BIM在建筑全生命周期的应用实践流程探索

颜勤

（重庆建筑工程职业学院，重庆400072）

BIM在建筑全生命周期的应用实践流程探索

颜勤

（重庆建筑工程职业学院，重庆400072）

该文针对BIM在国内目前建筑全生命周期应用中存在的问题着手研究，提出解决问题的重点在于合理利用BIM在各阶段进行设计、工作和管理，总结了规划、设计、施工和运营阶段中的关键问题与难点，将BIM全生命周期工作流程这个核心能力落实到建筑项目的实践中，以期在项目的实践中推动BIM技术在国内建筑领域的广泛应用。

建筑全生命周期；BIM；设计流程；实施应用

基金论文：该论文为重庆市建设科技计划项目2015年重大课题“装配式住宅建设关键技术研究集成与示范”（项目编号：城科字2015第（0-1）号）论文之一。

0　引言

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling），它是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。随着我国城市建设的加速推进，建筑工程中的BIM技术得到了一定的发展，但仍需要借鉴和学习建筑全生命周期的实践应用经验，实现对我国快速城镇化过程中建筑工程项目BIM技术应用的科学引导。住房和城乡建设部于2011年5月印发的《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》通知要求：“十二五”期间，基本实现建筑企业信息系统的普及应用，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。推进BIM技术、提升和完善企业综合管理平台，积极探索项目全生命周期管理技术的研究和应用，实现工程全生命周期信息的有效管理和共享。《建筑工程信息模型应用统一标准》编制组对我国工程建设行业软件应用现状的分析，把BIM的核心能力归纳为三个部分：信息共享能力、协同工作能力、专业任务能力，其中协同工作能力是BIM应用过程中的方法和管理能力，包括与传统方式不同的流程优化、辅助决策等［1］。

1　建筑全生命周期各阶段的应用流程

建筑全生命周期协同设计是一种新的建筑设计方式，它可以使分布在不同地理位置的不同专业的设计人员通过网络的协同展开设计。这种设计方法与BIM的优点不谋而合，建筑全生命周期的BIM设计流程需要有整体的高度与总体的视角。BIM的协同设计是在当前建筑业技术发生深刻变化、建筑的传统设计方式必须得到改变的背景下出现，同时也是数字化建筑设计技术与快速发展的网络技术相结合的产物［2］。协同化设计流程是一个过渡阶段的产物，并没有脱离传统“方案—初设—施工图—项目交底”的设计流程，而是在此基础上进行了技术上的深化、拓展与扩充。协同设计的各个责任方、参与方与潜在参与方都能在建筑全生命周期的各个阶段进行沟通、参与、协同工作中发挥作用，详见表1。

表1　建筑全生命周期各阶段参与方

1.1BIM在规划阶段的实施流程

1.1.1编制协同设计手册（图1）

在运用BIM前编制企业级的BIM协同设计手册，可保证一种新的工作制度实施有据可依。协同设计手册主要内容可包括BIM项目执行计划模版、BIM项目协同工作标准、数据互用性标准、数据划分标准、建模方法标准、文件夹结构及命名规则、显示样式标准等内容［3］。

1.1.2项目前期分析

在设计初期，建筑设计方根据框架目标，能够利用BIM进行一系列的前期分析（如日照、采光、通风、能耗等），通过系统的分析明确项目的各方面特征，帮助开发商或政府部门作出最优的项目决策，实现收益与功能合理的双丰收。

1.1.3方案概念设计

由建筑设计方与业主沟通确定建筑的概念方案，绘制适应场地地形条件、具有地域文化特征建筑的总体模型造型意向。设计方能采用BIM的功能为政府部门、业主方、公众提出科学切实可行的方案构想，以协调各方的需求。

1.2BIM在建筑设计阶段的应用流程

1.2.1制定执行计划

执行计划的模版是企业级BIM协同设计手册中一项重要内容。用BIM做项目的工作要求比较高，需要的资源也较多，所以必须充分考虑本设计院的具体情况，预见项目实施过程中的难点与关键点，规定协同工作的具体内容，才能保证项目的顺利完成［3］。

1.2.2项目样板建立

在业主方认可前期方案时，可由项目团队负责人牵头拟定协同工作的项目样板，以CAD图纸处理和项目文件准备为基础，分别建立适用于各个专业的项目样板，详见图2。

图2　设计阶段BIM流程

图3　柱子与管网的碰撞

1.2.3工作分配各专业建模

由建筑师首先利用BIM进行建模，并将建筑的基本参数输入到BIM的三维模型中。根据BIM模型预估具体设计工作的工作量并进行工作分配。建筑、结构专业按楼层划分，MEP专业有的按楼层，有的按系统划分。模型建好后交由结构工程师、设备工程师等设计人员，在这同一个三维信息模型下采用同步同时的工作模式，实现设计技术自身的协同，减少各专业之间二次对接时图纸间出现的“错漏缺”现象，达到BIM设计阶段的协同。

1.2.4碰撞检查各专业沟通

在建筑模型整合后，所有项目相关信息都能在一个平台上管理使用。建筑设计方、结构设计方、设备设计方在阶段成果的模型上进行碰撞设计检查，核对BIM模型中存在的冲突问题并及时解决（图3、图4）。当碰撞检查进行到一定阶段时可以召开会议，通过各方及时沟通，共享信息数据，减少不可预见问题的发生，各方持续的反馈使问题得以尽快解决，提高工作效率。各专业信息的共享，各司其职，建模、沟通、协调、修改，最终把BIM模型建成。

1.2.5与业主方沟通完成设计成果

当模型汇总完成后，建筑设计方将阶段成果与业主方进行会议沟通，通过会议反馈业主方的意见修改建筑设计，同时与各专业对接沟通。建筑设计方、结构设计方、设备设计方在统一的制图标准下，利用BIM完成最终的设计方案，进行方案的报建与交付工作。

1.2.6完成初步设计与施工图设计

在施工图深化阶段，利用参数化构件组成的模型修改，可以省去建筑方案设计与后续设计（如初步设计、施工图设计）之间繁重的重绘工作，避免设计各环节脱节，便于根据实际工程要求对原方案的梳理及修改工作。

1.2.7预制加工

在设计完成后与项目施工前，材料供应商可根据BIM大量的参数化表格供应所需设备和构配件、建筑材料等，保证整个建设项目的质量、进度、成本等目标［4］。此时可以提前做好PC构件的预制加工，帮助实现建筑构件的直接无纸化加工建造，取得预期的经济效益和生产目标。

1.3BIM在施工阶段的应用实施

1.3.1施工进度计划

业主方在施工阶段的前期，将BIM模型交给项目经理进行工期的计划，并预估施工成本，对施工方案可行性进行论证。施工单位根据现有的技术、经济、管理能力，制定经济合理的施工方案，将BIM模型和计划进度进行数据集成，以实现BIM基于时间维度的4D应用。

1.3.2施工进度检查

在施工阶段，施工方可根据项目实施的过程，使用BIM进行进度控制与检查（图5）。同时运用BIM进行碰撞检查，避免在施工过程中才发现问题返工造成经济损失，同时也延误工期。

图5　碰撞检查优化前后对比图

1.3.3施工质量管理

监理单位可通过BIM可视化模型充分了解业主方的建设意图，了解建设工程最终目标，协助业主方对整个工程进行质量管理、进度管理、成本管理、信息管理，利用BIM做好各参与方之间的协调［4］。施工方也能利用BIM模型的可视化特征与设计方、施工工人进行及时的沟通交流，从而解决部分施工工人不懂图纸的问题。

1.3.4项目成本控制

同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息，BIM可以方便地提供工程量清单、概预算、各阶段材料准备等施工过程中需要的信息，BIM模型包含建筑的材料信息、工艺设备信息、成本信息等，这些信息可以用来进行数据分析［5］。可根据BIM模型进行建筑项目的成本预算，并进行成本控制。

1.4BIM在建筑运营阶段的应用

1.4.1三维模型数据库的运用

设计完成后，利用BIM包含建筑工程从设计、使用直至建筑使用周期终结的所有信息参数，这些信息始终建立在一个三维模型数据库中，业主、施工单位及政府管理部门都可基于这个统一的模型协同工作［6］。

1.4.2使用情况的科学管理

建筑在投入运营使用阶段，BIM可同步提供有关建筑材料的厂家信息、材质信息、建筑使用情况或性能、入住人员与容量、建筑已用时间以及建筑财务方面的信息。帮助开发商与业主方对项目进行科学的管理，从而实现建筑全生命周期的连贯性。

2　结语

在建筑全生命周期中合理应用BIM进行工作与设计，既是实现BIM的最大优势之处，也是建筑行业全新的实践经验。通过各参与方的配合，在建筑全生命周期的各个阶段，参与方都能够获得直接或间接的效益与效率。它使设计在工程的建设过程中更显现其主导作用，同时也对施工方及施工过程产生实际的作用，BIM的全生命周期应用能力使工程项目信息得到更好地创建、共享，实现了项目的全过程管理。项目的统筹管理，实现BIM在各阶段、各专业间的协同应用，实现横向打通，是未来研究和应用的关键。

［1］何关培.中国BIM标准个人思考（二）［J］.土木建筑工程信息技术，2013（4）：107-112.

［2］过俊.BIM在国内建筑全生命周期的典型应用［J］.建筑技艺，2011（1）：95-99.

［3］EvilGao.协同化设计［EB/OL］.［2014-02-07］.http：//blog.sina.com.cn/s/ blog_709743370101ji01.htm l.

［4］孙悦.基于BIM的建设项目全生命周期信息管理研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011.

［5］樊则森，李新伟.装配式建筑设计的BIM方法［J］.建筑技艺，2014（6）：68-76.

［6］陈宇军，刘玉龙.BIM协同设计的现状及未来［J］.中国建设信息，2010（4）：26-29.

责任编辑：孙苏，李红

Application Practice Procession of BIM Technology in Building LifecycleManagement

This paper conducts studiesbased on theproblemsin theapplication of BIM in building lifecyclemanagement.It ispointed out that the key to resolve these problems liesin the rationalutilization of BIM ateach stage to design，work andmanage，w ith thekey problemsand difficulties summed up in planning，design，construction and operation phases.It is considered thatBIM building lifecyclemanagement，the key competence，be adopted in construction projectsin hopeof promoting thew ideapplication of BIM technology in domestic construction field.

building lifecyclemanagement；BIM；design flow；imp lementation and app lication

TU 18

A

1671-9107（2016）08-0013-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2016.08.013

2016-07-06

颜勤（1986-），女，重庆人，研究生，讲师，主要从事建筑技术理论与方法、城乡规划、城市灾害防治及建筑公共安全设计理论与技术等领域的科研、教学及工程实践工作。