìn)行二次開發(fā)的平臺軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成與共享。

5.2 加快BIM 標(biāo)準(zhǔn)的制定，促進(jìn)BIM 大環(huán)境的形成

信息化和標(biāo)準(zhǔn)化是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。 目前，BIM 技術(shù)的普及已經(jīng)進(jìn)入瓶頸期，主要就是因為我國還沒有形成一個能夠為BIM 技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展的大環(huán)境。 因此，提出以下幾點建議:

1）要促進(jìn)BIM 技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定與實施，構(gòu)建我國的BIM 標(biāo)準(zhǔn)體系。對數(shù)據(jù)模型的內(nèi)容、格式、邏輯關(guān)系、模型交付格式及細(xì)化分級等都應(yīng)有詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 廣安市應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)制定地方行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。 整個標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)該包含國家標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)多個層次，由地方及各方共同協(xié)商，制定符合實際應(yīng)用的BIM 標(biāo)準(zhǔn)體系。

2）BIM 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定要緊扣廣安市建筑行業(yè)、和企業(yè)。 標(biāo)準(zhǔn)只有企業(yè)實施產(chǎn)生效益才能夠促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，推動BIM 應(yīng)用。 政府可以采用獎勵措施， 先鼓勵廣安市實力較強(qiáng)的企業(yè)或引入投資，采用EPC 模式，發(fā)揮企業(yè)或行業(yè)領(lǐng)頭作用，帶動廣安市及時在建筑行業(yè)中運用，循序漸進(jìn)，逐步形成BIM 技術(shù)應(yīng)用大環(huán)境。

3）廣安市政府可以加快BIM 大環(huán)境形成的步伐。 建設(shè)規(guī)劃部門可以在審圖機(jī)制上進(jìn)行改變，要求將BIM 三維模型納入圖紙審核當(dāng)中。 相信，這一規(guī)定出臺，BIM 技術(shù)的應(yīng)用水平將會大幅度提高。

總之，建筑行業(yè)BIM 技術(shù)大環(huán)境的形成是需要建設(shè)、施工、運營、政府以及個人等多方共同努力才能實現(xiàn)的。 希望盡快完成BIM 標(biāo)準(zhǔn)體系的建立和BIM 環(huán)境的形成， 推動整個建筑行業(yè)的工業(yè)化、信息化，真正提高行業(yè)競爭力。

5.3 促進(jìn)項目規(guī)劃設(shè)計階段的實施，推動BIM 的應(yīng)用

BIM 建模比較細(xì)致，在規(guī)劃設(shè)計階段就需要作好結(jié)構(gòu)設(shè)計。 目前，四川省大部分設(shè)計院的前期BIM技術(shù)在建筑設(shè)計構(gòu)思過程應(yīng)用較多，三維協(xié)同、結(jié)構(gòu)展示等仍是后BIM 技術(shù)的應(yīng)用。 成都市BIM 全過程管理僅占建筑市場的10%，廣安市設(shè)計研究院還在嘗試階段，原因是BIM 技術(shù)專業(yè)化程度較高，工程量大，建一個完整的施工模型需要大量的時間，審圖機(jī)制又不要求審核三維模型。 在時間和工作量增加的同時，設(shè)計費用沒有得到提高，設(shè)計院就會排斥BIM 技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)致前BIM 技術(shù)的普及受挫。目前，BIM 技術(shù)實施的主要障礙是政府不要求、業(yè)主不重視、設(shè)計院應(yīng)用得不償失。 建議政府制定BIM審圖機(jī)制，帶動設(shè)計規(guī)劃階段BIM 技術(shù)的運用。

5.4 建立健全BIM 人才培養(yǎng)體系,形成院校、企業(yè)、個人的三維人才培養(yǎng)體系

BIM 技術(shù)要在廣安市推廣應(yīng)用，前提必須具備BIM 專業(yè)化人才。 就目前廣安市來說， 缺乏掌握BIM 全面技術(shù)的管理人才。 BIM 技術(shù)人才的培養(yǎng)，光靠企業(yè)在項目需要BIM 技術(shù)應(yīng)用的時候才組織專業(yè)人員從頭開始內(nèi)部培養(yǎng)的路線是不可取的。 將BIM 技術(shù)人才完全在企業(yè)培養(yǎng)，不但企業(yè)在人力資源方面投入成本太高，而且培訓(xùn)和試用時間較長。建議在企業(yè)人才招聘和培養(yǎng)規(guī)劃的吋候，就對這方面作為人才的基本技能。 另外，可以考慮專業(yè)的BIM技術(shù)人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)向高校，組建校企聯(lián)辦BIM 技術(shù)研究中心，開設(shè)BIM 技術(shù)的專業(yè)課程，或者企業(yè)定向委培關(guān)于這方面的人才，形成人才梯隊，促使行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院是廣安市唯一一所地方高校，學(xué)校已開設(shè)了BIM 相關(guān)課程，成立了BIM研究團(tuán)隊，在學(xué)校自身發(fā)展的同時也為廣安市建筑行業(yè)BIM 技術(shù)推行服務(wù)。

6 結(jié)語

應(yīng)用BIM 技術(shù)對于提高廣安市建筑行業(yè)能源及資源利用效率具有不可比擬的積極作用，客觀上推動廣安市建筑行業(yè)信息化、持續(xù)性發(fā)展。 因此，建筑行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作理念，從根源上認(rèn)識到應(yīng)用BIM 技術(shù)的必要性、重要性及局限性。 從政府角度來看，應(yīng)結(jié)合廣安市建筑行業(yè)實際發(fā)展情況逐步推廣BIM 技術(shù)，提倡高等院校及科研機(jī)構(gòu)組織BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)的課題研究，鼓勵軟件企業(yè)不斷開發(fā)適合建筑設(shè)計人員工作習(xí)慣的配套軟件， 確保建筑行業(yè)各個方面廣泛參與，促使BIM 技術(shù)真正意義上落地生根，成為推動廣安市建筑行業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一。