淺談國內(nèi)公共建筑中的BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀研究

黃晨曦

（西南交通大學(xué)）

1 BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)《中國建筑業(yè)BIM應(yīng)用分析報告（2020）》可知：超50%的企業(yè)已使用BIM 超過三年，與2019 年的應(yīng)用情況相比，應(yīng)用超過3 年的企業(yè)占比提高了7.7%。從項目類型來看，公共建筑占比73.54%。如此看來，BIM技術(shù)主要應(yīng)用于公共建筑項目。因此，筆者希望以2011-2020 年“創(chuàng)新杯”建筑信息模型（BIM）應(yīng)用大賽精品案例和全球工程建設(shè)業(yè)卓越BIM大賽中實際建成的部分國內(nèi)公共建筑項目作為代表，以項目建設(shè)過程中BIM 技術(shù)參與階段為維度來對案例進行分類，并歸納總結(jié)其優(yōu)缺點，為以后BIM 技術(shù)在建設(shè)項目中的應(yīng)用及發(fā)展提供參考依據(jù)。三種情況分別為邊緣式應(yīng)用、階段式應(yīng)用和全生命周期式運用[1-3]。

2 邊緣式應(yīng)用

邊緣式應(yīng)用是指在工程建設(shè)過程中，BIM 技術(shù)主要參與其中的一個階段，一般是設(shè)計階段或施工階段，如圖1 所示。該類型項目主要通過運用BIM技術(shù)進行場地分析、災(zāi)害模擬或施工過程模擬等工作，促使設(shè)計或施工階段更高效、精確，提高與業(yè)主單位之間的溝通效率。

圖1 BIM技術(shù)在建設(shè)項目中的應(yīng)用

符合這種模式的項目有古北SOHO、黑瞎子島北大荒現(xiàn)代生態(tài)園、上海金山萬達等，如表1 所示。在這類項目中，仍然以傳統(tǒng)工程建設(shè)流程為主，BIM技術(shù)承擔(dān)輔助作用，主要運用了BIM的可視化、分析性等特性。

表1 BIM應(yīng)用案例

當(dāng)BIM 主要應(yīng)用于前期方案設(shè)計階段時，主要體現(xiàn)出其可視化與分析性兩種特性。在BIM 的3D虛擬項目環(huán)境下，可以清晰定量分析項目的物理環(huán)境，從而實現(xiàn)綠色節(jié)能設(shè)計，同時可以向業(yè)主直觀表現(xiàn)其形式結(jié)構(gòu)，方便業(yè)主與設(shè)計方進行高效溝通。

當(dāng)BIM 主要應(yīng)用于后期施工圖設(shè)計階段時，主要體現(xiàn)出其可視化與協(xié)調(diào)性。與傳統(tǒng)的CAD 二維制圖相比BIM模型能夠綜合建筑、結(jié)構(gòu)、機電等各專業(yè)信息，完成碰撞檢查、管線綜合等工作，及時對模型不合理之處進行調(diào)整，避免錯、漏、碰、缺現(xiàn)象的發(fā)生，達到提高施工圖質(zhì)量的目的。

當(dāng)BIM 主要應(yīng)用于施工階段時，則主要體現(xiàn)出可視化與模擬性兩種特性。該類型項目中BIM技術(shù)主要應(yīng)用于復(fù)雜工況下的施工模擬、復(fù)雜節(jié)點3D模型技術(shù)交底、機電管線綜合排布優(yōu)化以及對現(xiàn)場安全、質(zhì)量、進度、造價等全方位進行管理，從各個方面保證項目施工任務(wù)的順利進行，提升項目整體精細(xì)化管理能力。

邊緣化應(yīng)用項目中的BIM 應(yīng)用程度較低，在實際工程中實施難度較小，對應(yīng)用方要求相對較低，但是能夠?qū)椖窟M行適當(dāng)優(yōu)化。因此，這種模式比較適合剛開始接觸BIM技術(shù)的設(shè)計方或施工方。但是當(dāng)BIM 技術(shù)只被應(yīng)用于設(shè)計階段時，會出現(xiàn)大部分設(shè)計師的設(shè)計習(xí)慣與利用BIM 進行正向設(shè)計相悖，難以適應(yīng)BIM 技術(shù)的情況。而且當(dāng)BIM 技術(shù)只被應(yīng)用于施工階段時，設(shè)計工作已經(jīng)完成，并且多采用二維圖紙作為表達方式，致使施工階段需要重新進行“翻?！薄Ｍ瑫r，由于設(shè)計階段未進行碰撞檢查等工作，后期施工階段中容易產(chǎn)生一系列問題，拉低工作效率。

3 階段式應(yīng)用

階段式應(yīng)用是指在工程建設(shè)過程中，BIM 技術(shù)主要參與其中的兩個階段，大部分是參與設(shè)計階段和施工階段，如圖1 所示。部分項目會在策劃階段制定相應(yīng)的BIM模型交付標(biāo)準(zhǔn)，組建專業(yè)的BIM小組。在建筑設(shè)計階段，利用BIM 消除不同部門之間信息傳遞的滯后性和誤差性。然后進行管線預(yù)埋、洞口預(yù)留、凈高控制以及工程量分析等工作，再將其提交給施工方。在施工過程中利用BIM技術(shù)做材料擺放、道路規(guī)劃、水電規(guī)劃等工作。施工方提供的施工模擬結(jié)果會反作用于設(shè)計階段的施工圖深化設(shè)計,從而達成設(shè)計方與施工方的高效溝通。符合這種模式的項目有梅賽德斯—奔馳文化中心、長春市規(guī)劃展覽館及博物館等，如表1所示。

在該類項目中，BIM 技術(shù)與工程建設(shè)過程的關(guān)系較為緊密，能夠基本滿足施工方與設(shè)計方的應(yīng)用需求。圍繞建設(shè)各方協(xié)同創(chuàng)造的BIM模型能夠更清楚地展示出建筑的標(biāo)高、材質(zhì)、節(jié)點連接方式等特性，設(shè)計方和施工方能夠更加高效地展開專業(yè)計算與分析、設(shè)備材料統(tǒng)計、施工進度模擬與安裝模擬等工作，從而節(jié)省項目的時間成本和經(jīng)濟成本。但是階段式應(yīng)用建筑項目中，受限于設(shè)計周期、三維設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不夠完善等因素，部分項目選擇在方案設(shè)計完成之后，在Revit 中重新制作BIM 模型，再利用其模型進行后期的方案優(yōu)化和施工圖設(shè)計，會造成一定程度的時間浪費和模型沖突問題。

4 全生命周期式應(yīng)用

全生命周期式應(yīng)用是BIM技術(shù)參與該項目全壽命周期，形成完整體系，如圖1 所示。在策劃階段，項目參與人員會明確BIM 實施目標(biāo)與準(zhǔn)則，確定BIM 應(yīng)用內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計階段，設(shè)計方會運用BIM 技術(shù)建立并整合信息模型，從而添加相應(yīng)的屬性信息，進行深化設(shè)計等工作。在施工階段，施工方會依靠BIM技術(shù)把握工程重點、難點，合理組織施工進度，建立施工方案。最后運維階段，匯集各種信息的BIM 模型可以被用于指定運營維護方案，支持后期管理等作用。符合這種模式的項目有北京中信大廈、城奧大廈、大興機場等，如表1所示。

這一類型的項目中，BIM技術(shù)從造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)實施、設(shè)備管理等多方面為工程建設(shè)流程服務(wù)。與前兩種模式最為不同的是在運維階段的應(yīng)用。針對建筑內(nèi)所擁有的機電系統(tǒng)，BIM 模型可輔助搭建數(shù)據(jù)可視化3D模型地圖，將智能化各子系統(tǒng)集成可視化平臺上，使建筑的運營情況可視化[4]。這一類項目中的BIM 應(yīng)用程度最高，充當(dāng)一個全方面信息知識共享平臺，幫助團隊工作人員完成更綠色、更高效、更精細(xì)的工程。在規(guī)模較大、統(tǒng)籌部門較多、意義重大以及未來運行時間長遠(yuǎn)的公共建筑項目中，將BIM技術(shù)應(yīng)用于全生命周期能夠提高建筑前期建設(shè)時期的建造效率，也能降低后期運營維護階段的人力與財力開支。但該模式實施難度較大，對業(yè)主、設(shè)計方、施工方要求較高，比較適合有一定BIM運用經(jīng)驗的公司。

5 結(jié)語

這三種應(yīng)用情況中，BIM 技術(shù)的使用廣度和深度呈現(xiàn)遞進狀態(tài)，BIM 運用方由單一方逐漸轉(zhuǎn)化為多方協(xié)作，其可視化、協(xié)調(diào)性、分析性、模擬性和集成性逐步得到利用，協(xié)同運作難度也在逐漸上升。設(shè)計方、施工方以及業(yè)主可以根據(jù)自身的BIM 運用能力高低，BIM 使用目的的不同來靈活運用BIM 技術(shù)。大多數(shù)學(xué)者和專家認(rèn)為在項目全壽命周期應(yīng)用BIM 才能真正體現(xiàn)BIM 的價值所在，但是目前BIM技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用主要是實現(xiàn)項目前期光照分析、聲學(xué)分析、復(fù)雜造型落地和不同專業(yè)模型碰撞檢查等工作。想要實現(xiàn)BIM 全壽命周期應(yīng)用，甚至提升優(yōu)化BIM 的應(yīng)用模式，仍然需要整個建筑行業(yè)和國家政策的支持。