BIM在建筑设计中的应用及发展趋势

BIM在建筑设计中的应用及发展趋势

加快BIM普及应用，实现勘察设计技术升级。推广基于BIM的协同设计，开展多专业间的数据共享和协同，优化设计、施工及运维的质量和效率。

标签： BIM；应用；展望；设计；施工；运营

引言：随着建筑信息化的推广及应用BIM不仅仅带来AEC（建筑、工程和施工）行业技术的变革，更带来了管理、协作和交付模式的转变。文章通过建筑信息化模型的现状及未来前景两大方面讨论各参建方正在或即将面对的行业变革。

一、BIM的概念

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling），1975年由“BIM之父”——乔治亚理工大学的Chuck Eastman教授提出，并开始在美国得以推广应用。引入我国后，根据国家住建部《建筑信息模型应用统一标准》的定义，BIM是全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达。

BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有数据化、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点，使得建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方可以在同一平台上，共享同一建筑信息模型。

二、国家对BIM应用的规定

2017年7月1日，国家BIM标准——《建筑信息模型应用统一标准》正式施行。《建筑信息模型应用统一标准》是我国第一部建筑信息模型应用的工程建设标准，填补了我国BIM技术应用标准的空白。《建筑信息模型应用统一标准》提出了建筑信息模型应用的基本要求，是建筑信息模型应用的基础标准，可作为我国建筑信息模型应用及相关标准研究和编制的依据。

目前我国在湖南、福建、浙江、吉林、河南、江西、广西、贵州、上海等各省市均出台了BIM政策，如上海市2017年10月，市人民政府办公厅印发《关于促进本市建筑业持续健康发展的实施意见》的通知。《实施意见》明确提出，到2020年，上海市政府投资工程全面应用BIM（建筑信息模型）技术，实现政府投资项目成本下降10%以上，项目建设周期缩短5%以上，全市主要设计、施工、咨询服务等企业普遍具备BIM技术应用能力，新建政府投资项目在规划设计施工阶段应用比例不低于60%。

由此可见，国家已经开始对建筑信息化开始投入大量资金和精力，随着信息技术的发展，数字化建造技术正以前所未有之势对建筑行业发生巨大的转变。

三、现阶段BIM的应用及未来展望

1.现阶段BIM的应用

我国BIM的应用已进入到深化阶段，BIM技术已经被行业认可。笔者在设计院时曾担任BIM设计组组长，负责信息化模型的建立与管控。其中安徽合肥华玺珠宝城项目（模型一）在我院众多项目中第一个要求应用REVIT软件进行模拟全专业出图的项目，是BIM用于实际项目的大练兵；贵州大学食堂（模型二）是我院第一个全专业应用BIM技术正式出图的项目。这项技术的成功应用需要各专业团队之间要比以往项目更加默契的配合、团队内部更加高效工作、BIM小组实时运维，汇总信息等。

在此浅谈些相关经验：1.可视化：更加直观的以3d立体实物方式展现出全部实体（或局部剖切），使得建模人员与电脑的人机互动更加密切结合，准确的反应出设计应达到的水平和理念；2.批量化：精确的数字建模可批量调整同一类型的构件，大大减少了重复工作量，提高了工作效率；3.数字化：详细而精准的数字模拟模型打破了理论与实际的鸿沟，不止使模型更加准确细致，更是很大程度上方便了材料的预制或采购，间接上也节省了业主投入的成本；4.工种协同化：首先建立初步共享模型，各专业分别提取后进行专业深化制作，根据不同的深化程度分阶段组合各专业的成果（如报建、扩初、深化、施工图等），建立清單目录进行阶段性成果管控；5.虚拟现实：三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。

2.未来展望

设计阶段

在讨论BIM未来理想状态时，设计院应充分利用建筑的概念设计来扩大其服务范围。随着技术进步，人机交互式的计算和绘图被电脑智能计算及自动生成施工图所取代已经成为必然趋势，一个模型把计算和错漏碰等都解决了。所以专业设计师要向为业主提供专业性的扩展服务或参与施工阶段发展，扩大服务边界才有可能做大。

目前设计院对BIM的认识还有一个很大的误区，就是把BIM技术作为追加设计费的一种手段。希望通过BIM的应用取得更多的设计收入。事实上，设计院现阶段的BIM技术应用水平还不能达到节省设计周期的目的，也就是说设计院使用REVIT软件作为设计工具远远要比使用AutoCAD绘图花费的设计时间更长、投入的人力物力更大、整合汇集的资源更多，即在对项目上的体现就是追加设计费。但BIM技术的广泛应用过程中这个阶段是必须会经历的，行业市场的“蛋糕”只有那么大，新技术的产生并不会使“蛋糕”变大——事实却正好相反——设计院分得的部分正逐渐缩小，如果设计院缺少危机意识及敏锐的市场嗅觉就会逐

步被“新技术革命”所淘汰。

设计行业正经历着第三次技术革命（第一次为标准手绘制图阶段，第二次为AutoCAD三维制图阶段，第三次为全生命周期阶段），现阶段的工程师们正面临着严重的行业危机，但危机中也蕴含着机遇。

首先，合作机制要完善。从新技术在项目上的应用来看，BIM技术应用一定是全员的，否则不可能很好地发挥其作用。专业内部的技术交流和专业之间的技术合作相结合，建立一个良好的互动和创新机制，让大家把智慧都贡献到企业的知识库里来。实际上如果这个平台做得足够好，BIM的应用发展到一定程度以后，设计院可以大量的节省人力成本，逐渐发展成设计院只做概念创新设计，至于图纸绘制及出图完全可依靠电脑本身自动生成。虽然现在创新还只是投入，但是有了完善的运作机制，就可以鼓励大家去创新，企业就会进一步增加效益。其次，关注市场需求。有需求就会有交易，有交易就会产生价值。设计院积年累月的项目设计经验既是最大的潜在市场需求。把这些需求变成信息价值，与有需求的人进行交换，这样即符合市场规律又让设计院自身完成了转型后的升值，这应该是未来设计行业最具潜力的市场价值体现。

施工阶段

随着建筑信息化技术的推广与应用，国内建设行业呈现井喷式的发展时代已经过去了，精细化经营成了决定施工企业能否在激烈的行业竞争中存活的必要手段。施工行业的利润率较低，这一现象的根源就在于多年以来施工行业的管理过于粗放。以前项目利润高，粗放式的管理有利于企业发展；现在粗放的管理不足以支撑项目的利润目标，企业的发展就需要通过精细化管理来提升企业的整体竞争能力。

基于对于我国施工行业在整个建设周期的不可控因素和风险性均较高，BIM技术的应用可以提高工程项目管理水平与生产效率，项目管理从沟通、协作、预控等方面都可以得到极大地加强，方便参建各方人员基于统一的BIM模型进行沟通协调与协同工作。利用BIM技术可以提升工程质量，保证执行过程中造价的快速确定、建材的使用及消耗情况、控制设计变更、降本增效，能大大降低建设周期内施工企业所面临的风险。BIM模型提供了贯穿项目始终的数据库，实现了工程项目全生命周期数据的集成与整合，并有效支撑了管理信息系统的运行与分析，实现项目与企业管理信息化的有效结合。

可以说BIM技术引领着施工行业信息化建设走向了更高的水平，BIM技术的全面应用将大大提升工程项目的质量与效率，促进项目的精益管理，加快行业的发展步伐，为施工行业的科技进步产生不可估量的影响。

运维阶段

BIM技术在设计和施工阶段已经被广泛应用，而在设施维护中的应用并不多，尚未被广泛应用。但在运维阶段，BIM技术需求非常大，尤其是对于商业

地产的运维将创造巨大的价值。随着物联网技术的高速发展，BIM技术在运维管理阶段的应用也迎来一个新的发展阶段。物联网一方面可以提高经济效益，节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。我们相信将物联网技术和BIM技术相融合，并引入到建筑全生命周期的运维管理阶段，将带来巨大的经济效益。

近期腾讯、京东等大型网络平台已与国内知名地产企业签署战略合作协议，旨在发展网络地产，为广大的民众提供一站式体验服务，VR等全景体验就是其中的一项应用，为大家提供了身临其境的效果，而这种虚拟体验离不开建筑信息化的全面广泛的应用。

综上所述，建筑行业是最需要大数据的行业，但实际上整个行业的数据积累并不多。如果可以通过BIM技术解决基础数据的采集、存储、交流工作，针对项目类别、项目规模、项目特点等形成成本、劳动力资源等分析数据，从而汇聚成项目大数据，这会对整个行业的精细化管理形成有效的支撑。当然，这些數据的形成需要收集大量样本，现在BIM在做的就是这件事，这需要经历一个过程。在这一过程中，必须要保证基础数据的真实性和及时性，而通过基于BIM技术的项目管理平台积累的工程数据，正是对具体项目全过程管理的真实记录。再通过技术手段对这些数据进行处理分析，形成行业大数据，为更多企业和项目提供决策依据和建议，这可能是软件公司接下来为建设行业提供的增值服务的方向。

参考文献：

[1]中国BIM门户网.BIM技术在施工中的应用，2018

[2]中国BIM门户网.“BIM+”9大技术集成应用，2018

[3]中国BIM门户网.BIM的建筑结构施工图设计研究，2018