全球BIM技术发展趋势探讨之一 聚焦BIM技术的应用

本文对BIM技术的定义及主要特点、国内外BIM技术应用现状进行了分析；选取10个国家作为样本，对其BIM技术发展水平、应用路线进行对比；结合对应国家的项目落地情况进行了双向论证，以此建立对这些国家的BIM技术应用水平的初步认识。

BIM技术的定义及主要特点

BIM技术的定义

BIM是 Building Information Modeling的简称，中文名为“建筑信息模型”，指包含建筑物全部信息的数字可视化模型，模型内的各类数据将在建筑物全生命期，包括设计、施工、运维及管理等环节发挥作用。

BIM中“I”（完整的信息传递）、“M”（管理和模型）尤为重要，是设计、施工及运维的全生命周期的信息传递和管理。1992年，第一次设计技术手段革命是“从手绘图到计算机二维设计”，称为“甩图板”；2012年，第二次设计技术手段革命是“从计算机二维设计到BIM三维设计”，称为“建空间”。

BIM技术的特点

BIM技术本质上是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，具体而言，其具有以下特点：

一是可视，即二维平面到三维空间的转换。让设计师、参建方、甚至非专业人士，在相同语境下，更直观、高效、精准地对项目作出判断；

二是协调，即线性作业到平行作业的进阶。同专业、跨专业的三维协同工作模式，提高设计效率，提升设计质量；

三是模拟，即真实施工在设计过程中的预演。预知项目实施过程中可能产生的问题，提前制定解决方案，确保项目顺利推进；

四是优化，即基于可视、协同、模拟结果所作出的反馈。优化不止于设计本身，而应是设计、时间、成本、质量之间的博弈；

五是信息，其为BIM设计的基础与核心价值。模型是BIM设计、施工与运营信息的集成单元，应评估不同阶段信息录入的必要性，并确保信息输入的准确性；

六是出图，即基于三维模型输出二维图纸。传统设计的二维信息是割裂的，而BIM设计输出的二维图纸是基于三维模型的信息数据生成的；

七是管理，即做好时间、造价、质量、安全的多维度统筹。以BIM作为项目管理的抓手，搭建由设计引领的全过程咨询、设计、施工、运营等管理体系；

八是传递，即不同应用场景下，以BIM模型为载体产生的数据交互。以模型作为设计、施工与运维信息输出的唯一数据源，利用编码体系构建模型传递间的映射关系。

BIM技术的设计优势和施工优势

BIM技术通过对建筑的图形信息与数据信息的一体化整合，在项目建设的全生命周期内完成设计信息的数字化传递与交互，与传统设计模式相比，BIM技术在设计与施工领域均具备一定的优势，具体如下：

BIM技术具有以下几个方面的设计优势：一是三维设计，更容易发现或检查设计中存在的“错、漏、碰、缺”等问题；二是可视设计，更直观、更真实地表达设计意图，反映设计问题，有效地辅助项目决策；三是协同设计，基于“中心文件+链接”的协同方式，同步设计，实时修改，提高设计效率；四是提升品质，基于三维模型生成二维图纸，减少图纸与模型间设计偏差，提升项目品质；五是碰撞检测，自动检测设计中土建与机电专业的碰撞问题，精准定位，即时解决；六是性能模拟，基于三维模型对建筑性能与周边环境进行模拟、分析及优化设计；七是设计价值，模型设计信息可被提取和整合，并进行拓展应用，提升设计价值；八是信息传递，模型信息可在不同产业间，进行信息传递与集成应用。

对于BIM技术具有的施工优势，主要包括以下六个方面：一是提升素质。提升企业人员的整体素质，提升企业品牌的知名度；二是提高品质。提高企业施工项目的整体工程品质，提高投标的中标率；三是节约时间。模拟施工进度，把控重要施工节点，有效控制进度，缩短施工周期；四是预控管理。模拟施工现场的流线组织与场地布置，减少现场调度时间，提升施工效率；五是降低成本。基于BIM算量结果，进行分包工程招标，有效控制招标限价；六是优化空间。基于BIM模型，提前优化管综，减少现场调改，有效提升净空。

BIM技术的全球应用现状

BIM技术自诞生以来，已在全球范围内得到了广泛地关注与应用，本文选取了10个BIM技术发展水平、应用路线各有不同的国家作为样本，基于不同维度进行了综合对比与分析。

美国

美国较早地将信息化引入建设领域，BIM技术发展位列世界前沿。美国BIM发展是以市场为依托，政府部门示范引导与业界自身发展需求相结合的普及推广模式。早在2003年，美国总务管理署（GSA）的公共建筑服务局发布了全国3D—4D—BIM计划，全面推广和引导BIM作为建筑全生命期的管理技术。自2007年起，总务管理署对其所有的对外招标的重点项目都强制要求应用BIM技术，并给予设计资金支持，目前，BIM 已成为设计方和施工方获得政府工程项目的最基本要求。

根据2012年《SmartMarket报告》显示，北美（美国和加拿大）建筑行业BIM应用率为71%。同时，BIM的项目实际应用程度也稳步增高，其中58%的公司和机构表明其在60%以上的建设项目应用了BIM技术。

英国

英国是目前全球BIM应用增长最快、成效显著的地区之一，也是全球BIM标准体系最健全，且实施推广力度最大的地区之一。自2011年—2016年，英国政府先后发布了《政府建设战略（2011—2016）》《英国数字建设战略》和《政府建设战略（2016—2020）》，旨在将数字技术引入建筑全生命周期管理，探索如何利用数字技术改善建筑及人居环境。

根据英国《NBS国家BIM报告2019》显示，英国BIM应用率已从2011年的13%提高至2019年的69%，并从2019年起，协同国际标准化组织（ISO）逐步将现行PAS1192系列国家BIM标准升版过渡至ISO19650国际BIM标准。

德国

德国是欧洲国家中较早进行BIM强制实施与普及推广的国家之一，结合德国“工业4.0”的数字建设理念及装配式住宅的技术发展优势，德国政府在BIM技术践行与发展的过程中扮演了重要角色。buildingSMART Germany，BMVI，BBSR等相关组织机构制定了《BIM Guide for Germany》等一系列BIM行业标准、实施要求及管理办法。

截至2019年底，德国商业与住宅类建筑已有大量的BIM技术应用实践案例，立足于过往的BIM工程实践经验，德国政府已计划于2020年开始，在城市基础设施建设中，尝试应用并逐步普及BIM技术。

法国

法国的BIM 技术发展与应用水平在西欧国家中处于领先地位之一，在英国政府2011年发布的《政府建设战略（2011-2016）》中提到，法国BIM技术应用率能达到38%，有40%的建筑师事务所采用BIM技术；44%的结构/MEP事务所采用BIM技术；29%的承包商采用BIM技术。数据分析显示，法国BIM技术的应用价值在设计前端发挥的作用更大，认可度也更高。

2017年，法国政府部署了大量住宅类BIM设计项目，以推动BIM技术应用的落地。随着BIM技术在可持续设计与成本控制方面的不断发展，未来法国的BIM应用水平还会得到稳步提升。

芬兰

芬兰BIM应用起步较早，于2010年前已出台了官方BIM标准或指南，但并未颁布强制应用BIM技术的政策法规。由于北欧地区预制装配式技术体系十分成熟，建筑工业化水平高，而BIM参数化、信息化等特性对预制构件的加工及安装能起到很好的辅助管理作用，故而使北欧成为全球最先采用基于BIM模型进行建筑设计的地区之一。

同时，作为Tekla、Solibri、Graphisoft等国际知名BIM软件厂商的所在地，建筑产业链整体信息化协同水平较高,基本实现规划、设计、施工等过程中的信息共享与传递。

中国

住建部于2016年发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》和《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》，在此后三年的示范工程建设中，BIM技术应用已由单点应用逐步发展为与智能化应用相结合。目前，BIM技术在设计、施工和运营维护全过程的集成应用已取得了一定的进展。

根据中国建筑业协会《中国建筑企业BIM应用分析报告（2019）》显示，BIM技术应用已在工程建设项目的技术、商务、生产三方面业务实现全部覆盖，现场可视化技术交底的应用比例为53.1%，质量及安全方面应用比例分别为47.2%和43.4%，对比往年相关技术数据，中国的BIM技术发展与应用水平正呈稳步上升趋势。

韩国

韩国公共采购服务中心于2010年提出了《韩国BIM技术发展规划》，2016年前实现政府公共工程全部采用BIM技术，并发布了《设施管理BIM应用指南》。同年，韩国国土交通海洋部发布《建筑领域BIM应用指南》，包括业务指导、技术指导、管理指导和应用指导等四部分内容。

日本

日本BIM技术的应用更多源于建筑企业自身业务特点及实际项目需求，而非政府或建设方自上而下的强制规定。据了解，截至2018年3月，日本政府投资项目中应用BIM技术的仅27个（包含设计与施工）。其实，三维协同设计的概念，早在90年代就已经出现于日本的大型建筑企业中，并逐步发展成熟，配套发展的还有一些日本的三维设计软件，因此，BIM技术对其生产力水平的增益效果并不十分突出。

根据英国《NBS国家BIM报告2016》显示，2016年日本BIM应用率为46%，日本现行唯一官方BIM标准为2014年日本国土交通省发布的针对政府投资项目的《BIM导则（政府建设项目BIM模型制作及应用相关指导）》。

新加坡

新加坡是最早应用BIM处理与自动审查建筑物全生命期项目文件的国家之一。审查包括：城市设计审议、建筑设计审查、结构设计审查、临时施工许可、消防安全、法令完成证书、定期结构检查等。2010年新加坡公共工程全面要求设计施工导入BIM，2015年开始要求以BIM兴建所有公私建筑工程。

新加坡的所有建筑，全专业必须使用BIM技术；注册师采用电子签名，并使用加密狗。新加坡采用BIM技术理由的企业占比：为减少失误和遗漏的企业占41%，为减少业主和设计公司沟通的企业占35%，为提升建筑空间的企业占32%，为减少重复工作量的企业占31%，为降低建造成本的企业占23%。

挪威

挪威的BIM应用水平一直处于全球的领先地位之一。从2005年第一个BIM试点项目开始，挪威政府要求：市场对BIM技术应用需求的提升，建筑工业化发展的需求，各类BIM相关软件的研发，相关BIM教育课程的设立，多元化BIM新技术的涌现。种种因素，都引导着挪威的BIM及相关产业朝着最正确的方向发展。

BIM技术应用的成功案例

近年来，BIM技术的广泛应用形成了多项创新成果，本文选取全球范围内10个BIM技术应用的成功案例，对其项目难点、BIM应用点进行分析，以期加深对BIM技术应用的认识和理解。

成功案例

项目名称：Hard Rock酒店

项目位置：美国，佛罗里达

落成时间：2019年

项目难点：结构设计（不规则造型）；造价控制；工期紧张

BIM应用点：结构深化设计；施工进度管理；工程造价管理

项目名称：赫尔辛基大学医院

项目位置：芬兰，赫尔辛基

落成时间：2022年

项目难点：结构设计（钢结构+不规则造型）；协调困难（参加方过多）

BIM应用点：结构深化设计；协同工作平台；BIM+预制加工

项目名称：滨海湾金沙酒店

项目位置：新加坡

落成时间：2010年

项目难点：结构设计（超高+不规则造型）；施工难度

BIM应用点：BIM+GIS应用；BIM+激光扫描

项目名称：V&A Dundee博物馆

项目位置：英国，苏格兰

落成时间：2018年

项目难点：结构设计（大跨度悬挑+不规则造型）

BIM应用点：BIM+预制加工；幕墙深化设计

项目名称：中国尊

项目位置：中国，北京

落成时间：2018年

项目难点：工期紧张（62个月，同类项目中最短）；工艺复杂（超常规且专业间互相影响）；协调困难（参建方过多，立体作业）

BIM应用点：机电深化设计；机电系统优化；BIM预制加工；施工组织管理；施工进度管理；施工工艺模拟；BIM+激光扫描

项目名称：日本邮政大厦

项目位置：日本，东京

落成时间：2013年

项目难点：机电设计

BIM应用点：BIM正向设计；机电深化设计；机电系统优化

项目名称：“未来之家”博物馆

项目位置：德国，柏林

落成时间：2017年

项目难点：结构设计（高大空间+大跨度悬挑+不规则造型）

BIM应用点：结构深化设计；机电系统优化

项目名称：马赛大学Luminy校区

项目位置：法国

落成时间：2021年

项目难点：建筑更新；施工安全（施工期间需正常使用）

BIM应用点：施工组织管理；协同工作平台

项目名称：釜山港国际客运站

项目位置：韩国，釜山

落成时间：2015年

项目难点：结构设计（大跨度+复杂造型）

BIM应用点：结构深化设计；机电系统优化

项目名称：挪威国家石油公司总部办公大楼

项目位置：新加坡

落成时间：2012年

项目难点：能耗控制；装配技术（立面元素全预制）

BIM应用点：BIM+预制加工；建筑性能模拟