新常态下工程实践的变革与发展

文｜本刊记者 陈昕

2014年，中共中央、国务院印发了《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》（以下简称《规划》），《规划》明确了未来城镇化的发展路径、主要目标和战略任务，统筹相关领域制度和政策创新，是指导全国城镇化健康发展的宏观性、战略性、基础性规划。新型城镇化建设必将成为建筑行业长期发展的新机遇。根据中国经济发展的潜力和中国人口增长的综合分析，到2020年，中国的城镇化率将提高到60%左右，这意味着城镇化率预计以年均1%～1.5%增速。从近十年城镇化率的增速与建筑业产值增速的联系看，城镇化率每推进1.5个百分点，约能拉动建筑业产值增长近20个百分点。从长期视角来看，城镇化的持续推进将继续为建筑行业经济增长带来巨大市场空间，而新型城镇化的发展，更将促进我国建筑行业发展质量的提高。

信息技术作为推动行业发展的关键技术，已经成为建筑企业提高核心竞争力的有效手段。对于建筑行业而言，应用建筑信息模型在设计阶段可以保证交付质量，大幅度提升设计效率，便于施工阶段的后续修改；在施工阶段则可以节约成本、保证项目质量、加快工程建设进度。可以说BIM是一门技术也是一种手段和工作方法。

建筑业信息化新态势

BIM技术的发展恰逢我国社会结构、行为活动包括生产方式正发生巨大的变革。2015年6月，住房和城乡建设部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，明确提出推进BIM应用的发展目标，即“到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。到2020年末，以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%：以国有资金投资为主的大中型建筑；申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。”

2016年9月，住房和城乡建设部发布《2016－2020年建筑业信息化发展纲要》（以下简称《纲要》），对“十三五”期间，建筑业信息化进程做出全盘规划。《纲要》明确提出，“十三五”时期，全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展，形成一批具有较强信息技术创新能力和信息化应用达到国际先进水平的建筑企业及具有关键自主知识产权的建筑业信息技术企业。《纲要》也指出了企业信息化、行业监管与服务信息化、专项信息技术应用以及信息化标准四大主要任务。总结出来就是协同设计、集成数据、技术和知识管理。

各地地方政府也出台了相关措施，北京、上海、深圳等地纷纷出台一系列政策鼓励BIM的应用发展。2014年至2016年，上海市相继发布《关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见的通知》、《上海市推进建筑信息模型技术应用三年行动计划(2015-2017)》、《关于进一步加强上海市建筑信息模型技术推广应用的通知》等一系列政策，通过分阶段、分步骤的推进计划，实现BIM技术的全面应用。深圳市则提出利用建筑信息模型搭建政府与市场之间沟通和监管的桥梁，同时在建筑全生命周期内要求政府工程把项目每个阶段的信息按照标准体系进行规范存储、分享和决策。从表面上来看，这些都是政府要求，实际上这些恰恰是市场要求，因为在技术创新、文化创新的信息化时代，人们对建筑提出了更高的要求，这些要求需要利用信息技术来进一步实现。

与此同时，建设方也在积极整合各个领域的建设资源进行集成和优化，比如说中国尊的超高层BIM技术应用就是典型科技引领的施工方法，这要求施工方法要有所创新，从而使BIM技术能够完全支持。应用BIM还可以做很多其他工作，例如模型制作、性能模拟、技术研发等；施工企业也可以在智能管理、信息化风险等领域利用BIM进行多种尝试。

大型工程设计的新实践

BIM技术的发展历程可以分成四个阶段，第一阶段是2D的数字化，第二阶段是2D到3D，第三阶段是数字模型的信息化协同，目前正在步入第四阶段，即协同信息的数据互用共享和向系统集成发展。

如今，很多重要工程的设计都已经全面应用了BIM，这样的例子不胜枚举。中国唯一建设在海岛上的歌剧院——珠海大剧院，该项目主打的是三维协同和方案比较，对于珠海大剧院这样复杂体型的项目，在方案阶段应用BIM为项目的各个相关方都带来了巨大的支持，提高了各方的工作效率。绍兴体育场项目主要是BIM在钢结构上的应用，从设计到控制，通过参数化的设计方法有效地节省了用料量。在历史街区的改造项目中，BIM也可以担当重任，BIM跟GIS技术相结合作为设计依据，通过地形云数据库获取GIS和三维地形数据，从而生成三维地形模型。丽泽SOHO项目也应用了BIM技术，这一项目从方案创作到定位、结构计算再到建筑系统的整合都应用了BIM技术，这也是我国非常重要的项目之一。首都新机场项目也全方位采用了BIM技术，一是智能化土建单元，比如说项目有很多重复的机房、卫生间、楼电梯间，项目团队用BIM技术进行专业和智慧的集成。二是屋面采用衍生设计的方法，用600多条约束形成边界条件，通过数字化的方法完成了几何的控制，包括遮阳、保温等都可以达到项目预期效果。

在施工阶段，BIM技术的应用可以有效地提高工程的可实施性和可控制性，减少过程的返工。应用BIM技术可以支持建筑环境、经济、施工工艺等多方面的分析和模拟，实现虚拟的设计、虚拟的建造、虚拟的管理以及全生命期、全方位的预测和控制。例如，施工单位在正式施工之前利用BIM审图软件进行各专业设计的碰撞检查，提前发现设计问题，避免后续的变更。同时，在BIM模型上附加预算信息和进度信息，形成4D或5D的BIM模型，通过专业软件实现施工过程模拟，优化方案，协调资源，提高工程项目的可实施性。

BIM在工程价值体系中的新定位

历经十几年的发展，目前BIM技术在项目某一个点上的应用可谓炉火纯青，例如，利用BIM设计模型，进行二次深化设计、碰撞检查以及工程量计算等。但如何系统化的在项目全生命周期中使项目各相关方共同使用BIM技术，是眼下整个建筑行业都面临的问题。同时，数字化、信息化不仅仅对建筑行业带来变革，也对其他行业的未来发展带来更多可能。建筑企业需要思考如何利用信息技术增强企业的核心竞争力，并进行不断创新，这其中包括技术创新、业务形式创新以及盈利模式的创新等多个方面。

在设计过程中，图纸上有标准和各种各样的接口，建筑设计企业希望与建设项目的相关方配合，与施工、运维、产品、项目管理等多个单位协同工作。同时希望在设计阶段就完成新技术、新产品、新工艺的集成，从而利用BIM技术支持建筑设计企业在专注主业的同时搭建可视化的数字集成平台，协调好相关各方的工作。

对于建筑设计企业而言，过去是建模咨询，现在建筑设计院通过BIM技术提供IT信息的一体化解决方案，由产品向服务转型，今后可能还要向全生命周期的共享互动、协同集成转型。北京市建筑设计研究院有限公司（以下简称“北京院”）在2012年成立了BIM研究所，在施工、运维阶段尝试应用BIM技术；随后，北京院成立了数字设计与建造工程技术中心，目前则根据信息技术和行业特点搭建云平台，希望云平台能够实现设计师、数据等相关资源的共享，同时通过云概念、大数据概念使工程建设领域的各方能实现数据共享。北京院对BIM技术的应用已经具有了一定深度，尤其是在解决项目所面临的特殊问题方面，随着遇到的大量不同项目和问题，解决问题的经验积累将会日益增多，从而逐步形成一整套带有北京院特点的BIM设计方法，也由此形成北京院新的技术实力。

无论是对北京院还是其他建筑企业来说，探索不同类型项目的BIM应用，找到BIM技术对项目全生命周期的效力和效益，让BIM技术良性可持续发展，是整个行业的重要课题。BIM技术不仅基于三维数字化参数模型，它的核心是在整个建造过程中各参与方实现基于统一的模型进行信息交换和共享。提升不同专业间、不同参与方对项目的协同能力。BIM技术也为建筑企业带来更多的可能性，在互联时代，基于互联网的BIM可以把各个建筑企业甚至是不同行业的生产流程进行连接，为日后的协同与集成奠定基础。

BIM的协同与集成应用触发了建筑设计、建造和运营的深层变化，也从根本上调整建筑行业的基本技术体系。BIM的协同与集成应用势必将促生符合信息时代特征的行业组织和运营机制。