BIM技术应用现状及展望

富顺

（内蒙古建筑职业技术学院，内蒙古呼和浩特 010070）

0 引言

随着建筑业信息化、工业化的不断深入推进，BIM技术在建筑领域的应用也日趋广泛，国家相继出台颁布多项相关技术标准来支持和规范此项技术的应用。在国内，BIM技术经过近20年的发展，在建筑设计、施工、运行、维护等周期中的应用逐渐深入，逐步显现其优越性，同时也暴漏了一些问题。在信息化时代如何发挥BIM技术的优势，BIM技术的未来发展方向如何等问题是当今建筑行业面临的挑战和需要思考的问题。

1 BIM技术概述

1.1 BIM的定义

BIM-Building Information Modeling，建筑信息模型，1975年由美国佐治亚理工大学Chuck Eastman教授提出该理念。1986年，美国学者RobertAish提出了“Building Modeling”的概念，在这之后不久，2002年美国Autodesk公司提出了“Building information modeling”的概念[1]。从理念的提出到引入工程建设行业，经过几十年的发展，BIM技术已经进入工程设计、施工、运维等各个阶段。在建设项目的策划、设计、运行和维护的全生命周期过程中，设计团队以及包括建造、运行维护单位在内的各参建方和建设主体利用BIM的数据化、信息化模型整合优势，基于协同工作平台进行信息的共享和传递，对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，在提高生产效率、节约建设成本和缩短建造工期等方面发挥重要作用。

Building Information Modeling中的“Modeling”可从3个方面理解：①模型，包含了建筑的几何信息，材料信息、功能信息等；②模型化，是将建筑设计、施工、运营通过信息技术手段进行模型化的工作过程；③管理，在商业运营过程中利用数字模型中的信息进行有效的组织和控制，来达到提高资产全生命期信息共享效果的目的。

1.2 BIM的特点

BIM具有五个主要特点。

1.2.1 可视化

BIM将建筑以三维模型的形式展现出来，给人们提供了视觉上的直观认识，这与二维施工图比有明显的差别，二维施工图把建筑构件、设备等用图形线条的方式表达出来，真正的实物还需要建筑各专业从业人员自行想象。同时，BIM的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化，可视化的结果不仅可以用效果图展示及报表生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

1.2.2 协调性

建筑在设计、施工、运营各个阶段都需要各专业及各参建方、各工种、各产品供应商之间的协调。同二维施工图设计中容易出现专业间的碰撞问题比较，BIM的协调性服务从设计到施工、运维全过程中，各参建方在同一个模型上进行沟通、讨论、决策，能最大限度的减少或避免工程变更。

1.2.3 模拟性

BIM技术的模拟性除了设计阶段的建筑物实体的模型模拟以外，还体现在设计阶段的节能模拟、日照分析、紧急疏散模拟、热能传导模拟和施工阶段的安装模拟、施工组织设计模拟、进度模拟以及后期运营阶段的维修模拟、紧急情况模拟，消防演练模拟等。通过模拟能够实现现实中无法实现的或较难实现的某一过程，施工模拟还可以做到施工难度较大部位的提前模拟预施工的目的。

1.2.4优化性

基于BIM的建筑设计、施工、运营过程中的优化比传统优化效果更加明显。优化效果主要与三种因素有关：一是信息，二是复杂程度，三是时间。BIM模型提供了建筑物实际存在的信息，其信息更准确，是优化结果更加合理。建筑物的复杂程度较大时，参与人员无法通过传统手段进行优化工作，BIM及其配套的各种优化工具给人们提供了对复杂项目进行优化的可能。BIM通过其信息化、协同化优势有效降低了时间成本。

1.2.5 可出图性

BIM可实现从建筑模型生成平、立、剖面图和墙身详图等常规图纸的三维到二维输出，还可实现其他各专业图纸及深化图纸、加工图纸，使工程表达更加便利和详细。

2 BIM技术国内外发展应用现状

2.1 BIM应用现状

BIM起源于美国，随着经济全球化的进程，欧洲、日本、韩国、新加坡等发达国家也相继接受和发展BIM，目前这些国家的BIM发展和应用都达到了一定的水平。

2.1.1 BIM在美国的应用情况

由于BIM始源于美国，因此美国在BIM应用的相关研究和应用标准的制定方面也领先于其他国家，在2007年美国建筑科学研究院就发布了美国国家BIM标准，也就是NBIMS，项目论证、设计、施工、运维等生命周期内项目参与者之间的所有业务交流都建立在NBIMS上，使项目参与方之间对问题的解决意见和方法变得协同和协作，极大地提高了工作效率。

从应用方面，根据现有的数据表明，美国建筑300强企业中近60%的企业已经在所建设的项目中采用了BIM技术，在设计方案的论证、能量分析、场地规划、设备系统分析、运营维护设计等各个阶段的不同环节中均有BIM应用分布[2]。

2.1.2 BIM在英国的应用情况

在英国，政府制定政策强制要求参建企业在建设项目中使用BIM。英国建筑业BIM标准委员会先后制定了英国建筑业BIM标准和适用于主流BIM平台的BIM应用标准，为建筑业企业提供了从CAD过渡到BIM的切实可行的方案和程序。

英国伦敦有众多的世界一流设计公司，政府制定的强制使用BIM的相关标准及文件，在这些公司的项目设计过程中得到很好的执行和遵守，大大提高了BIM在英国的应用水平和发展速度。

2.1.3 BIM在亚洲国家的应用情况

BIM在亚洲国家的应用较早的主要有日本、韩国、新加坡等发达国家。以新加坡为例，政府首先制定了BIM应用指南、BIM发展战略、BIM建筑指南等指导文件支持和规范企业应用BIM技术，在施工图设计审核中，审查部门要求建设方必须提交BIM成果进行审查，采用强制BIM电子审核制度来促进BIM应用发展。但由于设计阶段的应用中，BIM在原设计基础上增加了额外工作量，BIM设计成果主要用于项目审批和施工图电子审核。在施工、运维阶段，由于缺少配套软件或软件成熟度不够或软件与现有运维平台无法对接等原因，信息数据共享方面仍存在不少的问题须待解决。

2.2 国内BIM应用现状

国内2002年引入BIM概念，到2011年住建部开始在有关文件中提倡应用BIM。从2014年到2020年间相继发布了《关于建筑业发展和改革的若干意见》、《建筑信息模型应用统一标准》、《建筑信息模型施工应用标准》、《建筑工程设计信息模型制图标准》、《建筑信息模型设计交付标准》等一系列指导意见和标准，从模型表达、模型精细度、工程图纸、模型工程量清单等方面提出要求，为BIM技术在工程设计、施工、运营维护全周期应用提供了政策和标准依据[3]。

应用方面，在一些大型项目的设计、施工过程中BIM技术的应用也逐渐多了起来。如上海中心大厦、大型机场等项目中都引入了BIM技术，效果较好。

3 BIM技术在建筑领域的主要应用

3.1 建筑设计中的应用

在建筑设计阶段，BIM技术的应用主要在方案设计、展示、光照分析、规划设计等方面。在方案设计中引入BIM技术可大大提高设计师的创新思维，在三维模型的基础上提高各方的协同程度，方便进行反复修改和优化方案。在建筑施工图设计阶段的应用目前还处于交付图纸与BIM模型的转换之间存在尚未解决的问题，增加了设计师的工作量，属于摸索前行阶段[4]。

3.2 建筑施工中的应用

BIM技术在建筑施工过程中的应用主要体现在大型项目的施工组织、施工图碰撞检查、施工方案的模拟等方面。比如钢结构工程现场安装施工的合理调配及交叉施工等环节中可利用BIM技术的模拟性将施工安装过程进行提前模拟，避免施工顺序不合理导致的返工现象，有效降低施工成本等方面发挥着较好的辅助作用。

3.3 深化设计中的应用

BIM技术在复杂构件的深化设计，装配式构件的深化设计、二次工厂加工深化设计等方面的应用效果也得到了参建各方的肯定。比如在劲性混凝土结构构件复杂节点的深化设计、卫生间装配式沉箱的深化设计，叠合板的深化设计等方面的应用效益也较突出。

3.4 其他方面的应用

BIM技术在施工图优化、图纸会审、钢结构工厂加工图等方面的应用也较传统施工图会审等有明显的优势。

4 BIM技术应用存在的问题

BIM技术的应用也存在一些实际的问题。

4.1 BIM技术应用应从源头开始

BIM技术的应用应该从前期项目规划、初步设计、施工图设计就开始应用，也就是所谓的正向应用，而不是目前的CAD施工图翻样。

4.2 BIM配套软件缺乏

美国Autodesk公司的Revit软件是目前最主流的BIM设计应用平台，国内BIM配套软件有广联达、鲁班、品茗等，国外BIM软件功能较齐全，但存在与国内规范、做法兼容问题，国内BIM软件功能还不够完备，大多为偏向单专业或属于二次开发类插件，还没有一个真正的国产BIM软件平台与国外主流平台软件抗衡。

4.3 BIM技术人才缺乏

BIM技术在国内的发展和应用时间都较短，BIM应用人才主要通过学校培养，由于在学校学生通过学习BIM相关课程来获得BIM技术应用技能和知识，缺乏时间和工程实践的锻炼和考验，毕业生还不能达到真正实现毕业即能在实际工程中应用的水平[5]。

4.4 BIM应用效益不明显

一项新技术能不能推广应用，主要看其技术本身有没有应用价值，能不能为企业创造价值。从短期来看，不管是设计院还是施工企业，使用BIM额外增加了企业人才培养和团队建设支出，BIM建模也额外增加了人、财、时间成本，最后做出来的BIM模型实际应用价值并不明显。这也是企业应用BIM积极性不高的主要原因。

5 BIM技术应用展望

在国内，BIM技术从发展的初期到热捧再到目前的理性稳健发展阶段，已经到了一个发展的瓶颈期。即，相关软件的配套，规范标准的对接，政策的出台落实等一系列的问题需要解决。但总的发展趋势是明确的，也就是建筑的信息化、工业化潮流势不可挡。将在以下方面可有较大的变革和发展。

5.1 实现BIM正向设计

建筑设计从规划、方案阶段到施工图阶段将实现BIM设计，从落后的二维到三维的施工图设计转变为三维到二维的施工图设计，从BIM模型实现生成可用于施工的二维平、立、剖面施工图。

5.2 实现从交付图纸到交付模型

在BIM技术发展成熟阶段将实现从现在的设计院交付蓝图到交付信息化三维模型的转变。在施工阶段有施工方按照施工需要从BIM模型自行生成想要的二维施工图，提高施工图的灵活度。

5.3 实现工程量和工程造价的自动生成

二维图纸的缺点是缺少工程量计算的体积信息，只能人工计算，而BIM模型中已经包含了构件体积、材料等所有信息，能够轻松生成整个建筑物的工程量，在软件实现工程量与定额对接的情况下，可生成工程造价。

5.4 实现BIM工程运营和维护

在建筑物的后期运营过程中将实现BIM信息化物业管理，在建筑维护过程中将实现BIM精准定位查找等任务。整整发挥BIM技术的信息化、可视化等特点并应用到实际中。

6 结语

BIM技术是信息技术在建筑工程领域的一种新型应用技术，一种新技术的应用必然会经过较长时间的磨合过程，在实际应用过程中也会遇到需要解决的一些问题，只要这项技术对行业带来革新，创造价值就是可持续的、有价值的。相信BIM技术作为一项有价值、可持续发展的一项技术得到更广泛、更实际的发展和应用。