在绿色建筑背景下BIM 技术在建筑行业的应用研究

张 利 雷 波

广安职业技术学院（638000）

1 项目背景

1.1 政策要求

2016～2020 年，建筑业全面实行BIM 技术信息化；在2018 年“两会”上，高职院校增设 BIM 技术信息课程。在四川省广安市“十三五”规划和学校优质校建设中，绿色建筑专业已被列入重点建筑专业。信息化实践教学则是优质高校培养应用型人才的重要手段。 BIM 技术作为绿色建筑实施的重要手段， 为各项相关信息数据建立建筑3D 模型。 通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，推动传统建筑行业向建筑信息数据发展，提升建筑行业生产效率，降低建设成本。

1.2 区域行业发展

广安市是一代伟人邓小平的故乡，川东渝北地区核心城市，城市人口100 万左右、城区面积达到100 km2。 广安市川东综合交通枢纽逐步建成，与重庆交通圈实现全面对接。 在面临建筑业快速发展、传统二维图纸已经不能满足新型建筑行业的发展，在国家政策的大力推广下，BIM 技术已慢慢渗入广安市建筑行业中。 部分企业已开始探讨摸索BIM技术的运用，进行BIM 人才培养及实施BIM 技术项目。

1.3 BIM 技术的特点

BIM 技术具有信息完备性、关联性、一致性、可视性、模拟性及可出图性等显著特点，可以有效促进工程项目管理水平的提高。

1.3.1 信息的完备性、关联性、一致性

BIM 信息模型除了对三维实体进行直观表达，还包括完整的工程数据信息，即设计信息、施工信息、维护信息以及各个施工工序的逻辑关系等。 所有的数据信息都具有联动作用，在工程项目全生命周期的各个阶段模型信息在变化更新中始终保持一致，实现协同管理。

1.3.2 信息可视性、模拟性、可出图性

BIM 技术能模拟出设计的建筑物3D 模型，能够在工程项目的设计、建造、运行维护各阶段的沟通、讨论、决策中进行可视化，能够模拟出操作的不同工艺和工序过程，进行科学合理部署，进一步优化设计和施工方案。

2 BIM 技术在建筑行业的运用

2.1 设计阶段

传统设计不能完整实现各专业之间的信息数据交互。 利用BIM 系统平台进行协同设计，可使不同专业设计人员通过互联网完成对工程项目的协同设计，也可延伸至运营维护阶段，可以大幅提高项目后期的管理。

2.2 造价管理

BIM 技术在提高造价管理水平以及管理效率方面具有较高的应用价值，主要是通过以下几个方面表现出来的:①BIM 是具有时效性的数据库，可以在整个工程项目周期内实现对相应数据信息的更改；②BIM 具有形象的资源计划功能，可以提出相应的更加具体的造价方案， 对资源进行优化配置，实现对建筑工程项目进度以及成本的动态化监管；第三，有利于实现预算数据的积累和共享，能够缩短计算和核对数据的时间，提高数据的准确性[1]。

2.3 施工阶段

在项目的实施过程中，利用BIM 技术可以进行建筑结构及性能分析、碰撞检查、工程量统计、管线综合布置，从而减少工程项目的变更，降低工程成本，节约工期，提升工作效率。

2.4 管理方面

BIM 技术能够有效增强参建各方之间的互动，实现良好的数据协同合作模式。 但在此种环境中，如何对各参建方职能与责任进行定位，由哪一方负责模型构建、技术软件维护与升级等矛盾都会凸显出来，如果不能得到妥善处理与解决，就会对建筑项目管理产生诸多不利影响。

3 BIM 参与建筑工程的应用模式

从BIM 技术的应用程度来说， 想要BIM 应用贯穿建筑工程项目的整个过程， 较好的应用模式分别为工程总承包模式 （EPC 模式，Engineering,Procurement and Construction）和集成项目交付模式（IPD 模式，Integrated Project Delivery）。这两种模式贯穿了项目的整个生命周期，能最大程度发挥BIM技术的优势。

通过EPC 模式和IPD 模式，整合项目参建各方资源，杜绝项目参建各方各自为战，只考虑各自利益而形成的推倭扯皮， 建立适合在项目推广应用BIM 技术的领导团队，为整个项目服务，真正做到令出一门， 实现整个项目利益最大化[2]（如图1 所示）。

图1 EPC 和IPD 模式的BIM 应用架构

4 广安市建筑行业存在问题及BIM 应用现状分析

4.1 广安市建筑行业存在问题

广安市建筑行业仍属传统建筑模式， 分为设计、招投标、施工、运营等多个阶段，项目周期长，不易控制项目工期，成本较高，项目参与方比较多，容易出现各种关系引起的纠纷。 当前广安市建筑行业运行模式有以下缺点:

4.1.1 信息滞后

当前广安市建筑行业的管理模式组织架构过于臃肿，在保证项目不出原则性错误的同时，难以对建筑行业存在问题作出及时反应，无法按照理想状态应对越来越复杂多变的市场。

4.1.2 效率不高

广安市建筑行业的组织运行模式还是线型组织模式，信息或命令传输逐级分层，资源未得到最大化利用，缺乏核心竞争力。

4.1.3 缺乏同层沟通通道

在线性组织模式中，以串联式传递信息，信息传递路径长、速度慢、导致失去很多机会。

4.1.4 过于依赖从业人员经验

当前建筑工程项目施工管理，对从业人员经验的依赖，远超国外依靠成熟的信息化管理手段和科学管理制度下的项目施工管理模式。

4.2 广安市建筑行业BIM 应用现状

调查发现，目前运用BIM 技术的项目类别主要有:铁路、公路、超高建筑、商业广场和文化中心等大型建筑类别。 BIM 技术应用项目有2/3 集中在决策定位和设计阶段，施工阶段应用BIM 技术的很少或者只是局部应用，没有在施工全过程完整使用BIM技术。

在国家政策的大力推行下，广安市建筑行业各企业及高校，都在大力培养BIM 技术人才，参与各种 BIM 论坛、会议，尝试、接受、运用 BIM 技术。 截至目前，广安市已有两个建设项目尝试运用BIM 技术，与斯维尔软件开发有限公司进行技术合作。

5 BIM 技术在广安市建筑行业的应用措施

5.1 探索综合应用模式，实现数据的集成与共享

BIM 技术的高级、深层次的应用，就是实现建筑工程项目全生命周期各个阶段的 BIM 信息各方实时共享和充分利用，使项目在各个生命周期都能以快、好、省的状态完成项目目标。 目前，广安市BIM 技术运用还处于探索阶段，为促进BIM 技术在广安市建筑行业形成综合应用模式，提出以下措施:

1）借助我国的BIM 技术典型案例，总结经验，通过对BIM 技术的局部应用点和应用价值的归纳，向建设项目全生命周期的BIM 信息数据集成过渡。

2）引进知名的软件开发公司、与从事BIM 技术的相关机构进行合作，主动与我国的一些BIM 技术应用的标志性工程、应用点以及其他行业的先进技术进行结合，理论联系实际，多行业协同探索BIM技术综合应用的模式。

3）开发具有知识产权的、核心的BIM 技术，研究可以进行二次开发的平台软件，实现数据的集成与共享。

5.2 加快BIM 标准的制定，促进BIM 大环境的形成

信息化和标准化是建筑行业转型和发展的重要基础。 目前，BIM 技术的普及已经进入瓶颈期，主要就是因为我国还没有形成一个能够为BIM 技术的应用和发展的大环境。 因此，提出以下几点建议:

1）要促进BIM 技术相关标准的制定与实施，构建我国的BIM 标准体系。对数据模型的内容、格式、逻辑关系、模型交付格式及细化分级等都应有详细的标准规定。 广安市应根据国家标准制定地方行业的标准。 整个标准体系应该包含国家标准，行业标准、地方标准和企业标准多个层次，由地方及各方共同协商，制定符合实际应用的BIM 标准体系。

2）BIM 相关标准的制定要紧扣广安市建筑行业、和企业。 标准只有企业实施产生效益才能够促进行业的发展，推动BIM 应用。 政府可以采用奖励措施， 先鼓励广安市实力较强的企业或引入投资，采用EPC 模式，发挥企业或行业领头作用，带动广安市及时在建筑行业中运用，循序渐进，逐步形成BIM 技术应用大环境。

3）广安市政府可以加快BIM 大环境形成的步伐。 建设规划部门可以在审图机制上进行改变，要求将BIM 三维模型纳入图纸审核当中。 相信，这一规定出台，BIM 技术的应用水平将会大幅度提高。

总之，建筑行业BIM 技术大环境的形成是需要建设、施工、运营、政府以及个人等多方共同努力才能实现的。 希望尽快完成BIM 标准体系的建立和BIM 环境的形成， 推动整个建筑行业的工业化、信息化，真正提高行业竞争力。

5.3 促进项目规划设计阶段的实施，推动BIM 的应用

BIM 建模比较细致，在规划设计阶段就需要作好结构设计。 目前，四川省大部分设计院的前期BIM技术在建筑设计构思过程应用较多，三维协同、结构展示等仍是后BIM 技术的应用。 成都市BIM 全过程管理仅占建筑市场的10%，广安市设计研究院还在尝试阶段，原因是BIM 技术专业化程度较高，工程量大，建一个完整的施工模型需要大量的时间，审图机制又不要求审核三维模型。 在时间和工作量增加的同时，设计费用没有得到提高，设计院就会排斥BIM 技术的应用，导致前BIM 技术的普及受挫。目前，BIM 技术实施的主要障碍是政府不要求、业主不重视、设计院应用得不偿失。 建议政府制定BIM审图机制，带动设计规划阶段BIM 技术的运用。

5.4 建立健全BIM 人才培养体系,形成院校、企业、个人的三维人才培养体系

BIM 技术要在广安市推广应用，前提必须具备BIM 专业化人才。 就目前广安市来说， 缺乏掌握BIM 全面技术的管理人才。 BIM 技术人才的培养，光靠企业在项目需要BIM 技术应用的时候才组织专业人员从头开始内部培养的路线是不可取的。 将BIM 技术人才完全在企业培养，不但企业在人力资源方面投入成本太高，而且培训和试用时间较长。建议在企业人才招聘和培养规划的吋候，就对这方面作为人才的基本技能。 另外，可以考虑专业的BIM技术人才培养转向高校，组建校企联办BIM 技术研究中心，开设BIM 技术的专业课程，或者企业定向委培关于这方面的人才，形成人才梯队，促使行业可持续发展。 广安职业技术学院是广安市唯一一所地方高校，学校已开设了BIM 相关课程，成立了BIM研究团队，在学校自身发展的同时也为广安市建筑行业BIM 技术推行服务。

6 结语

应用BIM 技术对于提高广安市建筑行业能源及资源利用效率具有不可比拟的积极作用，客观上推动广安市建筑行业信息化、持续性发展。 因此，建筑行业相关技术人员积极转变传统工作理念，从根源上认识到应用BIM 技术的必要性、重要性及局限性。 从政府角度来看，应结合广安市建筑行业实际发展情况逐步推广BIM 技术，提倡高等院校及科研机构组织BIM 技术应用于建筑行业的课题研究，鼓励软件企业不断开发适合建筑设计人员工作习惯的配套软件， 确保建筑行业各个方面广泛参与，促使BIM 技术真正意义上落地生根，成为推动广安市建筑行业发展的核心技术之一。