BIM技术的应用及探索
入我国科技部“十一五”期间国家科技攻关计划。住房和城乡建设部在《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中提出:“十二五”期间,要“加快建筑信息模型(BIM),基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用”。此外,BIM作为当今建筑界整合设计的一种全新方式,已被国际建筑师协会(UIA)作为建筑师职业实践政策导则之一在全球推广。
BIM技术日渐成为行业发展的风向标,越来越多的企业积极参与研究、应用与推广。同时,BIM理念和技术的多领域应用和多渠道传播,使其社会需求度也不断提高。 4.BIM在国内外的应用及发展概况
BIM 应用始于美国,美国总务管理局(General Services Administration,GSA)于 2003 年推出了国 家 3D-4D-BIM 计划,并陆续发布了系列 BIM 指南 [7]。美国联邦机构美国陆军工程兵团(United States Army Corps of Engineers,USACE)在 2006 年制定 并发布了一份 15 年(2006~2020 年)的 BIM 路线 图[8,9]。美国建筑科学研究院于2007年发布NBIMS, 旗下的 Building SMART 联盟(Building SMART Alliance,BSA)负责 BIM 应用研究工作[10]。2008年底,BSA 已拥有 IFC(Industry Foundation Classes) 标准、NBIMS、美国国家 CAD 标准(United States National CAD Standard)以及 BIM 杂志(Jouanal of Building Information Modeling,JBIM)等一系列应 用标准。2009 年,美国威斯康辛州成为第一个要求 州内
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新建大型公共建筑项目使用 BIM 的州政府,德 克萨斯州设施委员会也宣布对州政府投资的设计 和施工项目提出应用 BIM 技术的要求。2010 年, 俄亥俄州政府颁布 BIM 协议,日本的国土交通省宣 布推行 BIM 技术。目前日本 BIM 应用已扩展到全 国范围,并上升到政府推进的层面[11]。欧洲、韩国 也已有多家政府机关致力于 BIM 应用标准的制定 [12,13]。在建筑这项集体“运动”的事业中,BIM 正 引发一次史无前例的彻底变革。 我国工程建设行业从 2003 年开始引进 BIM 技 术,目前的应用以设计公司为主,各类 BIM 咨询公 司、培训机构,政府及行业协会也开始越来越重视 BIM 的应用价值和意义。先后举办了“全国勘察设 计行业信息化发展技术交流论坛”、“与可持续设计 专家面对面”的 BIM 主题研讨会、“BIM 建筑设计 大赛”、“勘察设计行业 BIM 技术高级培训班(第一 期)”等;Autodesk也正式推出基于BIM的Autodesk Revit Architecture 2010、Revit Structure 2010、Revit MEP 2010、AutoCAD Civil 3D 2010 以及 Autodesk Navisworks 2010 等软件;中建国际设计顾问有限公 司(CCDI)、上海现代建筑设计集团、Kling Stubbins 国际建筑设计中国分部以及美国 Aedis 建筑与规划 设计中国公司等都在不同项目的不同程度上使用 了 BIM 技术[3]。国家“十一五”科技支撑计划和“十 二五”建筑信息化发展纲要中也将 BIM 技术纳入研 究内容。 现阶段 BIM 的使用者以设计单位为主,就应用 广度和深度而言,BIM 在中国的应用还只是刚刚开 始,
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但会逐步推广和深入到建筑行业各个领域。从 全球化的视角来看,BIM 的应用已成主流。复杂项目,但同时也存在诸多问题。研究表明,BIM 作为支撑建设行业的新技术,涉及不同应用方、不 同专业、不同项目阶段的应用,绝非一个或一类软 件可以解决的,BIM 的发展离不开软件的支持 [16~19]。美国 Building SMART 联盟主席 Dana K.Smitnz 指出“依靠一个软件解决所有问题的时代 已经一去不复返了”[15]。因此有必要分析 BIM 应 用软件,从而更深层次了解 BIM 的应用。 5. 国内外 BIM 应用软件分析
基于目前具有国际和行业影响力并应用于中 国市场的 32 款 BIM 软件的分析,软件功能分类和 相互间信息交互性分析如图 1 所示。 图 1 清晰反映出 BIM 软件间的信息交互性,可 见在项目运营阶段 BIM 技术并未得到充分应用,使 得运营阶段在建设项目的全寿命周期内处于“孤 立”状态。然而,在建设项目全寿命周期管理中理 应以运营为导向实现建设项目价值最大化[20]。如何 使得 BIM 技术最大限度符合全寿命周期管理理念, 提升我国建设行业生产力水平,值得深入研究。进 一步分析,就某一个阶段 BIM 技术而言,应用价值 也未达到充分的实现,比如设计阶段中“绿色设 计”、“规范检查”、“造价管理”三个环节仍出现了 “孤岛现象”。如何统筹管理,实现 BIM 在各阶段、 各专业间的协同应用,是未来研究的关键。 此外,BIM 技术并未实现建筑业信息化的横向 打通。对目前在设计阶段与设施运营
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阶段应用全球 最具影响力的两款软件 Revit、Archibus 进行交互性 分析,如表 2 所示。 两款软件之间具有一定的交互性,但是在实际 BIM 的运用中两者并未产生沟通。Randy Deutsch 指出,BIM 是 10%的技术问题加上 90%的社会文化 问题。而目前已有研究中 90%是技术问题[21],这一 现象说明,BIM 技术的实现问题并非技术问题,而 更多的是统筹管理问题。
二.BIM在全过程造价管理中的应用
1、BIM技术在投资造价的估算与方案比选
BIM技术的应用,有利于历史数据的积累,并基于这些数据提取造价指标,快速指导工程估算价格,并可迅速做出最优方案的选择。
2、BIM技术在设计阶段的应用
设计阶段是控制造价的关键。传统手工算量和计价,做好限额设计是很困难的,运用BIM技术,在设计过程中,利用同一的BIM模型和交换标准,通过指标库的应用,根据指标的匹配,来帮助设计人员随时提供参数,在设计过程中随时发挥作用。BIM模型集3D模型、工程量、成本、价格等各个工程信息和业务信息于一体,有效的解决了设计概算对设计以及后续造价的控制作用。
在设计概算阶段,利用BIM的计算能力,快速分析工程量,通过关联BIM历史数据,分析造价指标,能帮助我们快速准确分析设计概算,大幅提升设计概算的精度。
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利用BIM技术,能很好的解决设计中遇到的问题。例如可以把各专业整合到统一平台,进行三维碰撞检查,可以发现大量设计错误和不合理之处,为项目造价管理提供有效支撑。 3、BIM在招投标阶段的应用
在招投标阶段,工程量计算是造价人员耗费时间和精力最多的工作,BIM技术的推广与应用,将是对招投标程序的一次革新。建设单位或者造价咨询单位可以根据设计单位提供的含有各种数据信息的BIM模型快速短时间抽调出工程量信息,结合项目具体特征编制准确的工程量清单,有效地避免漏项和错算等情况,最大限度减少施工阶段因工程量问题而引发的纠纷。在招投标过程中,建设单位也可以将拟建项目BIM模型以招标文件的形式发给投标单位,以方便施工单位利用设计模型,快速获取正确的工程量信息,与招标文件的工程量清单比较,可以制定更好的投标策略。
4、BIM在施工过程中造价控制的应用 (1)基于BIM的5D计划管理
建筑信息模型的5D应用是指建筑三维数字模型结合项目建设时间轴与工程造价控制的应用模式,即3D模型+时间+费用的应用模式,利用该项技术可以直观地按月、按周、按日观看到项目的具体实施情况并得到该时间节点的造价数据,方便项目的实时修改调整,实现限额领料施工,最大的体现造价控制的效果。 (2)基于BIM的进度计量与支付
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