基于BIM技術的全過程建筑設計方法探索

陳重東

【摘要】BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，通過參數模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對。

【關鍵詞】BIM技術，可視化，全過程

建筑信息模型（Building Information Modeling，以下簡稱BIM）技術是在CAD技術基礎上發展起來的計算機多維模型信息集成技術。BIM技術的作用是使建設項目的信息在規劃、設計、建造和運營維護全過程充分共享，無損傳遞。

1國內外BIM技術發展對比

BIM技術在發達國家發展迅猛，它們建立了自己的發展戰略，美國、英國、韓國新加坡等國家已經建立了相關技術標準，大量工程都采用了BIM技術進行設計、建造和運營管理，以下列舉幾個主要國家的BIM發展概況：

美國是首批應用BIM技術的國家之一。自2002起，美國政府很多部門就開始應用BIM技術來協助他們的工作，如美國總務管理局（GSA）、美國陸軍工程兵（USACE）等。美國國家建筑科學研究院也在2007年12月發布了美國國家BIM標準（第一部），目的是為未來的BIM標準提供發展方向。

韓國在BIM技術應用上也十分領先。多個政府部門都致力于制定BIM標準，例如韓國政府供應局和韓國國土海洋部等。韓國國土海洋部在2010年1月分別在建筑和土木兩個領域上制訂了BIM應用指南，該指南為開發商、建筑師和工程師采用BIM技術時必須注意的方法及要素做出了詳細的說明。韓國BIM實施和具體路線圖的內容包括：自2012至2015年，全部大型工程項目都采用BIM4D技術（3D+成本管理），于2016年前實現全部公共工程應用BIM技術。

新加坡建筑與工程局（BCA）準備于2015年前，強制性執行電子化遞交建筑、建構、設備的圖紙。該強制性電子化遞交圖紙的目標是降低審圖所耗時間和資源，提高審圖效率。該局定下目標，于2015年前，超過八成的建筑業企業廣泛的運用BIM技術。政府的公共部門也為運用BIM技術起到帶頭作用，計劃于2013年年起，所有的新建筑項目必須應用BIM技術。除此以外，該局在新加坡注冊了公司并建立了BIM基金，希望鼓勵企業在建筑項目上把BIM技術納入其工作流程，把BIM技術運用在實際的項目當中。新加坡2013年3月發布《Singpore BIM Guide》（第一版）。

香港房屋委員會對于建筑信息模型（BIM）的應用非常重視，他們借BIM技術來優化設計，改善協調效率和減少建筑浪費，從而提升建筑質量。香港房屋委員會的計劃：在2014年至2015年，將BIM應用作為所有房屋項目的設計標準。自2006年起，已在超過19個公屋發展項目中的不同階段應用了BIM的技術，為了成功地推行BIM，訂立了BIM標準、用戶指南、組建資料庫等等設計指引和參考。這些資料有效地為模型建立、管理檔案，以及用戶之間的溝通創造良好的環境。

為了跟上世界技術發展步伐，我國住建部編制了建筑業"十二五"規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用，普及可視化、參數化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現從設計、采購、建造、投產到運行的全過程集成運用。

我國目前正處于BIM標準的制定研究階段，2009年開始，清華大學開展為期兩年的CBIMS的理論和實證研究，2012年1月10日，全球二維和三維工程設計軟件的領導者歐特克有限公司（Autodesk）與清華大學簽署了為期三年的戰略合作備忘錄。根據該備忘錄，歐特克將對清華大學軟件學院在CBIMS（China Building Information Modeling Standard，中國建筑信息模型標準）的研究和制定工作中給予技術、培訓和成果推廣等方面重要支持，以進一步深化BIM在中國工程建設行業中的應用，推動工程建設行業的可持續發展。

2 BIM設計技術的研究與創新

我國BIM技術研究有所創新，為便于研究推廣該技術，研究者將BIM分為三個層次，分別為專業BIM（Professional BIM）、階段BIM（Phase BIM，包括工程規劃、勘察與設計、施工、運維階段）和全生命期BIM（Lifecycle BIM），上述三個層次的BIM 均簡稱為P-BIM。P-BIM概念的引入為中國BIM標準編制提供了技術路線和工作方法，基本思路是以中國建筑工程專業應用軟件與 BIM 技術緊密結合為基礎，首先開展專業BIM技術和標準研究，用BIM技術和方法改造專業軟件，形成專業BIM；將專業BIM集成，形成階段BIM；最后將各階段BIM 連通，形成項目全生命期BIM，成功實現中國BIM。

基于P-BIM的研究思路，眾多的軟件開發公司致力于專業BIM軟件的開發應用，如節能模塊軟件，算量模塊軟件等，這些模塊軟件在實際工程中已經逐漸推廣使用，效果良好。但有了模塊化的專業BIM技術后，如果不進行系統化設計而形成技術鏈條，就達不到BIM的技術優勢。

中國著名BIM技術研究專家何關培先生指出： BIM給建筑業帶來生產方式的最根本改變將是從業人員從完全利用圖形完成工程任務到主要利用模型完成工程任務的轉變，在這個轉變過程中，工程項目生命周期內圖形的使用范圍和頻率會逐漸減少，模型的使用范圍和頻率會逐漸增加。BIM對建筑業生產方式的轉變，其轉變的核心內容應該是清楚的，簡單地說就是從用圖形到用模型的轉變。BIM技術在設計領域的應用可以實現以下幾個作用：

（1）增強建筑設計可視化；

（2）滿足技術進步對建筑設計的新要求，應對復雜建筑的復雜要求；

（3）增強設計各工種之間的技術銜接，提高設計質量，優化工程設計；

（4）降低設計工作者工作強度。

BIM技術在國外已經運用比較廣泛，制定了相應的技術標準，而國內的使用卻剛剛起步，這個不僅僅和技術發展水平有關，還和建筑制度本身有關系，發達國家的建設體制是建筑師負責下的建筑設計與施工流程，所有工作由建筑師把握，而我國分階段的蘇聯模式，各個工種之間相對獨立，有自己的設計習慣和設計軟件，每項工作幾乎都是在重復建模與計算，這種工作模式的弊端在新技術沖擊下就顯現出來。技術進步是不可逆轉的發展趨勢，BIM技術在國外的使用 在國內的試點推廣都表現出了其強大的優勢。BIM技術在一般設計機構，一般設計項目中的使用已經迫在眉睫。

參考文獻：

[1]BIM在國內外應用的現狀及障礙研究.何清華，工程管理學報，2012（01）；

[2]中國建筑業BIM發展的阻礙因素分析.潘佳怡，工程管理學報2012（01）；

[3]基于BIM的深化設計管理研究.王陳遠，工程管理學報2012（04）；

[4]中國工程建設BIM應用研究報告.中國房地產業協會商業地產專業委員會等，2011；

[5]GRAPHISOFT ArchiCAD基礎應用指南.GRAPHISOFT中國區同濟大學出版社，2013；

[6]GRAPHISOFT ArchiCAD高級應用指南.GRAPHISOFT中國區同濟大學出版社，2013；

[7]BIM總論.何關培.中國建筑工業出版社，2011；

[8]那個叫BIM的東西究竟是什么. 何關培.中國建筑工業出版社，2011；

[9]實用的BIM實施框架.中國勘察設計協會.中國建筑工業出版社，2010。