在綠色建筑背景下BIM 技術在建筑行業的應用研究

張 利 雷 波

廣安職業技術學院（638000）

1 項目背景

1.1 政策要求

2016～2020 年，建筑業全面實行BIM 技術信息化；在2018 年“兩會”上，高職院校增設 BIM 技術信息課程。在四川省廣安市“十三五”規劃和學校優質校建設中，綠色建筑專業已被列入重點建筑專業。信息化實踐教學則是優質高校培養應用型人才的重要手段。 BIM 技術作為綠色建筑實施的重要手段， 為各項相關信息數據建立建筑3D 模型。 通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，推動傳統建筑行業向建筑信息數據發展，提升建筑行業生產效率，降低建設成本。

1.2 區域行業發展

廣安市是一代偉人鄧小平的故鄉，川東渝北地區核心城市，城市人口100 萬左右、城區面積達到100 km2。 廣安市川東綜合交通樞紐逐步建成，與重慶交通圈實現全面對接。 在面臨建筑業快速發展、傳統二維圖紙已經不能滿足新型建筑行業的發展，在國家政策的大力推廣下，BIM 技術已慢慢滲入廣安市建筑行業中。 部分企業已開始探討摸索BIM技術的運用，進行BIM 人才培養及實施BIM 技術項目。

1.3 BIM 技術的特點

BIM 技術具有信息完備性、關聯性、一致性、可視性、模擬性及可出圖性等顯著特點，可以有效促進工程項目管理水平的提高。

1.3.1 信息的完備性、關聯性、一致性

BIM 信息模型除了對三維實體進行直觀表達，還包括完整的工程數據信息，即設計信息、施工信息、維護信息以及各個施工工序的邏輯關系等。 所有的數據信息都具有聯動作用，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，實現協同管理。

1.3.2 信息可視性、模擬性、可出圖性

BIM 技術能模擬出設計的建筑物3D 模型，能夠在工程項目的設計、建造、運行維護各階段的溝通、討論、決策中進行可視化，能夠模擬出操作的不同工藝和工序過程，進行科學合理部署，進一步優化設計和施工方案。

2 BIM 技術在建筑行業的運用

2.1 設計階段

傳統設計不能完整實現各專業之間的信息數據交互。 利用BIM 系統平臺進行協同設計，可使不同專業設計人員通過互聯網完成對工程項目的協同設計，也可延伸至運營維護階段，可以大幅提高項目后期的管理。

2.2 造價管理

BIM 技術在提高造價管理水平以及管理效率方面具有較高的應用價值，主要是通過以下幾個方面表現出來的:①BIM 是具有時效性的數據庫，可以在整個工程項目周期內實現對相應數據信息的更改；②BIM 具有形象的資源計劃功能，可以提出相應的更加具體的造價方案， 對資源進行優化配置，實現對建筑工程項目進度以及成本的動態化監管；第三，有利于實現預算數據的積累和共享，能夠縮短計算和核對數據的時間，提高數據的準確性[1]。

2.3 施工階段

在項目的實施過程中，利用BIM 技術可以進行建筑結構及性能分析、碰撞檢查、工程量統計、管線綜合布置，從而減少工程項目的變更，降低工程成本，節約工期，提升工作效率。

2.4 管理方面

BIM 技術能夠有效增強參建各方之間的互動，實現良好的數據協同合作模式。 但在此種環境中，如何對各參建方職能與責任進行定位，由哪一方負責模型構建、技術軟件維護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生諸多不利影響。

3 BIM 參與建筑工程的應用模式

從BIM 技術的應用程度來說， 想要BIM 應用貫穿建筑工程項目的整個過程， 較好的應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，能最大程度發揮BIM技術的優勢。

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，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用BIM 技術的領導團隊，為整個項目服務，真正做到令出一門， 實現整個項目利益最大化[2]（如圖1 所示）。

圖1 EPC 和IPD 模式的BIM 應用架構

4 廣安市建筑行業存在問題及BIM 應用現狀分析

4.1 廣安市建筑行業存在問題

廣安市建筑行業仍屬傳統建筑模式， 分為設計、招投標、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，容易出現各種關系引起的糾紛。 當前廣安市建筑行業運行模式有以下缺點:

4.1.1 信息滯后

當前廣安市建筑行業的管理模式組織架構過于臃腫，在保證項目不出原則性錯誤的同時，難以對建筑行業存在問題作出及時反應，無法按照理想狀態應對越來越復雜多變的市場。

4.1.2 效率不高

廣安市建筑行業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，以串聯式傳遞信息，信息傳遞路徑長、速度慢、導致失去很多機會。

4.1.4 過于依賴從業人員經驗

當前建筑工程項目施工管理，對從業人員經驗的依賴，遠超國外依靠成熟的信息化管理手段和科學管理制度下的項目施工管理模式。

4.2 廣安市建筑行業BIM 應用現狀

調查發現，目前運用BIM 技術的項目類別主要有:鐵路、公路、超高建筑、商業廣場和文化中心等大型建筑類別。 BIM 技術應用項目有2/3 集中在決策定位和設計階段，施工階段應用BIM 技術的很少或者只是局部應用，沒有在施工全過程完整使用BIM技術。

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

5 BIM 技術在廣安市建筑行業的應用措施

5.1 探索綜合應用模式，實現數據的集成與共享

BIM 技術的高級、深層次的應用，就是實現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、省的狀態完成項目目標。 目前，廣安市BIM 技術運用還處于探索階段，為促進BIM 技術在廣安市建筑行業形成綜合應用模式，提出以下措施:

1）借助我國的BIM 技術典型案例，總結經驗，通過對BIM 技術的局部應用點和應用價值的歸納，向建設項目全生命周期的BIM 信息數據集成過渡。

2）引進知名的軟件開發公司、與從事BIM 技術的相關機構進行合作，主動與我國的一些BIM 技術應用的標志性工程、應用點以及其他行業的先進技術進行結合，理論聯系實際，多行業協同探索BIM技術綜合應用的模式。

3）開發具有知識產權的、核心的BIM 技術，研究可以進行二次開發的平臺軟件，實現數據的集成與共享。

5.2 加快BIM 標準的制定，促進BIM 大環境的形成

信息化和標準化是建筑行業轉型和發展的重要基礎。 目前，BIM 技術的普及已經進入瓶頸期，主要就是因為我國還沒有形成一個能夠為BIM 技術的應用和發展的大環境。 因此，提出以下幾點建議:

1）要促進BIM 技術相關標準的制定與實施，構建我國的BIM 標準體系。對數據模型的內容、格式、邏輯關系、模型交付格式及細化分級等都應有詳細的標準規定。 廣安市應根據國家標準制定地方行業的標準。 整個標準體系應該包含國家標準，行業標準、地方標準和企業標準多個層次，由地方及各方共同協商，制定符合實際應用的BIM 標準體系。

2）BIM 相關標準的制定要緊扣廣安市建筑行業、和企業。 標準只有企業實施產生效益才能夠促進行業的發展，推動BIM 應用。 政府可以采用獎勵措施， 先鼓勵廣安市實力較強的企業或引入投資，采用EPC 模式，發揮企業或行業領頭作用，帶動廣安市及時在建筑行業中運用，循序漸進，逐步形成BIM 技術應用大環境。

3）廣安市政府可以加快BIM 大環境形成的步伐。 建設規劃部門可以在審圖機制上進行改變，要求將BIM 三維模型納入圖紙審核當中。 相信，這一規定出臺，BIM 技術的應用水平將會大幅度提高。

總之，建筑行業BIM 技術大環境的形成是需要建設、施工、運營、政府以及個人等多方共同努力才能實現的。 希望盡快完成BIM 標準體系的建立和BIM 環境的形成， 推動整個建筑行業的工業化、信息化，真正提高行業競爭力。

5.3 促進項目規劃設計階段的實施，推動BIM 的應用

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

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

BIM 技術要在廣安市推廣應用，前提必須具備BIM 專業化人才。 就目前廣安市來說， 缺乏掌握BIM 全面技術的管理人才。 BIM 技術人才的培養，光靠企業在項目需要BIM 技術應用的時候才組織專業人員從頭開始內部培養的路線是不可取的。 將BIM 技術人才完全在企業培養，不但企業在人力資源方面投入成本太高，而且培訓和試用時間較長。建議在企業人才招聘和培養規劃的吋候，就對這方面作為人才的基本技能。 另外，可以考慮專業的BIM技術人才培養轉向高校，組建校企聯辦BIM 技術研究中心，開設BIM 技術的專業課程，或者企業定向委培關于這方面的人才，形成人才梯隊，促使行業可持續發展。 廣安職業技術學院是廣安市唯一一所地方高校，學校已開設了BIM 相關課程，成立了BIM研究團隊，在學校自身發展的同時也為廣安市建筑行業BIM 技術推行服務。

6 結語

應用BIM 技術對于提高廣安市建筑行業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信息化、持續性發展。 因此，建筑行業相關技術人員積極轉變傳統工作理念，從根源上認識到應用BIM 技術的必要性、重要性及局限性。 從政府角度來看，應結合廣安市建筑行業實際發展情況逐步推廣BIM 技術，提倡高等院校及科研機構組織BIM 技術應用于建筑行業的課題研究，鼓勵軟件企業不斷開發適合建筑設計人員工作習慣的配套軟件， 確保建筑行業各個方面廣泛參與，促使BIM 技術真正意義上落地生根，成為推動廣安市建筑行業發展的核心技術之一。