BIM在智慧建筑方面發展的方向與成果

何繼坤，曹 丹，肖 航

（成都紡織高等專科學校，四川 成都 611731）

“智慧城市”是當今發展的主要目標，也是全球城市發展的一種新的模式，若想在自己國家建立一個智慧化城市，那么對于城市最為重要的標志性建筑也必須全面地進行智慧化，智慧建造是整個智慧城市構建的主要因素。“智慧建設”是一種全新的建設理念，區別于傳統的建筑模式，要求在實際城市建筑過程之中降低產能消耗、降低資源輸入、降低環境污染，走可持續發展的道路。同時，信息化技術的改革可以最大程度改變傳統的建筑生產方式，“智慧建設”理念核心的技術就是Building Information Modeling，即BIM。BIM技術能夠讓信息在各個工程項目的部門有效的傳遞，是現代智慧建設主要的一種應用技術，這也是傳統建筑走向智慧建筑的一大轉變。

1 BIM技術的起源

BIM技術最早是在1975年的美國，一位叫chuck EastMan的博士所提出的一項理念，他也被稱為BIM之父。工程項目在施工的全過程以及全生命周期之內，將建筑物的幾何特性、功能要求和建筑構件的性能綜合到同一個建筑模型中的功能就可稱之為建筑信息模型。該信息模型不僅僅包括上述的功能，同時還包括整個建造過程之中的建造周期、建造所使用的一些器材、人工等成本以及一些資源的信息等。世界上很多大型的軟件公司都開始推出一系列BIM類的建筑設計、建筑構造、建筑模型、建筑分析的軟件，為智慧建筑的發展奠定了“軟”基礎，也同時為智慧城市的建造付出了一份力量。

2 BIM技術的定義

所謂的BIM技術，通俗地說就是通過電腦軟件建模來構建出一個建筑物，在正式施工之前，能夠為整個建造的全過程“披荊斬棘”，清理“路障”，保證智慧建筑能夠按照預先設計好的藍圖來進行，從而最大程度避免在實際建筑過程之中出現粗放管理和問題。有了BIM技術的支持，則能夠為建筑全生命周期的決策提供科學的、可靠的信息支撐。BIM技術總的來說是建立在三維數字技術之上的，三維數字技術可以有效整合在建筑工程項目之中的各項數據，并為其提供數據模型支撐，在該技術的進展之中，能夠不斷優化、深化數據內容，這也被稱之為第一次“建筑革命”。

住建部在《2011～2015建筑業信息發展綱要》之中把BIM技術列為“十二五”重點推廣技術之一。BIM技術自從引入我國之后逐漸被建筑行業熱捧，成為我國智慧化建設的主旋律。總的來說，BIM技術是能夠保證我國建筑行業可持續發展的一項技術，能夠豐富建筑的規模和強度，能夠引領我國建筑發展與世界發展相同步。

BIM技術是三維可視化的，它可以把在建筑過程之中所有的數據有機的整合在一起，如果一旦在三維可視化之中發現建筑存在一定程度的問題，那么就能及時解決從而最大程度地提高建筑的質量。同時還能夠協調各部門的工作，讓各部門去承擔相應的工作以達到最佳工作質量和最優工作效率。并能實現多階段間信息的有效流轉，減少因為設計和施工以及運維等環節在分工作業時造成的失誤，最終有效降低整個建筑物的全生命周期成本。

BIM技術是整個建筑行業數字化、信息化、“互聯網+”的基礎，后續整個智能家居、智能城市也都會建立在 BIM技術之中。BIM技術是互聯網技術、GIS、3D打印技術的集成體，未來會有更多的技術建立在BIM技術之上，所以，該技術在未來的發展空間可以說是不可限量的。

3 建筑智慧化是根據用戶的實際需求的

建筑物的最終目的還是服務于人們，所以建筑物智慧化是需要根據用戶的實際需求來進行構建的。將建筑物的結構、系統、功能、服務和管理進行有效的組合，以期能夠給用戶去創造一個更加舒適化、人性化、便捷化以及智能化的建筑環境。通過建筑物內部的智能化系統把每一個功能進行有效的聯系，來共同運行，并能夠為用戶服務，這是構成智能化城市的一個有機部分。例如，當出現一些應急的安全事件的時候，智能城市所使用的系統就可以將安全事故報告緊急發送給城市的指揮中心，每個智能建筑物都需要服從于城市指揮中心的命令。將互聯網技術、通信技術、生物識別技術、控制技術、多媒體技術和現代建筑藝術進行有效的結合，還能夠對建筑物內置的一些智能化設備，及其使用者信息進行采集、監測、管理和控制，能夠把各項的子系統有效組合和優化，能夠滿足使用者對于建筑物的各功能需求，并具備將現代信息技術應用與需求相結合等功能。

4 基于BIM技術的智慧建設的發展策略

4.1 加強政府的支持

實現智慧建造新型理念，這是能夠引起現代建筑行業的一種革命性的理念。采用BIM技術，可以將復雜的工程簡單化、可視化，能夠通過電腦的軟件功能，將建筑圖3D模式化，就可以根據建模過程所體現的建筑來解決可能會存在的問題，減少建筑所存在的一些風險。設計階段，建筑團隊的各單位協同合作，共同發揮出自身專業的優勢，根據三維建模及時進行建筑設計的調整，保證各項資源能夠“物盡其用”，施工階段，通過BIM技術，使施工人員實現整個施工周期的可視化管理和施工模擬，避免管理問題導致的成本抬升。運維階段，項目建筑物的所有信息協調一致，完全可以共享和重復利用這些信息。智慧建造新型建造理念是未來建筑行業發展的大勢所趨，所以這就需要政府及主管部門能夠將BIM的技術應用多加推廣和宣傳，讓相關的建筑行業部門正確認識并理解這項技術對于我國建筑行業的健康發展所具備的高度價值，政府還需要給予相關政策的傾斜，讓各個單位更加積極使用該項技術，力爭產、學、研，單位和政府形成一個合力，共同發展好這項技術。

4.2 制定BIM準則

由于BIM技術應用可以作用于整個建筑行業的各部分、各環節之中，其中的應用模式可以包括建筑物的設計模型、施工單位的建造模型、預制構件模型、工程造價模型、運營維護模型等等。

例如，通過應用BIM技術，西咸空港綜合保稅區事務辦理服務中心項目，工程的計算精度可以無限接近100%，工期的提前率更是能夠突破10%的屏障，還可將成本降低5%。由于該建筑物的總體面積已達到7×104m2，而且其結構大多數都是通過鋼筋混凝土澆筑而成的，并由68條球面曲肋組成一個內球面，其造型和施工難度即使是在國內也是極為罕見的，更是被業界冠以“小鳥巢”的美譽。如此復雜的工程項目，能夠保證完美達到工程質量的目標，BIM技術的應用功不可沒。通過BIM的虛擬仿真來進行計算，在工程未開設之前就已經在電腦里面進行了運算和檢驗，能夠及時根據相關的參數來調整和修改，最大程度消除安全隱患，給工程的施工實施“保駕護航”，從而達到避免風險，降低工程期限，提升工程質量以及保證工程成本的目的。在中鐵二十局集團六公司西空港綜合保稅區項目部還設立一個專門研究和使用BIM技術的部門，確立BIM技術能夠有效地在整個施工環節之中具體應用。

4.3 完善設計和運營的管理

BIM是綠色建筑設計和運營管理的基礎支撐。在復雜工程體系之中采用BIM技術，可以通過該項技術本身具備的優勢，對工程建設時所需要的物理信息進行綜合的分析，這樣可以最大程度把后置計劃提前，有助于建筑師在進行方案設計的過程中，綜合考慮到綠色建筑的要求。在實際工程開始前，首先利用BIM技術進行建模，在系統功能的支撐之下，可以進行自我的檢查、模擬、分析碰撞，最后提交一份碰撞報告，從根本上杜絕資源浪費和工期損失。BIM技術為減少碳排放提供了強力的保障，建筑物建成運營階段，基于BIM模型和互聯網技術，能夠適時分析建筑物的實際能耗，并對其進行有效的分析，解決城市能源浪費問題，節省經濟投入還能夠達到綠色環保目的，構建出綠色環保的智能城市。

4.4 業主方推進智慧建筑的發展

若想讓智慧建筑能夠健康穩定地在我國建筑領域蓬勃發展，那么一定是離不開業主方的推進以及高層管理部門領導的重視。

建立企業級的BIM信息化系統平臺。通過企業級的BIM信息化系統平臺，可以有效整合龐大的數據資料，把項目工程建設的所有數據上傳到該平臺之中，依據系統強大的功能將項目信息的數據進行智能化處理，方便相關的工作人員能夠進行數據查詢和修改，最大程度優化了企業內部的信息管理，提高企業的信息化水平，同時也能夠為企業實現智慧建造打下良好的基礎。與此同時，若想讓系統和技術能夠最大化的實現，培養高素質的BIM人才也是刻不容緩的，基于BIM智慧建造的實施，其中最為關鍵也是相應的專業操作人才。作為業主可以選擇BIM咨詢公司來承擔這個項目的任務，以降低BIM技術應用的投入。但是，BIM咨詢公司往往會在溝通和專業技術支持方面存在一定的滯后，基于這一點，公司需要配備相應的BIM技術人才，才能夠解決這一個問題。培養一個BIM人才隊伍，可以將智慧建造技術貫穿到整個項目之中，不依賴于別人，憑自身來完善各種疑難問題，以高質量的要求、高效率的速度來進行各項工作。

4.5 促進培訓以及試點運行

目前BIM的工作推進，主要的阻力來自于人才的不足。所以，我國的各項工作單位都需要開展針對性的人才培訓。同時，各高校也可以把 BIM技術融入到高校課程之中，以期有效的為我國建筑領域輸送專業的人才，從源頭上解決這一個問題。多途徑、多方式、多領域地開展 BIM應用知識和培訓。高校可以開展 BIM大講堂，各建筑公司也可以通過其他途徑為公司納入一些專業性高的BIM技術人才或者講師來給公司的員工進行項目示范。以試點促進運用，再帶動推廣，不斷提高我國全行業對于BIM的應用水平。

5 結語

建筑業在我國國民經濟之中占據著半壁江山，但是隨著我國人口的提升，以及勞動成本的提高，建筑行業的轉型升級也遇到了根源性的問題，其生產的效率也只是維持在曾經的標準之內，難以實現提高。目前，我國的經濟發展和社會需求存在一定的矛盾，這又導致了建筑行業所獲得的利潤逐年降低，而且隨著工程量增大、工程設計復雜性提升，管理起來是非常困難的。通過BIM技術作用于建筑領域之中，則可以最大程度減小甚至解決這些問題，使得工程項目投資風險、工期、質量、管理效果均趨于穩定。如今低碳生活和智能化生活是導向，采用BIM技術就可以最大程度地保證建筑物進行低耗能、高效率的轉變，進一步研究BIM技術在實踐之中的運用可以有效縮短工期、節省人工與管理成本，為我國建筑行業的發展奠定堅實的基礎。