我國BIM研究應用進展與發(fā)展展望

      “十一五”以來，BIM理念在建筑業(yè)逐步深入人心，BIM的重要性和意義在行業(yè)已得到共識，被作為支撐行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的核心技術(shù)重點發(fā)展。通過不斷研發(fā)、試點示范應用和推廣，我國BIM發(fā)展至今，應用環(huán)境已初步成熟，BIM普及應用條件已經(jīng)具備。但是，我國BIM應用發(fā)展不均衡，總體水平上還有待提高，特別是還未掌握核心基礎(chǔ)軟件技術(shù)。

      我國BIM技術(shù)應用現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為以下幾方面：一是關(guān)鍵技術(shù)專項研究持續(xù)深入，二是行業(yè)技術(shù)政策不斷推進，三是國家BIM標準正在編制完善，四是設(shè)計領(lǐng)域應用BIM推動協(xié)同設(shè)計發(fā)展，五是施工領(lǐng)域正在從技術(shù)應用到綜合應用深入，六是“云+網(wǎng)+端”的應用模式正在逐步形成，七是“智慧工地”迅猛增長。

      探索中前進

      在設(shè)計領(lǐng)域，應用BIM推動協(xié)同設(shè)計發(fā)展。串行的“拋過墻式”設(shè)計容易帶來“錯漏碰缺”、效率低下等弊端，部分設(shè)計企業(yè)信息化應用處于“集成應用與協(xié)同設(shè)計管理”的初步協(xié)同階段。個別設(shè)計企業(yè)處于“基于BIM的集成與協(xié)同”高級協(xié)同階段。目前應用較多的BIM協(xié)同是專業(yè)協(xié)同、空間協(xié)調(diào)，以避免模型數(shù)據(jù)的重復錄入。

      在施工領(lǐng)域，BIM應用正在逐步深入，“云+網(wǎng)+端”的應用模式正在逐步形成。在過去幾年的發(fā)展過程中，施工BIM應用還是以單項任務(wù)為主要應用方式。隨著技術(shù)的不斷成熟，BIM逐漸成為解決包括成本管理、進度管理、質(zhì)量管理等項目管理問題的有效手段之一，其應用重心也從單點技術(shù)應用向項目管理應用方向逐步過渡。隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)通信等信息技術(shù)的迅速發(fā)展，云存儲和移動設(shè)備的應用，滿足了工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)和信息的實時采集、高效分析、及時發(fā)布和隨時獲取等需求，進而形成了“云+網(wǎng)+端”的應用模式。這種基于網(wǎng)絡(luò)的多方協(xié)同應用方式與BIM集成應用，形成優(yōu)勢互補，為實現(xiàn)工地現(xiàn)場不同參與者之間的協(xié)同與共享，以及對現(xiàn)場管理過程監(jiān)控都起到了顯著的作用。

      建筑行業(yè)順應“智慧社會”發(fā)展潮流，將BIM和“大、智、物、移、云”等信息技術(shù)與施工現(xiàn)場生產(chǎn)、管理深度結(jié)合，有效提高施工現(xiàn)場管理水平，營造出新型的建造環(huán)境，稱之為“智慧工地”，已展現(xiàn)出爆發(fā)性增長的態(tài)勢。目前智慧工地仍然處于起步和初期發(fā)展階段，還有長足的成長空間。

      未來發(fā)展重點

      當今世界處于以信息化全面引領(lǐng)創(chuàng)新、以信息化為基礎(chǔ)重構(gòu)國家核心競爭力的新階段，正迎來新一輪信息革命浪潮。高質(zhì)量發(fā)展是2017年黨的十九大首次提出的新表述，表明中國經(jīng)濟由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。提升品質(zhì)、節(jié)能環(huán)保是中國建造未來發(fā)展需要解決的主要問題。

      新一輪信息革命帶來產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線革命性變化和商業(yè)模式突破性創(chuàng)新，使社會生產(chǎn)呈現(xiàn)出生產(chǎn)方式智能化、產(chǎn)業(yè)形態(tài)數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)組織平臺化的新特征。以節(jié)能環(huán)保為核心的綠色建造改變傳統(tǒng)的建造方式，以信息化融合工業(yè)化形成數(shù)字建造逐漸提升到智慧建造是未來發(fā)展的基本方向。

      建筑業(yè)未來發(fā)展的重點是綠色化、工業(yè)化、智慧化。我們現(xiàn)在正處在一個軟件定義、數(shù)據(jù)驅(qū)動的時代，信息技術(shù)支撐下的智慧建造，是大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)和智能設(shè)備與工程建造技術(shù)的深度融合與集成，盡可能解放人力，從體力替代逐步發(fā)展到腦力增強，提高工程建造的生產(chǎn)力和效率，提升人的創(chuàng)造力和科學決策能力。

      BIM在建設(shè)全過程中應用的初步探索——幸福林帶項目實踐

      西安市幸福林帶項目，長6公里、寬140米，規(guī)劃面積17.63平方公里，是全球最大的地下空間綜合體，全國最大的城市林帶景觀建設(shè)項目，西北地區(qū)首個PPP+EPC模式合作項目的典范工程，包含地鐵工程、市政道路、風景園林、綜合管廊、地下空間開發(fā)、智慧城市、海綿城市等多種業(yè)態(tài)的城市基礎(chǔ)設(shè)施綜合改造項目，項目總投資約200億元。

      中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司在幸福林帶項目的定位和落地過程中，利用“兩全一站式”商業(yè)模式，形成集“四位一體”城市建設(shè)、“四性融合”設(shè)計思想和“四個促進”可持續(xù)發(fā)展的城市發(fā)展新理念，科學系統(tǒng)地回答了“建設(shè)一個什么樣的幸福林帶”和“如何建設(shè)幸福林帶”的問題。

      幸福林帶是住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部全過程工程咨詢試點項目，采取以設(shè)計為主導、策劃先行的咨詢服務(wù)模式。按照集城市規(guī)劃、城市設(shè)計、城市建筑設(shè)計、城市基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計“四位一體”的城市建設(shè)理念，將幸福林帶策劃為既充分體現(xiàn)先進的城市發(fā)展理念，又擔負起作為“絲路起點、幸福地標”的時代使命，形成以突出林帶“綠色”主題為基礎(chǔ)、打造區(qū)域綜合立體交通體系為紐帶、融合先進城市規(guī)劃建設(shè)理念為依托、滿足城市居民需求和完善區(qū)域產(chǎn)業(yè)形態(tài)為根本的綜合設(shè)計方案，為政府決策提供了充足的依據(jù)。

      針對項目融資與建設(shè)模式，在“兩全一站”商業(yè)模式指導下，提出了集策劃、投資、設(shè)計、建造、運營“五位一體”的全產(chǎn)業(yè)鏈融合模式，創(chuàng)新性地提出采用PPP+EPC模式實施。既解決了投融資及運營問題，又在建設(shè)過程中充分發(fā)揮工程總承包商技術(shù)及管理優(yōu)勢，保證項目工期及質(zhì)量，降低投資風險。

      BIM技術(shù)促進“兩全一站式”模式的發(fā)展。以“業(yè)主需求和利益”為基礎(chǔ)，以“管理與技術(shù)有機融合”為核心，以“搭建平臺聚集資源”為保障，以“利用信息化工具”為手段，推動全產(chǎn)業(yè)鏈資源整合。

      BIM技術(shù)助力城市新理念的提升。從BIM到CIM的技術(shù)發(fā)展升級，帶動并促進了城市發(fā)展新理念，其中“四位一體”是協(xié)同的關(guān)鍵，“四性融合”是協(xié)同的重點，“四個促進”是協(xié)同的結(jié)果。

      BIM技術(shù)改進產(chǎn)學研用的新流程。產(chǎn)學研用的新流程是數(shù)字化的，科研成果是數(shù)字化的，技術(shù)本身是數(shù)字化的。通過關(guān)鍵的“用”，承上啟下的“用”、紐帶的“用”，對前端產(chǎn)學研有深刻了解，又對末端深切關(guān)注地“用”，有效實現(xiàn)了產(chǎn)、學、研、“用”的科學體系。

      幸福林帶項目的BIM技術(shù)全過程應用主要體現(xiàn)在三個方面。一是在統(tǒng)籌策劃與分階段進行BIM應用。在初步設(shè)計階段，通過BIM技術(shù)整體優(yōu)化了項目設(shè)計標高，僅此一項即實現(xiàn)節(jié)約土方約50萬立方米，節(jié)約造價約5000余萬元。二是以“時效性”和“專人專事”為原則，建立設(shè)計與施工應用融合的技術(shù)標準體系。三是以BIM技術(shù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)運營維護數(shù)據(jù)信息化，將使用過程中的數(shù)據(jù)全部數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化，方便數(shù)據(jù)的價值挖掘，為本項目及后續(xù)項目提供寶貴的數(shù)據(jù)倉庫，提升管理決策能力。

      項目建立了樹狀BIM實施體系，通過完善的BIM組織架構(gòu)和BIM總體應用流程，從“正向設(shè)計，逆向控制”出發(fā)，以BIM技術(shù)作為手段，以BIM云平臺為工具，在設(shè)計階段，引入施工優(yōu)化，融合施工需求，通過創(chuàng)建各階段可建造性施工模型，逆向約束設(shè)計技術(shù)方案選擇和技術(shù)細節(jié)，實現(xiàn)層級費用控制和工期控制等多維目標，使設(shè)計、施工深度融合。

      BIM技術(shù)在幸福林帶項目中“兩全一站式”商業(yè)模式的探索實踐過程，是生產(chǎn)組織模式、商業(yè)管理模式的變革，是我國在民用建筑行業(yè)推進建筑業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的縮影，有利于國家近來推廣的建筑師負責制更好地落地，對建筑業(yè)的改革與轉(zhuǎn)型升級具有很好的社會實踐價值。

基于BIM的數(shù)字建造實踐

      當前，BIM技術(shù)應用在我國正如火如荼地開展，但依然存在很多不同的聲音。我認為，BIM技術(shù)的功用還遠遠沒有發(fā)揮出它應該具備的水平。BIM不能只是局限于模型，要基于模型來挖掘數(shù)據(jù)核心支撐各種信息，同時要與互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)等多種方式相融合，才會發(fā)揮更好的作用。下面我與大家一起分享中建八局在推進BIM技術(shù)及基于BIB的數(shù)字建造實踐和策略。

      第一，將企業(yè)的戰(zhàn)略引導和個人的積極參與結(jié)合起來。從企業(yè)層面來看，首先成立BIM工作的領(lǐng)導小組，通過科技系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、商法系統(tǒng)等全面推進。在這個基礎(chǔ)上組建的具體的工作機構(gòu)，分為工作站、工作室、工作組3個層級。同時制定企業(yè)的BIM工作標準，并與國家行業(yè)標準編制同步。個人層面，培育一批BIM發(fā)燒友，鼓勵他們運用、推進這項工作。在重點、難點工程中，自覺將BIM作為工具去解決問題。然后將BIM與信息技術(shù)融合，多角度地拓展BIM技術(shù)的應用面。

      第二，將重點項目的引領(lǐng)和一般的項目的跟進結(jié)合起來。中建八局得益于社會提供的條件，所承建的工程都具有體量大、難度高等特點。比如說天津周大福項目、吉林北山滑雪場項目、重慶來福士廣場。這些項目的應用，在解決好項目技術(shù)及管理難題的同時，也帶動了單位其它項目的BIM技術(shù)應用。

      第三，廣泛地參與各類比賽，以賽促用。2014年開始，中建八局每年組織一次BIM競賽，通過選拔，將好的作品推薦到國內(nèi)外各項BIM技術(shù)大賽競技，多年來，我們不僅獲得了AEC全球BIM卓越大賽施工類大獎，還獲得了中勘協(xié)、中建協(xié)、中安協(xié)等一系列BIM競賽的第一名，既把年輕工程技術(shù)人員爭強好勝的信心帶動起來，也將這種成果和日常工作及施工現(xiàn)場的實際應用結(jié)合起來。

      第四，科技立項開道，促進BIM落地生根。圍繞著實際應用，開發(fā)自己的管理平臺、施工工藝平臺、快速建模平臺、工程量算量平臺以及基于BIM的工程質(zhì)量的驗收系統(tǒng)等研究開發(fā)工作，解決好現(xiàn)有BIM技術(shù)軟件實際落地的“最后一公里”問題，將實際應用與現(xiàn)有國內(nèi)外BIM軟件功能較好地結(jié)合起來。

      第五，多方融合，探索智慧或數(shù)字建造。建立智慧圖紙系統(tǒng)，把相關(guān)的圖紙通過和標準的融合、現(xiàn)場的融合，操作工人可以直接通過模型來進行現(xiàn)場施工，這項工作實際上大大提高了工人和管理人員的溝通，對圖紙的理解，對標準規(guī)范的理解，進而達到對設(shè)計、顧問、業(yè)主關(guān)于建筑功能、建造理念的理解，為工程的數(shù)字建造工作奠定了基礎(chǔ)。

      隨著社會的高度發(fā)展，智能建筑、智慧建筑、智慧社區(qū)等成為社會追求與需要的成果，而所有這些成果要通過智能建造、智慧建造的方式去實現(xiàn)。作為實現(xiàn)的手段，數(shù)字建造是基礎(chǔ)。數(shù)字建造的基礎(chǔ)打得越牢固，過程走得越順利，最終結(jié)果就會越好。因此，數(shù)字建造工作應該把它作為重中之重來全面推進。

      對此，我有以下設(shè)想：一是將一切的建筑實體和數(shù)字關(guān)聯(lián)，現(xiàn)階段利用BIM技術(shù)可以初步實現(xiàn)這個目標，也就是將建筑模型對應的信息數(shù)字化。二是將每個建造活動和數(shù)字關(guān)聯(lián)起來，現(xiàn)階段通過BIM的4D可以快速有效地關(guān)聯(lián)起來。三是將每一個階段參與方的活動和數(shù)字關(guān)聯(lián)起來，目前通過BIM協(xié)同管理平臺能夠比較好地做到這一步。四是將建筑各配件的物流管控和數(shù)字關(guān)聯(lián)起來，現(xiàn)階段通過物聯(lián)網(wǎng)、二維碼等相關(guān)技術(shù)手段，可以做好這個工作。五是將現(xiàn)場的各種管理工作與數(shù)字結(jié)合起來，通過智慧工地系統(tǒng)可以比較好地實現(xiàn)。六是將全體員工的工作成果和數(shù)字關(guān)聯(lián)起來，實現(xiàn)全員用BIM信息，進而實現(xiàn)BIM技術(shù)貫穿到整個建設(shè)工程的始終。

      5G正在到來，預示著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等將越來越多地融入到我們的工作和生活之中，在5G技術(shù)的支撐下，建筑工程數(shù)字建造的設(shè)想將會逐步擴展、推進，現(xiàn)有技術(shù)會得到進一步的修整、充實和完善。衷心希望，我們?nèi)w同仁的共同努力，能夠快速地推進數(shù)字建造和智慧建造的工作，讓中國建造助力中國夢早日實現(xiàn)。

西安國際會議中心全生命周期 BIM技術(shù)實踐

      西安國際會議中心于2017年11月底開工，2019年7月底竣工落成，創(chuàng)造了21個月內(nèi)完成了項目整體設(shè)計施工建造的優(yōu)異成績，較常規(guī)工程項目建設(shè)壓縮了一年以上建設(shè)周期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟和社會效益。BIM技術(shù)在設(shè)計、加工制作、安裝施工全過程的應用有效解決了建設(shè)過程的痛點，為項目多快好省建成起到了重要的作用。

      設(shè)計階段

      鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計階段利用BIM技術(shù)進行結(jié)構(gòu)方案展示和對比決策，表達節(jié)點細部構(gòu)造及對建筑構(gòu)造影響，通過建筑、結(jié)構(gòu)、機電多專業(yè)前置碰撞分析和復雜節(jié)點細部構(gòu)造分析及優(yōu)化等，保證結(jié)構(gòu)專業(yè)先行出圖，保證現(xiàn)場搶工圖紙進度需求。

      幕墻設(shè)計。在施工圖設(shè)計階段，一是進行結(jié)構(gòu)、幕墻BIM整體計算模型分析，保證整體受力和變形的協(xié)調(diào)一致性；二是依托模型進行鋼吊柱等構(gòu)件優(yōu)化分析；三是輔助關(guān)鍵細部構(gòu)造節(jié)點設(shè)計；

      機電設(shè)計。BIM技術(shù)在機電工程設(shè)計過程中主要應用包括：一是指導機電穿桁架設(shè)計，二是通過對機電管線的避讓和穿行優(yōu)化，提升重要空間凈高，營造建筑效果；三是通過機電、結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)調(diào)，進行碰撞檢查及管綜優(yōu)化，指導對結(jié)構(gòu)腹桿、桁架碰撞管線區(qū)域進行修改，實現(xiàn)機電管線與鋼結(jié)構(gòu)同步深化驗證；四是進行細部管井碰撞區(qū)域研究及變更調(diào)整指導；五是輔助設(shè)計成果交底和深化設(shè)計復核。

      室內(nèi)裝飾設(shè)計。在建筑方案階段，建筑方案設(shè)計單位提供室內(nèi)裝飾控制模型分區(qū)展示，提供重要裝飾部位模型和技術(shù)指引，確保室內(nèi)設(shè)計院對建筑造型關(guān)系理解透徹；在室內(nèi)方案設(shè)計階段，室內(nèi)設(shè)計院提交會議中心室內(nèi)裝飾控制模型分區(qū)展示，便于效果確認；在室內(nèi)施工圖設(shè)計階段，通過建立裝飾面層控制模型指導施工圖設(shè)計，指導墻面與地面構(gòu)造設(shè)計。

      施工階段

      鋼結(jié)構(gòu)工程。在工程實施階段，一方面施工單位基于設(shè)計BIM模型進行節(jié)點深化分析和結(jié)構(gòu)碰撞分析指導深化設(shè)計工作，同時完善BIM模型。另一方面利用BIM鋼構(gòu)施工方案部署、安裝變形分析和關(guān)鍵過程施工模擬指導。

      幕墻工程。在深化設(shè)計階段，一是通過深化BIM模型確認細部做法，優(yōu)化分格；二是進行幕墻表皮BIM碰撞檢查。

      機電工程。施工單位在設(shè)計BIM模型基礎(chǔ)上進一步深化，指導深化設(shè)計工作。支吊架是管線安裝的基礎(chǔ)，且支吊架數(shù)量龐大、形式多樣、標準不一，建模難度極大，計算困難，施工單位以開發(fā)的支吊架布置插件為基礎(chǔ)，在本項目進行了BIM+支吊架的應用。同時進行標準化出圖和現(xiàn)場裝配化安裝指導。

      室內(nèi)裝飾工程。深化設(shè)計階段前期基于BIM技術(shù)進行場地測量掃描。利用BIM技術(shù)，進行室內(nèi)精裝修施工的定位放線及材料加工制作等，并助力最終完成專業(yè)綜合后集成的多系統(tǒng)定位放線。

      運營階段

      運營階段主要是BIM智慧運營平臺的建設(shè)和應用，結(jié)合項目場館的功能特點和運營需求，實施過程先要確定系統(tǒng)功能模塊、模型、信息、平臺間數(shù)據(jù)交換內(nèi)容及交互方式、接入弱電系統(tǒng)及需獲取的信息內(nèi)容，形成確定的BIM運維實施方案。

      BIM技術(shù)的應用讓建筑行業(yè)從二維時代進入三維時代，展望未來，BIM+5G技術(shù)一定會實現(xiàn)對建筑行業(yè)推動數(shù)字化變革。我們將繼續(xù)努力，將前期積累的BIM成果，延續(xù)到運營階段，發(fā)揮更大的作用，力爭將本項目打造成為工程建設(shè)項目BIM運用的經(jīng)典案例。

BIM技術(shù) 驅(qū)動建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

      兩年前，在雄安市民服務(wù)中心建設(shè)中，集成了BIM技術(shù)、CIM技術(shù)、裝配式建造方式等30多項國際先進建設(shè)理念。今年，雄安BIM管理平臺第一標形成了爆炸式新聞，雄安新區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在積極擁抱BIM技術(shù)。雄安的創(chuàng)新試驗標志著中國城市建設(shè)正式開始進入“數(shù)字城市”時代，是中國建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的集中表現(xiàn)。

      作為建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動力，BIM技術(shù)的發(fā)展收到了建筑業(yè)人士的廣泛關(guān)注。在10月25日舉辦的第一屆 BIM 技術(shù)高峰論壇會議中，我們發(fā)布了《中國建筑業(yè)企業(yè)BIM應用分析報告（2019）》。這本報告從2017年起連續(xù)編寫，記錄多年行業(yè)發(fā)展蹤跡，總結(jié)和分析我國建筑業(yè)BIM應用發(fā)展趨勢。誠如雄安所展現(xiàn)出來的，近年來BIM技術(shù)在我國施工行業(yè)的應用發(fā)展迅速。報告經(jīng)過歷時4個月的問卷調(diào)研，對31個省市868位BIM用戶進行調(diào)研，從多個視角分析探討2019年建筑業(yè)BIM應用現(xiàn)狀、發(fā)展情況與趨勢、BIM落地方法。

      通過對BIM中心人員和管理層人員為主要人群的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，與2017年相比，今年應用BIM項目數(shù)量在10個以上的企業(yè)占比提升了將近一倍，從16.9%提高到33.07%。有58%的企業(yè)建立了企業(yè)層面的BIM組織。項目的技術(shù)、商務(wù)、生產(chǎn)三方面業(yè)務(wù)內(nèi)容的BIM應用已經(jīng)全部有所覆蓋。應用率超過50%的應用點依然是技術(shù)管理中較為成熟的業(yè)務(wù)，包括碰撞檢查、深化設(shè)計、專項方案模擬、投標方案模擬、圖紙會審與交底等。

      對于企業(yè)在實施BIM中遇到的阻礙因素，缺乏BIM人才連續(xù)三年成為大多企業(yè)共同面臨的核心問題，建立BIM人才培養(yǎng)機制是現(xiàn)階段最迫切的事情。在調(diào)查中與互聯(lián)網(wǎng)、移動技術(shù)、云技術(shù)、人工智能等的集成應用提高施工現(xiàn)場協(xié)同工作效率，項目管理信息系統(tǒng)的集成應用實現(xiàn)項目的精細化管理分別占65.9%和75.35%，是BIM應用的主要發(fā)展趨勢。

      放眼世界數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮，英國一直走在前列。英國政府2015年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，建筑業(yè)也收到了數(shù)字技術(shù)帶來的紅利：2014年建筑業(yè)因為使用BIM技術(shù)費用節(jié)約8.4億英鎊。而國內(nèi)卻還存在一定的認知偏差，例如，認為BIM技術(shù)只適合用于標桿項目，對BIM技術(shù)成熟度認知不準確等。事實是，現(xiàn)如今我國的BIM技術(shù)已經(jīng)可以在變更管理、方案管理、質(zhì)量管理等一般項目所擁有的各個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)中應用，逐漸擺脫標桿化；而萬達、龍湖、綠城等房地產(chǎn)名企作為建設(shè)方也已經(jīng)走在施工企業(yè)前面，紛紛展開BIM技術(shù)應用探索。BIM技術(shù)應用越來越普遍，范圍越來越廣泛。

      正如報告中所說，BIM應用表現(xiàn)一種趨勢：以施工階段應用為核心，BIM技術(shù)與管理全面融合的拓展應用階段， BIM應用從理性走向攀升；從施工技術(shù)管理應用向生產(chǎn)、商務(wù)等施工全面管理應用拓展；從BIM向BIM+智慧工地的集成應用拓展；從項目到企業(yè)，從施工階段向建筑全生命期輻射。

      廣聯(lián)達在2018年提出了“數(shù)字建筑”的概念：利用BIM和云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，它結(jié)合先進的精益建造理論方法，集成人員、流程、數(shù)據(jù)、技術(shù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑的全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、在線化、智能化，從而構(gòu)建項目、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的平臺生態(tài)新體系。

      其中，BIM作為載體，將項目在全生命期內(nèi)的工程信息、管理信息和資源信息集成在統(tǒng)一模型中，將建筑實體與虛擬建筑形成虛實映射的數(shù)字孿生，打通設(shè)計、施工、運維階段分塊割裂的業(yè)務(wù)，真正實現(xiàn)從設(shè)計到施工再到運維的全鏈條數(shù)據(jù)共享，讓BIM的價值體現(xiàn)在建筑的全生命期。BIM技術(shù)是“數(shù)字建筑”“數(shù)字城市”乃至“數(shù)字中國”的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，驅(qū)動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級與可持續(xù)健康發(fā)展。

BIM技術(shù)在被動房建造中的應用

      2019年10月9日，第23屆世界被動房大會在河北省高碑店市舉行，列車新城作為大會的核心示范項目受到了與會人士的極大關(guān)注，這個項目是迄今為止世界上最大體量的被動房社區(qū)，由龍湖集團開發(fā)建設(shè)，中天建設(shè)集團施工總承包。

      被動房包括了隔熱保溫、氣密性、被動式窗戶、無熱橋、高效的熱回收通風五大要素，要滿足這些性能上的要求，設(shè)計、施工均有許多特殊處理，必須借助于BIM技術(shù)開展相關(guān)工作。

      深化設(shè)計

      在深化之初建立統(tǒng)一的建模標準及BIM應用指南，建立工序級精細化建模，創(chuàng)建被動房特有的族元素，制作部分關(guān)鍵節(jié)點做成施工工藝視頻，深化工作主要包括特殊工藝深化、構(gòu)造深化、機電深化、施工措施深化以及建模圖審等內(nèi)容。

      特殊工藝深化主要針對被動房的五大技術(shù)特點，充分運用BIM技術(shù)可視化功能，制作各類關(guān)鍵節(jié)點的施工工藝視頻，實現(xiàn)工藝工序的模擬作業(yè)，增強技術(shù)人員對設(shè)計意圖的理解，同時用于施工技術(shù)交底。另外BIM技術(shù)在各種工況下室內(nèi)氣流場分布規(guī)律的分析、各類管線走向優(yōu)化以及各類預留預埋精準定位方面發(fā)揮了應用價值，從而實現(xiàn)各道工序的高標準和高質(zhì)量。

      構(gòu)造深化聚焦于被動房氣密性、無熱橋等技術(shù)問題，結(jié)合常規(guī)施工工法，在模型創(chuàng)建過程中即識別出質(zhì)量控制難點，針對性開展“全剪外墻，結(jié)構(gòu)拉縫，小墻垛、過梁一次澆筑，套管模塊化一次預埋，層間接茬設(shè)企口，熱橋由線到點”等深化工作，通過構(gòu)造優(yōu)化減少質(zhì)量隱患。

      機電深化與一般項目相似，利用BIM技術(shù)進行管線綜合，形成各專業(yè)平面布置圖和預留預埋圖，實現(xiàn)凈高、排布、走向等方面的優(yōu)化，被動房標準層設(shè)備管線相對較多，樓板里預埋的電管，特別是弱電、空調(diào)通風、消防系統(tǒng)、窗外遮陽等各專業(yè)管線很多，為避免風、水管支架后固定時破壞預埋管線，預埋管線要事先排布走向并精確預埋。

      施工措施深化主要針對實施方案中技術(shù)措施的優(yōu)化，由于被動房對氣密、保溫等方面有苛刻要求，進行了模板、外架、安全防護等方面的深化工作，采用了三段式對拉螺桿、鋁膜拉片、三角支撐式腳手架及機械錨固等技術(shù)措施，利用深化模型對采用的技術(shù)措施預埋件進行定位和材料統(tǒng)計。

      建模圖審首先根據(jù)審圖要點在建模過程中進行問題匯總，基于深化模型進行碰撞檢查。對被動房來說由于錯漏碰缺導致的一些返工將會引起致命的質(zhì)量缺陷，因此在深化工作之后再次進行碰撞檢查顯得非常重要。

      項目管理

      項目管理主要體現(xiàn)在技術(shù)、工程、生產(chǎn)和總承包這幾個方面。

      技術(shù)管理的應用包括場地策劃、技術(shù)交底和施工方案推演，確保現(xiàn)場馬道、臨時設(shè)施及大型設(shè)備等布置合理，通過工藝、方案的動畫演示，對管理人員及工人進行交底，明晰設(shè)計意圖，同時進一步優(yōu)化技術(shù)方案和施工部署。

      工程管理包括質(zhì)量安全管控，借助于模型與實際部位關(guān)聯(lián)和管理流程信息化對質(zhì)量、安全進行平臺化管理，管理數(shù)據(jù)為人員考核、隱患分析等提供了客觀依據(jù)。

      生產(chǎn)管理包括進度模擬和物資供給，通過模型與進度掛接，直觀體現(xiàn)實際與計劃進度的關(guān)系，利于及時調(diào)整關(guān)鍵工序以及資源保障提供。另外，整個社區(qū)較大，被動門窗、保溫隔熱材料等進行物資提量，按需控制材料進場，避免材料閑置、積壓。

      總承包管理體現(xiàn)在協(xié)同，后期各分包隊伍進場后利用模型進行場地分配，工作面移交以及質(zhì)量安全問題的協(xié)調(diào)。

      借助于BIM技術(shù)應用，項目團隊成功實現(xiàn)了項目管理目標，作為第23屆世界被動房大會重要觀摩項目，給全球?qū)＜摇W者呈現(xiàn)了中國建造的精工之作，同時獲得了世界最大被動式建筑社區(qū)的認證證書。

城市軌道交通BIM應用指南與實踐

      在加快完善數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、推進數(shù)據(jù)資源整合和開放共享、保障數(shù)據(jù)安全、加快建設(shè)數(shù)字中國的背景下，城市軌道交通BIM應用也經(jīng)歷從建模基礎(chǔ)應用到BIM與GIS、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通信、云計算、物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合應用的發(fā)展時期。在BIM快速發(fā)展過程中，針對城市軌道交通建設(shè)的特點，如何建設(shè)數(shù)字軌道交通？如何有效地組織各方協(xié)同工作？如何將BIM應用于全生命期各階段工作中去？各階段應該建設(shè)精細度如何的模型？數(shù)據(jù)集成平臺如何搭建？這些問題亟待解決。為此住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在2016、2017連續(xù)兩年組織城市軌道交通領(lǐng)域建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工等單位，針對城市軌道交通工程如何開展BIM應用進行深入研究，并在北京、天津、石家莊、上海、蘭州、西安、重慶、廈門、深圳等城市的軌道交通項目開展BIM應用實踐，最終形成《城市軌道交通工程BIM應用指南》（以下簡稱《指南》）。下面我結(jié)合北京地鐵19號線1期BIM全生命期應用的具體實踐，介紹一下《指南》的內(nèi)容內(nèi)涵和實踐情況。

      該《指南》對城市軌道交通工程BIM應用的組織模式、各方工作內(nèi)容、各階段BIM應用內(nèi)容制定了詳細要求，明確了城市軌道交通工程全生命期的BIM應用目標，對如何推動數(shù)字化建設(shè)給出了系統(tǒng)指導，為城市軌道交通工程建設(shè)的安全生產(chǎn)、提質(zhì)增效、節(jié)能環(huán)保提供了有力支撐。《指南》明確了城市軌道交通工程BIM應用的組織模式。建設(shè)單位統(tǒng)籌城市軌道交通工程建設(shè)階段的BIM應用，根據(jù)需求制定技術(shù)標準體系、建立組織架構(gòu)、建設(shè)BIM數(shù)據(jù)集成與管理平臺（以下簡稱BIM平臺）、組織和管理各參建單位的BIM應用工作。勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理、設(shè)備供應單位、第三方監(jiān)測單位、質(zhì)量檢測機構(gòu)、風險咨詢機構(gòu)、材料供貨商等參建單位，根據(jù)建設(shè)單位要求創(chuàng)建模型或提供信息，并利用模型和BIM平臺開展相關(guān)工作。

      《指南》對城市軌道交通工程BIM應用的模型創(chuàng)建、管理與應用做出了具體規(guī)定，明確了各階段的BIM應用目標和內(nèi)容：在可行性研究階段，應用BIM對設(shè)計總體平衡、運營功能、工程規(guī)模、工程投資等進行分析，驗證項目可行性、落實外部條件、穩(wěn)定線路站位、優(yōu)化設(shè)計方案等；初步設(shè)計階段：應用BIM對設(shè)計方案或重大技術(shù)問題的解決方案進行綜合分析，協(xié)調(diào)設(shè)計接口、穩(wěn)定主要外部條件；施工圖設(shè)計階段：應用BIM 對設(shè)計方案進行綜合模擬及檢查，優(yōu)化方案中技術(shù)措施、工藝做法、用料等問題；施工階段：應用BIM對工程施工方案開展虛擬建造，全面優(yōu)化施工組織設(shè)計；對施工進度、質(zhì)量、安全、成本等進行管理，提高施工信息利用的效率和效益。

      為保障城市軌道交通工程建設(shè)全過程BIM集成、傳遞、共享和應用，完成數(shù)字化交付，《指南》根據(jù)各階段BIM應用需要對BIM平臺的建設(shè)給出了指導性意見。從數(shù)據(jù)層、引擎層、服務(wù)層、應用層、訪問層五個方面對BIM平臺的系統(tǒng)架構(gòu)給出了系統(tǒng)性建議，并對BIM平臺的建設(shè)期功能和運營階段功能拓展給出了詳細的建議。

      根據(jù)《指南》規(guī)定，城市軌道交通工程竣工驗收后，應在竣工驗收模型中附加或關(guān)聯(lián)滿足政府管理部門資料歸檔要求以及支持線路運營維護的各類數(shù)據(jù)，向政府管理部門和運營單位進行數(shù)字化移交。

      數(shù)字成果將在城市軌道交通后期智能運維中繼續(xù)發(fā)揮作用，并成為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、建設(shè)數(shù)字中國意義重大。

中信大廈BIM綜合應用

      中信大廈位于北京市朝陽區(qū)CBD核心區(qū)Z15地塊，是中信集團的新總部。項目總建筑面積43.7萬平方米，地上108層，地下7層，總高度528米，為北京市第一高樓。中信大廈是國內(nèi)第一個由業(yè)主主導全生命期BIM應用的超高層項目，在中信和業(yè)投資有限公司的總體規(guī)劃下，設(shè)計師團隊在圖紙設(shè)計過程中建立了與之相對應的BIM模型；而施工階段繼承設(shè)計階段的模型，并對模型進行深化和部分替換，施工結(jié)束后將必要的過程信息和材料設(shè)備信息匯總；最終的竣工模型包含了運維所需要的所有信息，在基于BIM模型的可視化運維系統(tǒng)之中使用。

      項目建設(shè)啟動之時，BIM在國內(nèi)還處于新興階段，少有成熟應用，標準規(guī)范也無從談起。因此，由建設(shè)單位牽頭，BIM顧問及BIM主要實施方共同編制了《中信大廈BIM實施導則》，以此規(guī)定了BIM工作的組織架構(gòu)、工作內(nèi)容、技術(shù)標準、信息詳表以及保障措施等內(nèi)容，指導所有參與團隊的執(zhí)行。

      在實施過程中，設(shè)計師在當時較前瞻性地采用了二維、三維協(xié)同工作，以BIM完成參數(shù)化設(shè)計、性能化模擬，幫助團隊攻克大廈造型復雜、建筑凈空要求高、機電系統(tǒng)排布困難等諸多難題，并實現(xiàn)了圖紙、模型的同步交付。

      進入施工階段，施工總包方對全專業(yè)的模型進行了深化，超過100人的團隊參與其中。憑借高精度的模型，團隊完成了模型綜合協(xié)調(diào)、施工方案模擬、數(shù)字化加工等9大應用，極大程度提升了項目的管理水平，保證了建筑的品質(zhì)。其中，全專業(yè)綜合協(xié)調(diào)一項累計完成52次，解決了6650項問題，通過軟件自動計算與專業(yè)工程師綜合審查相結(jié)合的方式，將硬碰撞和影響施工或運維的軟碰撞提前消除，保證一步施工到位。

      在穩(wěn)步推進BIM深化及協(xié)調(diào)應用的同時，運用三維掃描進行管理創(chuàng)新。BIM團隊使用高精度三維激光掃描儀，在每層結(jié)構(gòu)施工完成后，對其開展掃描工作。掃描獲得的點云數(shù)據(jù)可以直接在電腦中查看，是現(xiàn)場影像的1：1真實還原，將這些“真實”的模型與“虛擬”的BIM模型相疊加，可以直接獲得施工誤差，準確判斷質(zhì)量缺陷的重點部位和存在的質(zhì)量通病，及時糾偏，保證工程質(zhì)量。

      踐行生態(tài)優(yōu)先的理念，項目建設(shè)全力推進工廠預制化。工程鋼結(jié)構(gòu)用量14萬噸，所有構(gòu)件全部使用BIM完成深化設(shè)計。通過定制的鋼結(jié)構(gòu)全生命周期信息化管理平臺對構(gòu)件的下料、運輸、安裝進行全過程追蹤管理。優(yōu)化排版取料順序，實時更新材料精確位置，減少材料浪費，顯著提高加工速度。

      項目完工后，建設(shè)單位牽頭將BIM與建筑智能化集成管理系統(tǒng)(IBMS)、物業(yè)管理（PM）和設(shè)備設(shè)施管理（FM）有機結(jié)合，構(gòu)建智慧運維云平臺，實現(xiàn)對建筑的可視化、高精度的智能化管理。

      中信大廈在順利完工的同時，也取得了豐碩的成果。各參建方利用BIM技術(shù)在可視、協(xié)調(diào)、模擬方面的優(yōu)勢，有效地提高了設(shè)計質(zhì)量和效率，在設(shè)計及施工階段累計發(fā)現(xiàn)了12500余個問題，大量減少了可能發(fā)生的拆改和返工。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)場變更數(shù)量較同類超高層建筑降低了70% ~ 80%。據(jù)測算，結(jié)合BIM對建筑空間進行的優(yōu)化，為大廈增加了約7200平方米的凈使用面積，優(yōu)化了超過20個大型設(shè)備用房的機電排布，使得物業(yè)運維更加便捷，大量的構(gòu)件實現(xiàn)場外加工或預制生產(chǎn)，有效減少了現(xiàn)場揚塵及污染，產(chǎn)生建筑垃圾僅為LEED金級評定標準的10%。這些成果是對項目建設(shè)團隊的肯定、中國高質(zhì)量建造水平的最佳證明。