BIM理念和技术的应用探索

◎ 山东省枣庄市建筑安全监督站 刘秋宏

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的简称，是以三维数字技术为基础，将建筑工程生命全周期内的各种相关信息加以整合的全新设计模式，是工程项目信息的集成化管理系统。这一概念最早由美国Autodesk公司在2002年提出，后来逐渐扩展到欧美、日本、新加坡等发达国家。

一、BIM应用的社会背景

BIM 作为一种创新性的建筑设计、施工和管理方法，通过对项目流程的有效整合，提升效率、降低风险，同时减少对环境的影响、实现绿色的可持续设计。BIM 在复杂性形体的创建与加工中的优势,也为设计带来了更多的可能性。

BIM是建筑业的信息革命，它作为一个重要项目，已经被列入我国科技部“十一五”期间国家科技攻关计划。住房和城乡建设部在《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中提出：“十二五”期间，要“加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用”。此外， BIM作为当今建筑界整合设计的一种全新方式 ，已被国际建筑师协会（UIA）作为建筑师职业实践政策推荐导则之一在全球推广。

BIM 技术日渐成为行业发展的风向标，越来越多的企业积极参与研究、应用与推广。同时，BIM理念和技术的多领域应用和多渠道传播，使其社会需求度和关注度也不断提高。

二、BIM国内外应用状况

根据美国麦格希（McGraw-Hill）的报告，作为BIM概念的发源地，2007-2009年，美国的BIM用户从28%增长到48%；2010年欧洲的BIM用户则达到了36%，加拿大为48%。在美国的一些大型商业设计企业，BIM的普及率更是达到了80%以上。

在中国，除了开发企业、软件供应商外，设计机构是 BIM 研究的重要组成部分，也是BIM 应用的主体，许多设计单位已有相当数量的项目实践。

尽管在规模效益尚未形成之前，BIM 的初期投入比较大，但随着 BIM规模和熟练度的提高，很多企业感受到了 BIM 所带来的独特价值，并从初期的研究阶段，逐步进入到更大规模的推广与应用之中。2009年举行的全国建筑BIM设计大赛，全国共递交作品48件，2010年增加到了150余件，2011年更是达到了200件。近年来，山东省也在文化中心等项目中不断推广应用BIM技术。

三、BIM应用创造社会价值

BIM提供虚拟建筑模型，从设计团队传递到承建的营造方再到业主，可以在各个阶段添加各自专业的信息，更新、追踪变更，维护共同、单一的模型。

（一）BIM应用对建筑本身的影响

在设计阶段，应用BIM技术，可以通过对建筑物不同方案的性能做出分析、模拟、比较，从而得到高性能的建筑方案；加强BIM协同设计，可以改变设计沟通方式，减少“错、漏、碰、缺”等错误的发生。提高设计产品质量；同时BIM三维数字设计可以提高参数化、可视化和性能化设计能力，为设计施工一体化提供技术支撑。

在施工阶段，BIM技术的研究与应用，可以推进BIM技术从设计阶段向施工阶段的应用延伸，降低信息传递过程中的衰减。通过BIM技术配合施工，可提前发现管线、设备、结构、建筑之间的冲突情况，并及时解决，从而减少施工错误、节约施工工期、提高施工效率。基于BIM技术的4D项目管理信息系统在大型工程施工过程中的应用，可以实现对建筑工程有效的可视化管理。

在运营和维护阶段，通过BIM模型和 CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）模拟仿真技术，可以预测各类能量负荷变化，制定相应的能源方案，降低建筑的能源消耗，提高能源的利用效率。

同时，各种专业信息的积累还可以为建设项目的改建、扩建、交易、拆除、使用及政府行为管理等服务。

（二）BIM应用对产业转型的推动

随着社会的进步和行业竞争的加剧，公众对建筑设计有了更多的期望和更个性化的需求；国家节能减排、经济发展方式转变等决策的实施推广也对建筑业提出了更高的要求。目前，整个设计行业的焦点从技术应用转向流程再造，而应用工具也相应调整以支持这种转变。

推进BIM技术、基于网络的协同工作技术应用，可以提升和完善企业综合管理平台，实现企业信息管理与工程项目信息管理的集成，促进企业设计水平和管理水平的提高。

BIM 的理念和技术作为信息传递的平台，将各个环节、工种有机结合成为一体，优化了设计程序，助推了设计产业升级。

BIM 的广泛应用也吸引了更多有才华的年轻人进入规划、设计行业，有助于行业竞争力的提升，成为促进产业转型、升级的必经途径。

（三）BIM应用对建设节约型社会的贡献

建筑物的性能基本上是由设计决定的。设计虽然只使用了5%左右（国内2%）的建设成本，但却决定了70%的建造成本。BIM技术应用可以提高设计质量及建筑物性能，减少错误、缩短工期、降低成本。

根据美国Standford的设施工程整合中心（CIFE）对32个采用BIM的项目进行分析得出，BIM应用使未列在预算中的变更量减少40%以上；将建造成本估算误差控制在3%以内；成本估算所需时间缩短80%；因事前冲突检查而节省10%的合同金额；平均工期缩短超过7%。香港房屋署从一些示范项目的数据分析得出，在应用BIM理念较为成熟的建设项目中，总造价可降低25%-30%。

另外，通过 BIM 系统沟通，在设计之初将建筑过程和本身对环境的影响、能源的消耗和有效利用充分考虑在内，实现建筑与环境的长久和谐；加强对成本、进度计划以及质量的直观控制，协调整合各种绿色建筑的设计、技术和策略，实现不同合作单位的无缝协作，有效规避人力、资本和资源等不必要的浪费。BIM技术应用对建设节约型社会、和谐社会具有相当的积极意义。

（四）BIM应用对城市精细化管理的促进

目前，国内外大中城市都在持续创新管理手段，努力提升市政公用事业服务质量，保障城市安全运行和健康发展。BIM技术对城市管理者的意义在于，通过在数字化城市管理模式中的应用，将数字化城市管理平台功能向地下管线、城市安全等领域拓展和延伸，有效应对城市消防、城市内涝、城市交通及其他突发事件等多种问题，为可持续性发展管理等提供预案。BIM技术在城市建设、管理及运营服务过程中的广泛应用，有助于推动“数字城市”向“智慧城市”的飞跃。

（五）BIM应用对人们生活福祉的提升

BIM技术应用，使得建筑设计可视化程度大幅提高，能够提供给业主和广大市民直观、鲜活的视觉体验，使得人们对居住环境日益提高的个性化需求成为可能。BIM技术带来设计质量的提高，建筑物性能和住区环境的完善，市民的居住环境和居住品质有了明显提升。BIM技术的应用间接推动了人们生活水平的提高，创造了社会福祉。

四、BIM应用的推广建议

（一）政策支持

给予BIM应用以适当的鼓励政策。比如，政府项目、大型项目的设计和建造过程中，强制应用BIM相关技术；对使用BIM技术的项目予以审批上的优先或提速等等。

可以借鉴的是，在新加坡的BIM五年规划中，新加坡住建部（BCA）从2010年起建立6百万新币的基金，用于投入BIM先行者，涵盖培训、咨询、软硬件等，到目前为止70%的金额已经投放到位。从2012年起，政府公共部门的项目强制应用BIM技术进行设计及建设。

（二）标准引领

针对目前BIM 相关标准缺失的状况，尽快出台技术推广的指导性意见；相关的国家标准和地方标准，包括软件标准、技术标准、交付标准、取费标准等。一方面鼓励和支持行业先进单位的技术进步和创新；另一方面规范不正当竞争，为BIM技术的推广和转化保驾护航。

（三）市场推广

组织相关机构搭建行业BIM信息库，统一标准；搭建网上平台，实现数字信息的共享；组织行业内交流、行业间交流，特别是设计方与建设方、施工方、建材商、设备商等的交流，强化市场推广。

（四）项目示范

在不同性质、不同区域的新建筑规划、设计与建造全过程中，试点BIM技术应用，突出示范效果。尝试BIM技术应用与优秀项目设计评选、设计招投标等日常工作的结合，扩展示范途径。组织相关项目的汇报、展示、展览、研讨等，扩大示范效应。

（五）重点应用

加大BIM技术在重点地区、重点工程中的应用。在绿色建筑、轨道交通、大型公建等工程中，多渠道、多层面推广BIM技术应用；通过政策倾斜，加大BIM技术在公租房等民生工程中的应用力度。另外，将BIM技术推广与“数字城市”建设结合，建立数字城市模型作为城市管理的有效手段，引领城市建设信息数字化。