• BIM技術給力建筑業 推動行業變革


    目前,國內建筑業進入黃金發展時期,整個行業的產值已經較新中國成立初期增長逾1000倍,另有數據預測,未來的十年到二十年間,中國還要新建400億平方米的建筑,這等于整個瑞士的國土面積,等于紐約市現有的所有建筑物的40倍,到2015年,中國的建筑市場將會成為世界上最大的建筑市場。

    但是,在人們為此歡欣鼓舞之時,新世紀也為中國的建筑行業提出了更為嚴峻的挑戰:如此數量的新增建筑,不僅工程量巨大,而且業主在嚴格把控項目成本的同時要求縮短項目周期;隨著人們對建筑審美標準的不斷提高,建筑的表現形式也越來越自由與多樣,設計、施工難度較大的異形建筑和規模龐大的建筑體不斷涌現;上海世博會之后,各展館所呈現的建筑文化和生態意義加深了人們對舒適生活的理解,建筑體現生活品質的重要性被提升到了一個前所未有的高度。所以,未來中國建筑業的狀況將是業務多、工作量大、高效率、低成本并兼顧造型設計和節能環保,挑戰難度之大,可略窺一斑。

    值得慶幸的是,BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)為中國建筑行業的發展尋找到了技術的突破口?,F今,已經被美國眾多建筑設計公司所普及應用的BIM技術,通過多年的項目應用和實踐證明了其無法比擬的優勢。既然現行的二維技術無法逾越行業的困境,那么中國的建筑業確實有必要進行一場技術的變革,而BIM 則將成為這場變革的主導者。

     

    BIM——引領建筑業的信息革命

    CAD技術的應用普及將建筑師、工程師們從手工繪圖推向計算機輔助制圖,實現了工程設計領域的第一次信息革命。但是此信息技術對產業鏈的支撐作用是斷點的,各個領域、環節之間沒有關聯,從整個產業整體來看,信息化的綜合應用明顯不足,同時,隨著人們逐漸意識到與建筑工程項目的有關信息對整個建筑生命周期的影響至關重要,新一輪的信息革命迫在眉睫,以幫助銜接產業鏈中的各個環節,快速處理與建筑工程有關的各種信息,合理安排工期,控制生產成本,盡量消滅建筑項目中由于規劃和設計不當甚至是錯誤所造成的工程損失以及工期延誤。

    鑒于此,作為溝通各個環節的重要技術——BIM技術就變得尤為重要。BIM這一方法和理念由歐特克公司在2002年率先提出,目前已經在全球范圍內得到業界的廣泛認可,被譽為工程建設行業實現可持續設計的標桿。BIM的應用,可以幫助實現建筑信息的集成,從建筑的設計、施工、運營,直至建筑生命周期的終結,各種信息始終整合于一個三維模型信息數據庫中,設計團隊、施工單位、建筑運營部門和業主等各方人員可以基于BIM進行協同工作,有效提高效率、節省資源、降低成本、實現可持續發展。

    現今,企業要想從激烈的競爭中獲得領先優勢,就必須借助信息技術改變原有建筑業靠大量資本、技術和勞動力投入的狀況,也就是說,形成產業鏈競爭的核心價值就在于BIM技術讓信息形成了資產的改變,改變后的資產會帶來超額的利潤。而這也正好暗合了信息化的內在實質:以低成本的方式實現高水平的管控、實現信息共享、實現上下左右的無縫對接。因此BIM的應用水平就代表了公司的集約型管理水平,深入推進企業的BIM建設,既符合科學發展觀的需求,也代表著建筑行業今后的發展方向。

     

    透過BIM看建筑的全生命周期

    所謂BIM,即指基于最先進的三維數字設計和工程軟件所構建的“可視化”的數字建筑模型,為建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶等各環節人員提供“模擬和分析”的科學協作平臺,幫助他們利用三維數字模型對項目進行設計、建造及運營管理。

    BIM的技術核心是一個由計算機三維模型所形成的數據庫,包含了貫穿于設計、施工和運營管理等整個項目全生命周期的各個階段,并且各種信息始終是建立在一個三維模型數據庫中。BIM可以持續即時地提供項目設計范圍、進度以及成本信息,這些信息完整可靠并且完全協調。即BIM能夠在綜合數字環境中保持信息不斷更新并可提供訪問,使建筑師、工程師、施工人員以及業主可以清楚全面地了解項目:建筑設計專業可以直接生成三維實體模型;結構專業則可取其中墻材料強度及墻上孔洞大小進行計算;設備專業可以據此進行建筑能量分析、聲學分析、光學分析等;施工單位則可取其墻上混凝土類型、配筋等信息進行水泥等材料的備料及下料;開發商則可取其中的造價、門窗類型、工程量等信息進行工程造價總預算、產品定貨等;而物業單位也可以用之進行可視化物業管理。所以說,BIM完善了整個建筑行業從上游到下游的各個企業間的溝通和交流環節,實現了項目全生命周期的信息化管理。

    例如, BIM為劍指中國第一高樓的“上海中心”尋找到了最佳的項目操作模式?!吧虾V行摹备?32米、總面積57萬平方米,同時要通過中國綠色建筑評價體系和美國LEED綠色建筑認證體系,其難度可想而知:涉及學科眾多、分支系統復雜、項目周期長、成本控制難度大,伴隨著項目產生的各種信息,信息量非常龐大,而且各方信息協調難度大。如果采用傳統的設計施工手段,將難以保證上海中心項目順利完成。

    在此種情況下,選定BIM實屬情理之中。借助BIM,設計方能夠輕而易舉地解決復雜曲面幕墻在平面定位的問題,并且可以非常清晰地把握自己的設計意圖,從而保證設計的準確性和合理性,同時,項目其他的參與方包括業主、總包,通過BIM模型也能夠非常清晰了解到項目的設計理念;在管線綜合方面,通過搭建建筑結構和機電各專業的模型,設計方能夠非常查看各個構建之間的空間關系以及碰撞的問題,并及時加以解決,從而大大提高在管線綜合方面的設計能力以及工作效率;此后物業運營和設施管理還會借助BIM模型對施工現場所有設施進行校核,檢查施工信息是否一致,從而避免以次充好的現象發生,進行更好的成本控制……可以說,BIM是將業主、設計方、施工方緊密的結合在了一起,有效的搭建了一個良好的溝通平臺,避免了信息孤島的存在,有效地提升項目管理的水平,降低管理成本,實現綠色科技與建筑融合的目標。

    基于BIM技術無法比擬的優勢,現今BIM已被愈來愈多的專家應用在各式各樣的工程項目中,包括民用建筑、大型基礎設施、交通運輸、土地規劃、環境規劃、水利資源規劃等,涵蓋了從簡單的倉庫到型式最為復雜的新建筑,隨著建筑物的設計、施工、運營的推進,BIM將在建筑的全生命周期管理中不斷體現其價值。

     

    BIM落地,標準同行

    BIM技術帶來的利益是顯而易見的,據統計,北美市場上50%的工程項目均采用了BIM,然而這個在美國備受推崇的技術在中國卻尚處于推廣認知階段,僅有一些處于行業領先地位的建筑設計企業將BIM技術付諸了實踐,比如CCDI、上?,F代設計集團、中國建筑設計研究院等。從本質上來看,BIM畢竟是舶來品,沒有一套適合中國的BIM標準將會大大限制BIM技術在中國的推廣和應用。因而,在中國已有規范與標準保持一致的基礎上,構建BIM的中國標準成為最為緊迫與重要的任務。

    面對這種狀況,清華大學軟件學院BIM研究小組在歐特克中國研究院(ACRD)的支持下,與行業內專家、設計單位進行合作,開展了為期兩年的中國BIM標準(China Building Information Modeling Standard,簡稱CBIMS)框架研究,以推動中國建筑行業信息化的發展。

    據清華大學教授、中國BIM標準研究組負責人顧明介紹,正在研究制定的中國BIM標準的核心內容包括技術標準和實施標準,在標準研究報告里,也更多從框架的角度出發,最終把參數變成實數,得出結果。中國目前的BIM標準制定與美國還有一定差距,并且由于受到現階段信息化水平、建筑行業體制等因素的限制,完善標準的過程會有難度,中國可以在總結美國摸索和實踐經驗的基礎上,結合自身的發展需求和規律加速中國BIM標準體系的建立,但是這仍需要一定時間去研究和驗證。

    此外,在推行BIM的過程中,從建筑設計院的角度,應該把BIM技術看成是一個企業信息化的方法,而不僅僅是一個設計工具的變化,如果能把這件事想清楚,在做規劃和投入的時候,就會不一樣,同時也一定要有一個跟企業的發展戰略完全匹配的信息化規劃,在這個指導意義下,再來推廣才會變得有意義。所以針對中國企業的深層次變革,絕不是一個簡單工具的應用,而應該放眼建筑行業的未來,有需求就有投入,有投入就有產出,只要有外力的推動,中國BIM標準的建立才會從根本上加速。

    在顧明看來,現階段是工業化進程匯總一個必經的痛苦階段,但未來的十到十五年期間,中國的BIM將會逐漸從企業標準、行業標準最后形成國家標準。BIM技術的應用實施是一個推進中國建筑業信息化變革、加速產業結構升級的過程,在這期間一定是企業、行業、國家三個層面一起努力,才能夠把技術真正用好,才能真正承擔起世界最大建筑市場的歷史使命。

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