BIM,即建筑信息模型(Building Information Modeling)技術,是在計算機輔助設計(CAD)等技術基礎上發展起來的一項全生命周期多維建筑模型信息集成管理技術,帶來一系列新思維。
BIM來自造船行業等成熟的現代制造業,40年前由美國引入建筑業,現在已在世界發達國家和地區普及。我國約從2004年引進,通過BIM技術與綠色建筑、建筑產業化的深度融合,實現建筑業向信息化和工業化轉型升級,并能反腐。
我國2004年以來開始應用推廣,建筑裝飾裝修作為建筑工程產品制造的最后一道工序,也是BIM應用最有價值的最終結果。
室內設計經歷了手繪制圖時代、計算機輔助設計(CAD)時代,現在進入了信息化建模設計時代。
2014年7月1日,《建筑裝飾裝修工程BIM實施標準》(CBDA標準)首次編制工作會議做出了“BIM在我國快則二三年將在重點工程、一級裝飾企業中推廣普及”的重大判斷。
一、概 述
1.基本概念
BIM,是傳統的二維設計建造方式向三維數字化設計建造方式轉變的革命性技術,是促進綠色建筑發展、提高建筑產業信息化水平、推進智慧城市建設和實現建筑業轉型升級的基礎性技術。
推行BIM技術應用,發揮其可視化、虛擬化、協同管理、成本和進度控制等優勢,將極大地提升工程決策、規劃、設計、施工和運營的管理水平,減少返工浪費,有效縮短工期,提高工程質量和投資效益。
3D可視化出圖,4D加入工期,5D加入造價(實時工程量清單),將進一步增加建設工程信息的透明度和可追溯性,對規范市場秩序和預防建設領域腐敗具有重要作用。
2.概念提出
1975年由美國喬治亞理工大學的教授Chunk Eastman首次提出,是以三維數字技術為基礎,綜合工程項目各種相關信息數據模型的新型系統集成管理平臺。但非高難度動作,也并不適合所有項目,要根據工程項目業主的需求。世界最先進的BIM在中國。
3.價值作用
BIM橫跨工程行業和信息行業,作為三維信息數字模型,最大的價值是信息流動,改變了傳統的信息交換方式。BIM是產品、過程、數據定義、管理、信息交換的應用。
以工程項目投資商、承發包商為主體的產業鏈,組成了BIM的市場需求。如同手機的演變,不得不用BIM代替CAD,具有相當于當年CAD代替手工繪圖的意義,解決了ERP(企業資源計劃)的不足,迅速而深刻地影響著人們的生產和生活方式,引爆建筑業的二次革命。
BIM導致加快企業和行業發展方式的4大轉變:一是設計施工(建筑、總承包、裝修)一體化;二是建筑工業化、住宅產業化;三是基于BIM的信息化精確管理;四是形成企業新的核心競爭力、經營管理方式和商業模式。
BIM推廣應用最大的問題,不是市場需求,而是沒有標準。亟待工程與標準同步推進。
二、海外發展
BIM作為繼CAD(計算機輔助設計)技術后出現的建設領域的又一重要的計算機應用技術,在一些發達國家已經得到了迅速發展和應用。
美國、英國、歐洲、澳大利亞、日本、韓國、新加坡、香港等國家和地區應用較早,將BIM視為建筑行業必須使用的技術,現已在50%以上的各類建筑廣泛使用,體系成熟。
1.歐美國家
美國建筑業,2008和2009年,美國分別有35%、45%的人頻繁使用BIM,使其發展非常迅速。美國的兩個州已經進行了州立法,要求州內所有公共投資都使用BIM;美國幾個州要求500萬平方米以上的公共項目要使用BIM;北美建筑業50%的機構使用BIM。
美國是世界最早推行BIM應用的國家,自2007年投入應用的美國國家BIM標準(NBIMS),不僅在美國國內為建筑行業的提升提供了強大動力,也為眾多其他國家的建筑業BIM應用提供了指導。美國的BIM標準編制和推行對中國BIM國家標準編制具有重要的參考價值和指導意義。
2014年5月7日,根據臺灣大學土木工程學系教授兼工程資訊模擬與管理研究中心主任謝尚賢對北美建筑市場的調查表明,BIM的導入應用率從2007年的28%快速成長到2012年的71%。
2.亞太地區
日本熱潮蜂擁而上BIM的時間已經過去了5年,現在熱點都是大型施工企業,即本質上想利用減法來提高自己的效率。在一定空間下,要想創造更高的利潤,無非是管理和減少浪費,BIM是一個很好的工具。日本所有的大型施工企業,包括世界級的清水建設、鹿島建設完全是用BIM設計施工,目前一部分中型施工企業也在使用BIM。
香港2002年開始應用推廣BIM,目前香港房屋委員會已要求所有項目都要采用BIM。
2012年新加坡要求所有政府投資項目都要應用BIM,2015年應用率達到80%,多用政府可報銷50%。
韓國要求2016年全部公共設施使用BIM。
澳大利亞制訂了國家BIM行動方案。
3.應用特點
一是由于BIM技術已經成為設計和施工企業承接項目的必要能力。BIM技術已受到廣泛重視,大企業一般均已具備了應用BIM技術的能力。同時,BIM技術的專業咨詢公司已經出現,并且十分活躍,為中小企業應用BIM技術提供了有力的支持。
二是在BIM技術應用過程中,不僅直接將BIM技術應用了建筑工程的局部環節中,例如設計單位進行各種分析和模擬,而且形成了新的工作模式,實施IPD(Integrated Project Delivery,集成項目交付)模式,即業主、設計、總包、分包等參與方在設計階段就參與到項目中,還通過應用BIM技術進行虛擬建造,共同對設計進行改進,并共同分享收益或風險,并在行業中已經建立了標準的合同條款。
三是應用軟件已經比較成熟,特別是像Autodesk這樣的大型軟件開發商,提供了包括多個不同專業、跨不同階段的軟件,形成了全面的解決方案,從而有力地支持了BIM技術的應用。
4.應用軟件
BIM技術的核心是基于該技術的建筑工程應用軟件BIM軟件,最初由美國Autodesk提出。2011年9月6日,歐特克宣布推出Autodesk Infrastructure Modeler 2012軟件。在發達國家,以Autodesk Revit為代表的BIM軟件已普及。
成立于1994年的buildingSMART的前身是國際數據互用聯盟(IAI-International Alliance of Interoperability),buildingSMART北美分部,即buildingSMART聯盟,是美國第一部BIM標準(NBIMS)的主要制定者。
國際知名軟件還有美國TRIMBLE的BIM to Field,匈牙利Graphisoft的ArchiCAD,德國RIB的iTWO 5DBIM,中國的廣聯達、圖軟ArchiCAD18等。
世界上所有的軟件在日本都有所應用,但唯獨要求機電軟件必須本土開發。
現在我國應用的軟件包括Autodesk Revit BDS(設計套件)、犀牛(Rhino)和法國的Dassault、 DP(Digital Project)、卡迪亞(CATIA)、Tekla等。
如上海中心使用的是Autodesk,2014南京青奧會是Rhino、Dassault。中建三局裝飾、北京華美、北京雅林士使用的是Revit NavisWork,萬科使用的是iTWO 5DBIM。
目前,中國BIM的核心建模軟件全部來自國外軟件商,從而涉及國家建筑信息安全。美國BIM工作方式是業務集成。中國建筑業若長期使用國外軟件,則無法建立中國建筑信息操作平臺,難以實現中國建筑業信息化的目標。
三、我國發展
1.國家政策
住建部2011年5月10日發出《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》(建質〔2011〕67號)對BIM提出7點要求:一是推動基于BIM技術的協同設計系統建設與應用;二是加快推廣BIM在勘察設計、施工和工程項目管理中的應用,改進傳統的生產與管理模式,提升企業的生產效率和管理水平;三是推進BIM技術、基于網絡的協同工作技術應用,提升和完善企業綜合管理平臺,實現企業信息管理與工程項目信息管理的集成,促進企業設計水平和管理水平的提高;四是研究發展基于BIM技術的集成設計系統,逐步實現建筑、結構、水暖電等專業的信息共享及協同;五是探索研究基于BIM技術的三維設計技術,提高參數化、可視化和性能化設計能力,并為設計施工一體化提供技術支撐;六是在施工階段開展BIM技術的研究與應用,推進BIM技術從設計階段向施工階段的應用延伸,降低信息傳遞過程中的衰減;七是研究基于BIM技術的4D項目管理信息系統在大型復雜工程施工過程中的應用,實現對建筑工程有效的可視化管理。
同時,要求發揮行業協會的四個方面服務作用:一是組織編制行業信息化標準,規范信息資源,促進信息共享與集成;二是組織行業信息化經驗和技術交流,開展企業信息化水平評價活動,促進企業信息化建設;三是開展行業信息化培訓,推動信息技術的普及應用;四是開展行業應用軟件的評價和推薦活動,保障企業信息化的投資效益。
2014年7月1日,住建部發布的《關于推進建筑業發展和改革的若干意見》(建市〔2014〕92號)中要求,提升建筑業技術能力,推進建筑信息模型(BIM)等信息技術在工程設計、施工和運行維護全過程的應用,提高綜合效益。
2014年9月12日,住建部信息中心發布《中國建筑施工行業信息化發展報告(2014)BIM應用與發展》(簡稱《報告》),并突出其時效性、實用性、代表性、前瞻性的特點,旨在為行業BIM技術推廣應用提供科學依據,為企業BIM技術應用提供實用性指導,引導企業科學合理開展BIM應用實踐。
當前,我國建筑行業BIM技術應用正處于由概念階段轉向實踐應用階段的重要時期,越來越多的建筑施工企業對BIM技術有了一定的認識并積極開展實踐,特別是BIM技術在一些大型復雜的超高層項目中得到了成功應用,涌現出一大批BIM技術應用的標桿項目?!秷蟾妗贩譃榛A篇、應用篇、實施篇、案例篇4個部分,全面、客觀、系統地分析了我國建筑施工行業BIM技術應用的現狀,總結了企業在工程項目全過程應用BIM技術的方法與路徑,收集了行業內成功應用BIM技術的實踐案例,將為BIM技術的推廣應用提供有力支撐。
上海市政府辦公廳2014年10月29日發出“轉發市建設管理委《關于在本市推進建筑信息模型技術應用指導意見》的通知”(滬府辦〔2014〕58號)(簡稱《指導意見》)。
《指導意見》要求,到2016年底,基本形成滿足BIM技術應用的配套政策、標準和市場環境,本市主要設計、施工、咨詢服務和物業管理等單位普遍具備BIM技術應用能力。到2017年,本市規模以上政府投資工程全部應用BIM技術,規模以上社會投資工程普遍應用BIM技術,應用和管理水平走在全國前列。
《指導意見》提出了兩項重點工作:
一是試點示范和推廣應用。2015年起,選擇一定規模的醫院、學校、保障性住房、軌道交通、橋梁(隧道)等政府投資工程和部分社會投資項目進行BIM技術應用試點,形成一批在提升設計施工質量、協同管理、減少浪費、降低成本、縮短工期等方面成效明顯的示范工程。2017年起,本市投資額1億元以上或單體建筑面積2萬平方米以上的政府投資工程、大型公共建筑、市重大工程,申報綠色建筑、市級和國家級優秀勘察設計、施工等獎項的工程,實現設計、施工階段BIM技術應用;世博園區、虹橋商務區、國際旅游度假區、臨港地區、前灘地區、黃浦江兩岸等六大重點功能區域內的此類工程,全面應用BIM技術。
二是建立標準規范體系。結合國際和國家標準,加快編制符合本市實際情況的BIM技術應用、數據交換、模型交付、驗收歸檔等導則或標準;制定滿足BIM技術應用的招標和合同示范文本,出臺BIM技術應用服務和收費參考標準。到2016年底,基本形成滿足本市BIM技術應用的配套標準規范體系。
《指導意見》提出4項保障措施:
一是加強組織協調和責任落實。成立由市政府分管領導擔任召集人,市建設管理委員會、市發展改革委、市經濟信息化委、市財政局、市監察局、市審計局、市交通委、市教委、市衛生計生委、市科委、市規劃國土資源局、市住房保障房屋管理局、市水務局、市消防局、市民防辦等部門參加的BIM技術應用推廣聯席會議,負責組織制定BIM技術應用發展規劃、實施計劃和各項政策措施,協調推進BIM技術應用推廣。聯席會議下設辦公室,設在市建設管理委,負責聯席會議日常工作。各區、縣政府、特定區域管委會要明確相應責任部門,共同做好BIM技術應用推廣工作。建立BIM技術應用專家組,負責基礎性技術研究、咨詢論證和技術支撐。編制專項行動計劃,落實本意見的工作目標和要求,各成員單位應當按照各自職責分工,落實相關推進工作。監察部門開展效能監察,確保各項工作推進落實。
二是建立配套推進措施。對要求應用BIM技術的項目,在項目立項中,明確BIM技術應用要求和配套費用;在設計、施工、咨詢服務和物業等招標文件中,增加BIM技術應用的內容、要求,明確所需提交的相關成果。
三是完善應用扶持政策。完善本市相關建設工程評獎管理辦法。其中,申報綠色建筑星級評定、優秀工程勘察設計、質量獎項的工程,凡應用BIM技術的給予加分;評標中對具有BIM技術應用能力的企業給予加分。加大產學研投入和資金扶持力度,培育發展BIM技術咨詢服務和軟件服務等國內龍頭企業。對符合條件的企業,可按規定享受現代服務業或高新技術企業等相關扶持政策。結合BIM技術中糾錯、審核和追溯等功能,探索簡化工程驗收和審計手續。
四是加強示范引領和宣傳。以示范工程引導,建立BIM技術應用示范經驗交流平臺和機制,交流先進經驗和應用技術。組織開展項目之間、企業之間和國際間BIM技術應用交流和合作,分享BIM技術應用成果。通過各類媒體和社會組織普及BIM技術知識,宣傳BIM技術有關政策、標準和應用情況,不斷提高社會認知度。
上海市政府推廣BIM最初是由上海市紀委提出,而不是由建委提出。上海市紀委全力推進工程建設領域突出問題專項治理工作,研究和分析評估BIM技術在項目精確化管理和政府投資項目預算控制等方面的應用價值,不斷創新監管方式方法,有效預防工程建設領域重大質量安全事故和腐敗問題的發生,認為BIM使建設過程更透明,能夠防止腐敗,建議政府投資的工程項目須使用BIM,市長同意了。
上海關于BIM的通知,作了頂層制度設計,規劃了路線圖,力度大、可操作性強,為全國帶了個好頭。
廣東省住建廳2014年9月3日發出《關于開展建筑信息模型BIM技術推廣應用的通知》(粵建科函〔2014〕1652號),要求2014年底啟動10項BIM;2016年底政府投資2萬平方米以上公建以及申報綠建項目的設計、施工應采用BIM,省優良樣板工程、省新技術示范工程、省優秀勘察設計項目在設計、施工、運營管理等環節普遍應用BIM;2020年底2萬平方米以上建筑工程普遍應用BIM。
深圳市住建局2011年12月公布的《深圳市勘察設計行業十二五專項規劃》提出,“推廣運用BIM等新興協同設計技術”。為此,深圳市成立了深圳工程設計行業BIM工作委員會,編制出版《深圳市工程設計行業BIM應用發展指引》,牽頭開展BIM應用項目試點及單位示范評估;促使將BIM應用推廣計劃寫入政府工作白皮書和《深圳市建設工程質量提升行動方案(2014—2018年)》。
2014年9月5日,深圳市決定在全市開展為期5年的工程質量提升行動,將推行首席質量官制度、新建建筑100%執行綠色建筑標準;在工程設計領域鼓勵推廣BIM技術,力爭5年內BIM技術在大中型工程項目覆蓋率達到10%。
深圳市建筑工務署根據2013年9月26日深圳市政府辦公廳發出的《智慧深圳建設實施方案(2013—2015年)》的要求,全面開展BIM應用工作,先期確定創投大廈、孫逸仙心血管醫院、蓮塘口岸等為試點工程項目。