中國建筑設(shè)計研究院的BIM發(fā)展與應(yīng)用

◎ 中國建筑設(shè)計研究院中國移動國際信息港二期A標(biāo)段項目經(jīng)理和設(shè)計負(fù)責(zé)人 于潔

北京火車站、中國美術(shù)館、北京國際飯店、外交部大樓、2008北京奧運(yùn)會國家主體育場、西氣東輸、南水北調(diào)、長江三峽庫區(qū)環(huán)境保護(hù)……這些眾人耳熟能詳?shù)膰抑攸c建設(shè)工程項目，都出自一家設(shè)計院之手，它就是中國建筑設(shè)計研究院（以下簡稱中國院）。作為有著多年歷史的資深設(shè)計院，在涌動而來的BIM浪潮面前，中國建筑設(shè)計研究院并不是最早擁抱這一浪潮的吃螃蟹者，但它卻摸索出了一種漸進(jìn)式的BIM推進(jìn)路徑，并正在醞釀一場擴(kuò)及全院的BIM變革。

積極探索 勇于實踐

中國院的BIM實踐從2004年開始，在2004年建造國家體育場鳥巢的時候還不知道什么是BIM，到2009年中國院開始推行2.5維的設(shè)計，2011到2012年中國院推行在真的三維Rundown平臺上的全專業(yè)設(shè)計，2012年“中國移動國際信息港”項目以及以中國院命名的寫字樓項目，實現(xiàn)了全專業(yè)的設(shè)計出圖。此外，北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)樓、北京燕郊的售樓中心項目、鄂爾多斯20+10項目，還有中國移動國際信息港項目和中國院的BIM樓項目等，這些都是在這兩年內(nèi)比較有代表性的項目。

2010年11月，中國院召開BIM項目設(shè)計研討會，在全院動員開展BIM推廣，隨后大力構(gòu)建中國院BIM組織機(jī)構(gòu)、設(shè)立BIM五年戰(zhàn)略規(guī)劃，積極組織行業(yè)專家技術(shù)交流會了解BIM理念及實操案例，安排超過200人進(jìn)行BIM全專業(yè)軟件技術(shù)培訓(xùn)，同時開展與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、科技部的BIM科研課題研究，改造全院網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房設(shè)備。同時，中國院還建設(shè)了“BIM示范樓”，以提供BIM應(yīng)用標(biāo)志性示范作用。

目前，中國建筑設(shè)計研究院已經(jīng)在BIM應(yīng)用的征程上大步向前，越來越多的項目在多個專業(yè)中引入BIM設(shè)計理念，諸如龍巖金融商務(wù)中心項目、雅世合金公寓1號樓項目、奧林匹克 望塔等項目均展現(xiàn)了中國建筑設(shè)計研究院應(yīng)用BIM的顯著成果，讓建筑設(shè)計師、工程師們深刻感受到BIM的優(yōu)勢作用。中國院積極探索將抽象的建筑設(shè)計理念，轉(zhuǎn)化為立體的三維數(shù)字模型，并對設(shè)計流程進(jìn)行改寫。未來，隨著基于BIM的各類軟件應(yīng)用日趨成熟，相信整個建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條的運(yùn)作模式也將相應(yīng)發(fā)生改變。

從2004年到2012年，在這8年時間內(nèi)中國建筑設(shè)計研究院榮獲了三年的“最佳BIM企業(yè)應(yīng)用獎”，自2010年起中國院開始榮獲“建筑設(shè)計一等獎”、“工程設(shè)計一等獎”和“協(xié)同設(shè)計一等獎”。其中由中國建筑設(shè)計研究院崔愷建筑設(shè)計工作室主創(chuàng)的敦煌莫高窟游客中心項目獲得了業(yè)內(nèi)極高的評價，這個曲線優(yōu)美、飄然臥于西部沙漠之中的大膽創(chuàng)意，贏得了由中國勘察設(shè)計協(xié)會和歐特克共同主辦的“創(chuàng)新杯”BIM設(shè)計大賽的最佳BIM建筑設(shè)計獎的一等獎。在徐州職業(yè)圖書館項目建造過程中，崔院士驚喜的發(fā)現(xiàn)設(shè)計和建筑是完全一樣的，這個項目榮獲了“工程BIM設(shè)計獎”，是一個高品質(zhì)的商業(yè)建筑。此外，雅世合金住宅項目榮獲了綠色建筑的三等獎，中國移動國際信息港榮獲了2012年度的“協(xié)同一等獎”。

BIM實現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計

中國建筑設(shè)計研究院的BIM實踐從起步到發(fā)展初期到總結(jié)到規(guī)劃到宣傳再到全面試點總結(jié)，期間完成了一些標(biāo)桿性的項目，同時成立了BIM設(shè)計研究中心。如今，中國院已經(jīng)在總結(jié)企業(yè)級的BIM標(biāo)準(zhǔn)，推行全員的BIM設(shè)計。歷經(jīng)8年的發(fā)展，中國院在BIM推廣與應(yīng)用的征程上呈螺旋上升的態(tài)勢，從最初的建筑單專業(yè)BIM設(shè)計到全專業(yè)。這一過程中，中國院碰到了很多困難，但一次次鼓起勇氣不斷探索，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿珜I(yè)的BIM實踐。在2012年完成諸多標(biāo)桿型項目之后，良好的實踐效果給了中國院深刻的鼓舞，隨后中國院成立了BIM設(shè)計研究中心。

對于中國院BIM設(shè)計研究中心來說，首先，它是一個生產(chǎn)型團(tuán)隊，在研究中心里的所有人都使用BIM技術(shù)做項目設(shè)計，研究中心是設(shè)計BIM的方式。第二，研究中心的工作是研究型的團(tuán)隊，以提高工作效率、提高質(zhì)量為目標(biāo)，從而總結(jié)出一套成熟的BIM設(shè)計方法，并形成一些BIM標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)庫。第三，研究中心是一個支撐型團(tuán)隊，中心所編制的實踐手冊、標(biāo)準(zhǔn)等會在院內(nèi)推廣，協(xié)助中國院完成BIM技術(shù)的實踐和推廣。

以中國院的標(biāo)桿型項目——中國移動國際信息港二期項目為例，這個項目在全專業(yè)、全過程中運(yùn)用了BIM技術(shù)，并在過程中有了很多的拓展和應(yīng)用。它在協(xié)同中用了多款的軟件完成了協(xié)同設(shè)計研究、綠色方針、虛擬現(xiàn)實、云技術(shù)以及和施工相關(guān)的研究；在拓展中研究了標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)作流程包括一些難點的攻關(guān)。這個項目當(dāng)中應(yīng)用了多款軟件，最為關(guān)鍵的是多款軟件中的信息傳遞問題，由于軟件之間的接口不同，為了提高工作效率，同時不丟失相關(guān)信息，研究中心找到了從一款軟件傳遞給另外一款軟件的方法。眾所周知，大部分圖紙是從模型中打印出來的，然而模型卻大于圖紙。為什么模型大于圖紙呢？首先，圖紙跟模型是同步的，還有很多的信息是打印不出來的，設(shè)計團(tuán)隊把模型提供給業(yè)主，用于他的招標(biāo)、采購以及施工，這些信息是非常有價值的，所以從這個角度說“模型大于圖紙”。

BIM設(shè)計研究中心的實踐研究可以得到這樣的結(jié)論，這個專業(yè)可以100%從模型中解決出圖的問題。那還有些什么東西沒有解決呢？鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點還沒有得到解決，但這至少告訴大家“可以”、“可能”的概念。再以管線綜合功能為例，它有另一個比較實用的功能，就是同一個模型中的“多方案比較”。在項目設(shè)計過程中，業(yè)主會給設(shè)計師提出很多要求，如此一來，同樣一個問題就會產(chǎn)生多種解決方案，設(shè)計師就可以在同一個模型里來做這種比較。多方案比較可以載入同一個模型，減少專業(yè)之間的壁壘，對業(yè)主是很好的交流手段。由此可見，可視化可以大幅度提高設(shè)計師的工作效率、提升工作質(zhì)量，并幫助建筑師、結(jié)構(gòu)師完成高質(zhì)量、精細(xì)化的設(shè)計。

在設(shè)計過程中同樣可以用模型完成很多綠色、仿真的計算，并完成空調(diào)模擬的設(shè)計以及采光模擬、能耗的計算。除了這些還有一個非常好的方式，就是可以把它放置在我們的手機(jī)和iPad等移動終端里，利用云技術(shù)讓我們的工作方式和交流方式產(chǎn)生變革。BIM技術(shù)的優(yōu)勢在于，在設(shè)計環(huán)節(jié)能最大化地對建筑信息模型進(jìn)行分析，同時通過與各環(huán)節(jié)人員的有效溝通，盡可能早地在設(shè)計階段解決錯誤和需求變更，降低成本，提高效率。在流程環(huán)節(jié)，BIM能夠增強(qiáng)協(xié)同、實現(xiàn)建筑的全生命周期管理。

BIM技術(shù)的亮點是可以找到設(shè)計中的不足，并對這些缺陷進(jìn)行優(yōu)化和完善。在設(shè)計實踐過程中，中國院利用BIM技術(shù)在設(shè)計中找到了很多缺陷，例如門與消防拴的碰撞，以及缺失欄桿等各種各樣小的設(shè)計失誤。此外，在中國院應(yīng)用了云技術(shù)之后，原來在傳統(tǒng)意義上需要用3小時進(jìn)行渲染的工作，現(xiàn)在用30分鐘就能夠完成，包括一些小的動畫渲染也能夠在30分鐘左右就能夠完成，極大的提高了工作效率。同時，中國院還幫助業(yè)主在設(shè)計上提供一些招標(biāo)文件，這樣業(yè)主可以在招標(biāo)過程中有的放矢的找到他想要的施工企業(yè)。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

中國院還做了很多的拓展應(yīng)用，比如標(biāo)準(zhǔn)制定、合作流程和難點攻關(guān)等。首先，中國院研究了國內(nèi)外的BIM標(biāo)準(zhǔn)，在研究中發(fā)現(xiàn)例如英國的標(biāo)準(zhǔn)實際上是實踐型標(biāo)準(zhǔn)，對中國院的BIM實踐非常有幫助；美國的標(biāo)準(zhǔn)從宏觀上說是一個包容性很強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，在最初接觸時對于其中的很多東西并不理解，但在后期的實踐過程中逐漸體會到了其中的優(yōu)勢。目前，中國也在積極的編制關(guān)于BIM方面的標(biāo)準(zhǔn)，在這一過程中，BIM設(shè)計研究中心給中國院編寫了相關(guān)的資源標(biāo)準(zhǔn)、行為標(biāo)準(zhǔn)和交付標(biāo)準(zhǔn)等，這些標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)用于其它項目和目前正在進(jìn)行的各大項目中。

BIM的出現(xiàn)使設(shè)計師告別了二維時代的貧乏表達(dá)方式，然而BIM在帶給設(shè)計師前所未有的工作體驗之外，同時也使設(shè)計師為這一結(jié)果付出更多的努力。從出圖標(biāo)準(zhǔn)再到施工圖出圖，設(shè)計師在應(yīng)用BIM技術(shù)之后，較傳統(tǒng)意義上的工作提高了50%的工作量。對于專業(yè)協(xié)同方面，在使用BIM技術(shù)后發(fā)生了一些改變。在沒使用BIM技術(shù)之前，有一些效率會提高，有些效率會降低，但是總的來講是好的結(jié)果。比如建筑模型可以直接提供給暖通專業(yè)，暖通專業(yè)30分鐘就可以算出能耗，這樣一來，過去需要3、4天才能完成的工作如今30分鐘就可以完成。

那么這些增加的工作量來自于哪里？首先，大部分來自于精細(xì)化設(shè)計，因為設(shè)計師使用BIM技術(shù)以后，精細(xì)化設(shè)計的程度相較之前提高了很多，業(yè)主得到了很多實惠，這一過程中，設(shè)計人員就要付出更多的努力。其次，工作量的增加也來自于應(yīng)用軟件。任何企業(yè)在應(yīng)用BIM技術(shù)、推廣BIM技術(shù)的時候都會想“我是不是能夠承受這個工作量的提高”，BIM的應(yīng)用實踐確實要投入大量的人力、物力和財力。諸如此類來自各個方面的因素，都在無形中增加了設(shè)計師的工作量。BIM在改變傳統(tǒng)的設(shè)計方式的同時，也帶來了一定的挑戰(zhàn)。

眼下，市場的競爭環(huán)境很激烈，業(yè)主對于BIM的接受度也有限。對于其中能接受BIM技術(shù)的業(yè)主，大致分為兩類，一是經(jīng)濟(jì)效益特別好的企業(yè)，自用型會很在意BIM的應(yīng)用程度；二是對于技術(shù)很敏感的業(yè)主，他們愿意嘗試用BIM技術(shù)完成建設(shè)項目。對于建筑本身來說，它不僅僅是一個單一的產(chǎn)業(yè)，更是一個產(chǎn)業(yè)鏈條，BIM要在建筑全產(chǎn)業(yè)鏈條打通應(yīng)用，還有賴于三維設(shè)計和出圖的標(biāo)準(zhǔn)化以及BIM知識的普及化。

BIM在中國建筑設(shè)計研究院才剛剛開始，中國院里高度重視BIM的推廣與應(yīng)用，也將著力推動更多的專業(yè)協(xié)同，進(jìn)一步深化專業(yè)化管理，提高設(shè)計質(zhì)量，提升項目品質(zhì)，提升核心競爭力和品牌價值，促進(jìn)企業(yè)持續(xù)、快速健康發(fā)展。相信BIM在中國建筑設(shè)計研究院將會有一個加速度的蓬勃發(fā)展，并引領(lǐng)整個行業(yè)變革發(fā)展。