中国BIM协同设计的现状分析

梅苏良?周与淳

摘?要：BIM 是目前全世界建筑业最为关注的信息化技术，欧美发达国家正在强力推动BIM 的研究和应用。BIM被认为是能够突破生产效率低和资源浪费等诸多建筑业普遍存在的问题的一项技术。纵观世界，BIM 已经成为了全世界建筑业发展的主流方向，本文就BIM在中国协同设计的现状进行了简要分析。

关键词：BIM?协同设计?数字模型

中图分类号：TU203 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0004-02

1BIM概念及特点

建筑业作为我国国民经济的支柱产业，与整个国家经济的发展、人民生活水平的改善有紧密的关系。随着经济的快速发展，我国固定资产投资额不断增加，从2005年的88，773亿元人民币增加到2010年的278，140亿元人民币。其中，工程项目是是固定资产投资的主要载体。随着建筑工程项目复杂性的不断提高，设计周期时间的不断缩短，传统的设计方式由于其自身效率低、协同性差、各方配合较差、沟通困难等缺点已经不能满足业主的需要。因此需要一种能解决传统设计方式不足的新设计方法。BIM（Building Information Modelling，建筑信息模型）的出现，在一定程度上解决了以上难题，它提供了一个协同设计、提高设计效率的平台，能够缩短工程项目设计周期，提高设计效率。

BIM概念最初是由美国Autodesk 公司在总结归纳匈牙利Graphsoft公司提出的虚拟建筑（Visual Building）概念和美国Benetly公司提出的Signal Building Information概念基础上于2002 年首次提出，并将其应用到Revit 软件中[1]。BIM是创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程，它是一个包含丰富数据、面向对象的、具有智能化和参数化特点的建筑设施的数字化表示，它的应用会引起整个建筑生产方式的改变[2]。BIM通过计算机软件来形象化、数字化地模拟工程项目中设计、施工和运行的技术，运用3D空间，通过模拟使得设计和施工的合作更加紧密，而在3D模型基础上增加的时间、成本等信息可以将更多维的因素引入BIM模型，从而能够实现项目绩效的最大化[3]。在产品方面，BIM的应用可以改善设计生产环境、提高设计效率。

在设计阶段促进信息共享、各方进行深入的沟通交流是BIM设计阶段的又一特色。传统的设计方式由设计方在脑中设计出建筑的3D模型，将该3D模型A转化为2D模型A，得出CAD图纸，然后将2D模型A的图片发送给承包商，承包商将该2D模型A转换成方便自己理解的3D模型B，加入自己的设计意图经修改后再将3D模型B调整为2D模型B，与设计单位发送过来的2D模型A进行比较，找出异同，再与设计单位进行交流（如图1），这就极大地减慢了沟通和变更设计的效率[4] [5]。在整个过程中，有很高的概率出错，造成施工阶段的停工，返工，浪费了许多不必要的资源。而运用BIM，设计阶段将承包商、设计单位等相关单位紧密联合在一起，提高了业主和其他参与方对设计过程的参与程度，共享全部信息，这样做不仅可以节约工期，而且设计成果的价值与传统方式相比得到了很大的提升[6] [7]。

2BIM应用现状分析

协同设计是当今工程建设领域经常被提到的一个概念，它是指一种基于网络的设计沟通手段及设计流程的组织管理方式，包括：通过CAD文件之间的外部参照，使得工种间的数据可视化共享；通过网络信息与视频会议等方式，使得各个设计团队内的成员可以跨部门、跨地域、跨国界讨论设计方案、研究设计变更、进行成果交流；通过建立网络资源库，能够使所有设计者获得统一的设计标准，设计成员通过对网络管理软件的应用，保证了成果的及时性和唯一性[8]。

如今BIM理念正逐渐被我国建筑行业所知晓，国内先进的设计公司、建筑公司纷纷成立BIM技术小组，如中国建筑设计研究院、中国建筑科学研究院、中建国际建设有限公司、上海现代设计集团等等。这些集团或公司花费了很大的人力、物力、财力研究BIM，将BIM应用到自身的工程项目中去。判断一个工程设计是否运用了BIM并不是看其设计图纸是用2D或3D显示，而是其设计阶段是否使用了以BIM技术为理念的专业软件，如Autodesk Revit系列，Benetly Building系列、ArchiCAD等专业BIM软件。合理有效运用这些软件才能更好的实现协同设计的初衷，高效率高质量地完成设计任务。我国目前BIM专业软件的开发尚处于初级阶段，只有中国建筑科学研究院设计开发的PKPM、北京广联达和上海鲁班等一些大型公司开发的造价管理软件。

除了专业BIM软件的应用外，咨询公司与工程项目参与方也对BIM协同设计的成败起着重要的作用。BIM专业咨询公司为工程项目提供技术支持和管理服务，以专业化的角度指导设计团队中的人员，提高工作效率，促进各部门之间人员的沟通与交流，及时解决出现的各类问题。工程项目参与方特别是各方负责设计的人员对于BIM协同设计的理解是影响设计结果好坏的关键因素之一。如果工程设计人员拥有良好的BIM知识与协同设计的经验，那么设计成功的几率将会很大。相反，如果设计人员是第一次接触协同设计与BIM，那么设计成果很可能费时又费力，得不到理想的成果。因此在平时打下良好的基础是十分重要的。我国目前只有一些大型设计院在尝试着适用BIM技术进行协同设计，如沈阳建筑设计院在2005年开始使用Revit Architecture进行协同设计；2010年中国建筑设计研究院的敦煌游客中心项目使用的BIM进行协同设计等等。但是国内绝大多数中小型建筑公司尚没有引入BIM技术，进行设计工作时仍然使用传统的AutoCAD进行平面设计。

全国高等院校与研究机构是研究BIM技术与推动BIM技术与协同技术结合的重要力量。通过研究，高等院校与研究机构梳理出一套成熟的应用体系与理论方便建筑实业界的人员使用，已使得BIM技术在国内建筑行业快速普及。但与国外高等院校积极将BIM技术纳入课程体系不同，国内大多数高等院校并没有引入BIM的相关课程，而研究机构对BIM的研究与推广工作做的还很不够。因此他们在深入介绍BIM的核心理念与相关技术方面仍需努力。

3BIM在国内应用存在的问题

运用BIM技术的协同设计与传统的设计方式相比，拥有很多的优势，但在国内的应用却并不广泛，究其原因，有以下几点：

3.1 BIM技术难度大，需要进行长时间的培训

目前国内设计单位绝大多数仍然在使用AutoCAD进行2D图纸设计，经过多年的使用，积累了丰富的经验与技术，应用起来比较成熟。用BIM技术代替AutoCAD技术进行3D协同设计，需要团队设计人员从根本上转变设计理念，从2D设计转变为3D设计，从相对独立的设计转变为协同设计，思维定势的转换比较困难。且设计人员熟练理解BIM理念并掌握BIM相关软件的应用需要大量的资金与时间成本的投入，从开始应用BIM技术的协同设计到熟练掌握需要一定的时间，这些都阻碍了BIM技术在中国的推广[9]。

3.2 风险程度高

我国的工程建筑设计普遍存在着设计时间短、施工周期紧张的问题，初期运用BIM技术的协同设计势必会存在技术障碍，可能导致无法按时高质量完成设计任务，失去市场份额。因此应用BIM技术对于工程建筑设计公司具体较大的风险。很多公司为了规避此类风险，没有引入BIM技术进行协同设计。

3.3 相关机制不到位

目前很多城市公开招标的工程项目仍然要求设计单位以AutoCAD制作的2D图纸上交设计成果，无形之中减缓了BIM技术在中国的发展。通过业主对BIM技术的需求不多，国家相关标准的不完善也阻碍了BIM技术的推广。目前中国很多业主仍然对缺乏对BIM技术的基本了解，只有一些特定业主在设计高端建筑时才要求设计方必须使用BIM技术进行协同设计。此外相关部门缺乏特定的机制鼓励业主多使用BIM技术进行协同设计。

3.4 缺乏相应的软件支持

由于目前市场上比较成熟的BIM专用软件都是由国外企业生产的，国内企业在BIM软件的开发上处于刚刚起步的位置。而国外企业由于各种原因不可能对国内的设计单位提供长期的稳定的软件技术支持，国外企业设计的BIM专用软件也没有考虑到国内建筑行业的特点，因此这也限制了BIM技术在中国的发展。

在一些发达国家，以Autodesk Revit为首的BIM软件已经在各个建筑公司于设计公司普及使用。目前北美建筑行业有超过一半的设计公司在使用BIM或与BIM相关的工具。BIM已经广泛应用于房地产开发、高端住宅、商业建筑。应用BIM技术的协同设计，大大缩短了设计周期，提高了设计成果质量，更好的满足了业主的要求。我国建筑市场份额巨大，但是BIM技术的应用刚刚处于起步阶段，因此还需要各方努力，推动BIM技术在中国的发展。

参考文献

[1]岳杰.BIM技术及其在建筑设计中的应用[J].四川建材，2011，37（5）：270-271.

[2]王广斌，张洋，谭丹.基于BIM的工程项目成本核算理论及实验方法研究[J].科技进步与对策，2009.

[3]Reece F. Shaw.Integration of Container Terminal Design and Construction with Operation to Reduce the Project Delivery Cost and Shorten the Schedule[J].Ports，2010：1088-1097.

[4]Franklin D Lancaster， John Tobin. Integrated Project Delivery：Next-Generation BIM for Structural Engineering[J].Structures Congress，2010.

[5]张建新.建筑信息模型在我国工程设计行业中应用障碍研究[J].工程管理学报，2010，8（4）：387-393.

[6]Patrick J.OConnor， Jr. Integrated project delivery： collaboration through new contract forms[M]. 2009.

[7]王广斌，张洋，姜阵剑，等.建设项目施工前各阶段BIM应用方收益情况研究[J].山东建筑大学学报，2009（10）：438-442.

[8]姚远.BIM协同设计的现状[J].四川建材，2011，37（1）：193-194.

[9]张春霞.BIM技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究[J].建筑经济，2011，9：96-98.