浅析欧洲部分国家园林BIM标准化现状及对我国的启示

文/曹翕伦

（中国城市建设研究院有限公司）

1 BIM与标准化

近十年以来，建筑信息模型（Building Information Modeling，以下简称BIM）在国际建设领域广泛应用，其工作协同、信息共享、参数化分析及模拟仿真等功能极大提升了建设工程项目的效率及质量。而今，得益于5G、物联网等信息化技术的迅猛发展，实现真正意义上的BIM工程项目全生命周期管理正逐渐成为现实，但也面临挑战：市场上BIM软件种类繁多，模型文件格式间存在壁垒。在信息传递时，极易出现信息丢失或错误问题，增加处理成本。此外，要充分发挥BIM信息共享、协同工作的优势，也必须明确统一信息传递的角色、步骤及内容精度等工作流信息，做好不同项目阶段、不同项目成员之间的信息交换。这就需要建立覆盖项目全生命周期的信息管理标准，为各参与方应用BIM工作提供规范。

在国际层面上，国际标准化组织(International Organization for Standardization, ISO)建筑和土木工程标准化技术委员会TC59下设附属委员会SC13，专门负责BIM信息管理相应规范的制定和维护。2018年底，该委员会在英国两项国家标准的基础上编制发布ISO19650-1和ISO19650-2，为BIM在项目全生命周期各阶段的信息管理提供概念框架，包括信息交流、存储、人员组织及管理流程等各方面内容。此外，国际BIM标准化组织建筑智慧国际联盟（buildingSmart）也制定了多项BIM标准、技术报告及技术规范。buildingSmart所制定的标准主要包括工业基础类别（Industrial Foundation Class，IFC）、国际字典框架（International Framework for Dictionaries，IFD）及信息传递手册（Information Delivery Manual，IDM）三类（图1）。其中IFC是一套支持多种BIM文件类型的开放式数据模型格式。当各类BIM文件因软件平台不同无法直接交换信息时，就可以通过这一标准格式进行交换及长期存储。IDM则对完成具体工作所需要的流程进行定义，明确上述流程所需要的IFC功能，从而指导参与方获取所需信息交换内容，并用IFC标准格式加以执行。而IFD是为IFC中每一个信息都赋予唯一标识码，确保信息的请求者和提供者对同一概念有相同的理解，不受语言多义性影响。目前，IFC和IDM已被ISO采纳，成为国际标准的一部分，IFC更是国际上普遍采用的数据模型标准格式。

图1 IFC、IDM及IFD标准与BIM的关系示意图

在国家层面上，中国、韩国、美国、英国、挪威等国的政府机构及标准化组织已陆续编制多部BIM标准和应用指南。我国住房和城乡建设部自2012年起即正式启动BIM国家标准的编制工作，各地也跟进出台了相关BIM标准及规范。截至2019年12月，我国主要BIM标准编制情况如图2所示。

图2 我国目前主要BIM标准编制情况（截至2019年12月）

然而，从上图可以看到，无论在国际还是国家层面，现行BIM标准多集中于建筑和市政等行业，还未出现面向园林领域的专业标准。

2 园林BIM标准化

2.1 园林BIM应用现存问题

得益于良好的标准化流程，如今建筑、市政等行业的工程师可以在工作中大量应用智能化、参数化的BIM模型，然而目前在园林BIM应用逐渐普及的情况下，现行BIM标准往往难以实现与园林工程的无缝对接。一方面，这些标准多以建筑等行业为基础编制，所作信息分类、内容及格式等要求不能完全满足园林工程需要。以苗木为例，由于植物具有生命和延续性，其尺寸信息便不能像其他建筑构件一样仅录入目前规格，还需要成熟期尺寸、生长率，甚至养护条件等信息；另一方面，现行BIM标准对于园林工程在项目各阶段的角色定位和职责、信息精度及交付流程等方面也缺乏针对性规范，相较传统二维模式而言，项目协同时过多的不确定性也阻碍园林BIM全面发挥其效率和质量优势。

2.2 建立园林BIM标准的必要性

就园林工程本身而言，其主要任务是将建筑、基础设施与园林连为一体，园林BIM的首要目的也是通过BIM平台与其他专业连接协作，而缺乏园林内容的现行BIM标准框架并不能很好地完成这一目的。因此，必须加入园林工程的对象、流程等工作内容，进一步完善现有BIM标准。在坚持低碳可持续化的原则下，创造出科学生态的优美园林；在提升项目交付质量的同时，降低园林养护成本。

从园林行业发展来说，数字化建造已成必然趋势，BIM逐渐成为工程建设的统一平台，一些重大项目更是强制要求BIM的阶段性甚至全过程应用。但相对于广泛应用BIM的建筑等行业，我国园林BIM应用还处于起步阶段，因此尤其需要总结吸取其他行业大量成熟经验，通过标准规范快速建立一套统一可行的BIM工作模式并普及应用，与其他行业共同在工程项目BIM框架下实现对接协同。

3 欧洲部分国家园林BIM标准化研究现状

3.1 英国

英国2011年发布的“政府建设战略”要求：到2016年前实现全面BIM协同作业，并信息化管理全部项目文件。2016年，英国景观学会（Landscape Institute, LI）出版 BIM for Landscape一书，结合英国标准协会发布的PAS 1192-2:2013《使用建筑信息模型对施工项目资本/交付阶段的信息管理规范》中BIM成熟度等级（图3），首次详细介绍在BIM2级标准下，园林BIM应用工作流程、信息管理及技术运用等方面内容，为园林从业人员了解并运用BIM协同工作提供大量参考。LI另一成果是其下辖工作小组开发了一系列应用于园林工程的“产品数据模板”（Product Data Template, PDT）。PDT为各类园林工程所需构件提供了基于COBie标准格式[1]的数据信息模板，管理人员可将大量数据轻松导入BIM工作流，并添加到具体项目的电子档案中集成管理。

图3 英国BIM发展等级示意图

图4是LI所编制的植物PDT部分内容。该表单首先将植物相关参数分为供应商信息、名称分类信息、苗木信息、观赏特性、种植选择、生长情况、养护管理等类别，覆盖园林项目的多个参与方及从设计到运维的全生命周期。而在这些类别之下又分为更加细致的条目，如图中所示的种植要求及种植选择类别，对于苗木的阴阳性、适种土壤、生长速度，乃至其叶片、花果特征及季相变化等各方面都加以统计，并以标准格式录入表单。这些信息可以储存在BIM模型中，从而使所有项目参与者在工程不同阶段都能够快速调阅单个产品的相关信息。

与供应商宣传册等传统信息传递形式相比，PDT将产品的各种信息以标准形式统一到BIM平台，便于系统的自动读取和及时更新。此外，PDT还增强了多个产品间多种信息的可比性。例如，当园林设计师希望强调方案的可持续性时，可以调出不同铺装材质的可持续性属性，结合项目其他相关信息考察产品与项目整体的适配性，并最终作出决定。

3.2 挪威

2010 年，挪威公共建筑和财产局（Statsbygg）要求在其所负责建设项目中使用BIM，并制定了相关BIM交付标准。针对缺乏对景观对象统一标准这一问题，Statsbygg支持并发起“景观BIM倡议”项目，从2012年起着手进行园林BIM相关对象的收集、识别和分类工作，并开发了一套分级分类的“景观对象信息模型”清单（Informasjonsmodell for landskapsobjekter，以下简称景观对象清单），罗列出园林工程相关对象所需各项参数信息。目前，部分清单内容已被挪威测绘局收入其2016年11月发布的《挪威景观地理空间对象标准》（SOSI generell objektkatalogLandskapsarkitektur），该标准要求所有BIM园林项目使用IFC格式交付，并通过系统评估其项目实施阶段，以及各阶段相关BIM模型的交付质量。

图4 植物PDT部分内容

景观对象清单以英国LI发布的PDT为模板，共包含44个景观对象和14个组件（图5），每一个对象或子对象都有对应的电子表格，注明其定义、相关参数和代码列表。这些决定着景观对象在BIM项目全过程中所要携带的全部信息。以植被中的树木对象为例，其中就包含了高度、冠幅等挪威树木种植标准规定参数。

与英国不同的是，挪威根据美国建筑师协会（American Institute of Architects, AIA） 规 定 的 模 型发展级别（Level of Development, LOD）[2]及本国公共建筑和财产局工程项目阶段划分，为各阶段分配输入信息及输出成果（图6-7）。随着项目发展，BIM模型对象的相关信息得到不断完善，以符合所在LOD的要求。例如，项目刚开始时，模型中只有少部分信息；但到最终完工时，模型已包含了完整的构件参数及其他相关细节。

图5 挪威景观对象清单分类分级图

图6 景观对象清单各阶段输入信息（以树木类别为例）

景观对象清单是挪威在园林BIM交付标准化方面的重要贡献，使软件开发人员、供应商等各参与方能够根据园林行业的需求创建对象及信息库。在提升园林从业人员效率的同时，其标准化数据传递也提升了园林与建筑等其他专业的协同程度。此外，清单其部分内容已作为SOSI标准发布，并与GIS系统紧密相连，为进一步实现园林数字孪生打下了基础。该项目下一步计划是将清单集成到相关国际标准中，并允许开发人员在BIM软件中指导园林建模过程及提供必要支持。项目参与者之一Vectorworks公司正在向buildingSMART提交一项以此为部分基础的国际园林BIM标准提案：IFC for Site,Landscape, and Urban Planning。

图7 景观对象清单各阶段划分及输出成果

4 国外经验对我国园林BIM及标准化发展的启示

目前我国园林行业在BIM应用上根基尚浅，还处于从传统CAD辅助制图向BIM辅助设计的转型阶段，在实际项目中的应用也主要集中在场地分析及效果展示等方面，尚未在施工、运维等阶段普及应用。但在工程建设信息化的大潮下，园林从业者若要满足工程项目日益增加的BIM应用要求，参与多专业协同作业，进而保住市场，就必须加强BIM在工程全过程的普及应用。第一步即要着力解决目前园林与其他专业的BIM协同问题，而协同的基础在于统一。只有确立标准化的信息格式和工作流程，才能保证各专业、各阶段间信息传递的精准，保证项目进度的有序推进。

英国和挪威的研究成果推动了国际园林工程标准化进一步发展，同时也为我国园林BIM标准化提供了有价值的参考。回顾BIM在我国的应用历史，建筑等专业大都经历了一个“先应用，再定规”的过程——各企业机构争相在工作中使用BIM，但由于所建BIM模型标准不一，往往导致后期大量的重新翻模工作，未能充分显现BIM的效率和质量优势。我国园林BIM要在借鉴前人经验教训的基础上快速、规范发展，可考虑从如下几个方面促进标准化工作：

1）标准化与应用同步进行：鉴于目前我国已编制多项BIM标准和规范指南，园林行业若能借鉴外国及其他专业已有经验成果，结合自身行业特点及实践，在BIM应用的起步阶段同期开展标准化工作，将有利于提升交付质量和多专业协同水平，使BIM在该行业得到更快更好的发展。

2）加强数据开放共享及协同：BIM的核心在于数据流转。若没有完整及流动的数据信息，BIM标准化也无从谈起。因此在推进园林BIM标准时，尤其需要注重加强数据收集及整合工作，采取多种举措促进工程各参与方及各专业的数据共享，并根据实践不断更新标准化内容。

3）提高专业人员认知水平：BIM的应用打破了传统工作模式，而建立在BIM基础上的标准相当于一套全新规则。要让园林专业人员理解BIM标准并应用到实际工作中，除了外部市场的需求压力，也需要进行大量相关业内知识普及和教育研究工作，以增强园林从业者对BIM技术的把握，进而提高对BIM标准化的认可和理解。

注 释

[1]Connstruction Operations Building Information Exchange简称COBie，中文译作施工运营建筑信息交换。是一种建筑数据交换的国际标准，以电子表格为常见表达形式，用来解决工程建设过程中的数据传输问题，旨在实现共同设计。

[2]LOD的概念最早由美国建筑师协会提出，对照建筑工程阶段分为100-500共5级，各级内容如图7所示。后考虑到跨领域协同作业的需求，在原有5个级别中增加了一个LOD350，可简单地看成是在LOD300的基础上添加接口信息等细节。