BIM技术给力建筑业 推动行业变革

时间:2011-01-12    来源:中国BIM门户     BIM编辑:wang

    目前,国内建筑业进入黄金发展时期,整个行业的产值已经较新中国成立初期增长逾1000倍,另有数据预测,未来的十年到二十年间,中国还要新建400亿平方米的建筑,这等于整个瑞士的国土面积,等于纽约市现有的所有建筑物的40倍,到2015年,中国的建筑市场将会成为世界上最大的建筑市场。
    但是,在人们为此欢欣鼓舞之时,新世纪也为中国的建筑行业提出了更为严峻的挑战:如此数量的新增建筑,不仅工程量巨大,而且业主在严格把控项目成本的同时要求缩短项目周期;随着人们对建筑审美标准的不断提高,建筑的表现形式也越来越自由与多样,设计、施工难度较大的异形建筑和规模庞大的建筑体不断涌现;上海世博会之后,各展馆所呈现的建筑文化和生态意义加深了人们对舒适生活的理解,建筑体现生活品质的重要性被提升到了一个前所未有的高度。所以,未来中国建筑业的状况将是业务多、工作量大、高效率、低成本并兼顾造型设计和节能环保,挑战难度之大,可略窥一斑。
    值得庆幸的是,BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)为中国建筑行业的发展寻找到了技术的突破口。现今,已经被美国众多建筑设计公司所普及应用的BIM技术,通过多年的项目应用和实践证明了其无法比拟的优势。既然现行的二维技术无法逾越行业的困境,那么中国的建筑业确实有必要进行一场技术的变革,而BIM 则将成为这场变革的主导者。

BIM——引领建筑业的信息革命
    CAD技术的应用普及将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图,实现了工程设计领域的第一次信息革命。但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的,各个领域、环节之间没有关联,从整个产业整体来看,信息化的综合应用明显不足,同时,随着人们逐渐意识到与建筑工程项目的有关信息对整个建筑生命周期的影响至关重要,新一轮的信息革命迫在眉睫,以帮助衔接产业链中的各个环节,快速处理与建筑工程有关的各种信息,合理安排工期,控制生产成本,尽量消灭建筑项目中由于规划和设计不当甚至是错误所造成的工程损失以及工期延误。
    鉴于此,作为沟通各个环节的重要技术——BIM技术就变得尤为重要。BIM这一方法和理念由欧特克公司在2002年率先提出,目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可,被誉为工程建设行业实现可持续设计的标杆。BIM的应用,可以帮助实现建筑信息的集成,从建筑的设计、施工、运营,直至建筑生命周期的终结,各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中,设计团队、施工单位、建筑运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作,有效提高效率、节省资源、降低成本、实现可持续发展。
    现今,企业要想从激烈的竞争中获得领先优势,就必须借助信息技术改变原有建筑业靠大量资本、技术和劳动力投入的状况,也就是说,形成产业链竞争的核心价值就在于BIM技术让信息形成了资产的改变,改变后的资产会带来超额的利润。而这也正好暗合了信息化的内在实质:以低成本的方式实现高水平的管控、实现信息共享、实现上下左右的无缝对接。因此BIM的应用水平就代表了公司的集约型管理水平,深入推进企业的BIM建设,既符合科学发展观的需求,也代表着建筑行业今后的发展方向。

透过BIM看建筑的全生命周期
    所谓BIM,即指基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的“可视化”的数字建筑模型,为建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台,帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理。
    BIM的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库,包含了贯穿于设计、施工和运营管理等整个项目全生命周期的各个阶段,并且各种信息始终是建立在一个三维模型数据库中。BIM可以持续即时地提供项目设计范围、进度以及成本信息,这些信息完整可靠并且完全协调。即BIM能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问,使建筑师、工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目:建筑设计专业可以直接生成三维实体模型;结构专业则可取其中墙材料强度及墙上孔洞大小进行计算;设备专业可以据此进行建筑能量分析、声学分析、光学分析等;施工单位则可取其墙上混凝土类型、配筋等信息进行水泥等材料的备料及下料;开发商则可取其中的造价、门窗类型、工程量等信息进行工程造价总预算、产品定货等;而物业单位也可以用之进行可视化物业管理。所以说,BIM完善了整个建筑行业从上游到下游的各个企业间的沟通和交流环节,实现了项目全生命周期的信息化管理。
    例如,BIM为剑指中国第一高楼的“上海中心”寻找到了最佳的项目操作模式。“上海中心”高632米、总面积57万平方米,同时要通过中国绿色建筑评价体系和美国LEED绿色建筑认证体系,其难度可想而知:涉及学科众多、分支系统复杂、项目周期长、成本控制难度大,伴随着项目产生的各种信息,信息量非常庞大,而且各方信息协调难度大。如果采用传统的设计施工手段,将难以保证上海中心项目顺利完成。
    在此种情况下,选定BIM实属情理之中。借助BIM,设计方能够轻而易举地解决复杂曲面幕墙在平面定位的问题,并且可以非常清晰地把握自己的设计意图,从而保证设计的准确性和合理性,同时,项目其他的参与方包括业主、总包,通过BIM模型也能够非常清晰了解到项目的设计理念;在管线综合方面,通过搭建建筑结构和机电各专业的模型,设计方能够非常查看各个构建之间的空间关系以及碰撞的问题,并及时加以解决,从而大大提高在管线综合方面的设计能力以及工作效率;此后物业运营和设施管理还会借助BIM模型对施工现场所有设施进行校核,检查施工信息是否一致,从而避免以次充好的现象发生,进行更好的成本控制……可以说,BIM是将业主、设计方、施工方紧密的结合在了一起,有效的搭建了一个良好的沟通平台,避免了信息孤岛的存在,有效地提升项目管理的水平,降低管理成本,实现绿色科技与建筑融合的目标。
    基于BIM技术无法比拟的优势,现今BIM已被愈来愈多的专家应用在各式各样的工程项目中,包括民用建筑、大型基础设施、交通运输、土地规划、环境规划、水利资源规划等,涵盖了从简单的仓库到型式最为复杂的新建筑,随着建筑物的设计、施工、运营的推进,BIM将在建筑的全生命周期管理中不断体现其价值。

BIM落地,标准同行
    BIM技术带来的利益是显而易见的,据统计,北美市场上50%的工程项目均采用了BIM,然而这个在美国备受推崇的技术在中国却尚处于推广认知阶段,仅有一些处于行业领先地位的建筑设计企业将BIM技术付诸了实践,比如CCDI、上海现代设计集团、中国建筑设计研究院等。从本质上来看,BIM毕竟是舶来品,没有一套适合中国的BIM标准将会大大限制BIM技术在中国的推广和应用。因而,在中国已有规范与标准保持一致的基础上,构建BIM的中国标准成为最为紧迫与重要的任务。
    面对这种状况,清华大学软件学院BIM研究小组在欧特克中国研究院(ACRD)的支持下,与行业内专家、设计单位进行合作,开展了为期两年的中国BIM标准(China Building Information Modeling Standard,简称CBIMS)框架研究,以推动中国建筑行业信息化的发展。
    据清华大学教授、中国BIM标准研究组负责人顾明介绍,正在研究制定的中国BIM标准的核心内容包括技术标准和实施标准,在标准研究报告里,也更多从框架的角度出发,最终把参数变成实数,得出结果。中国目前的BIM标准制定与美国还有一定差距,并且由于受到现阶段信息化水平、建筑行业体制等因素的限制,完善标准的过程会有难度,中国可以在总结美国摸索和实践经验的基础上,结合自身的发展需求和规律加速中国BIM标准体系的建立,但是这仍需要一定时间去研究和验证。
    此外,在推行BIM的过程中,从建筑设计院的角度,应该把BIM技术看成是一个企业信息化的方法,而不仅仅是一个设计工具的变化,如果能把这件事想清楚,在做规划和投入的时候,就会不一样,同时也一定要有一个跟企业的发展战略完全匹配的信息化规划,在这个指导意义下,再来推广才会变得有意义。所以针对中国企业的深层次变革,绝不是一个简单工具的应用,而应该放眼建筑行业的未来,有需求就有投入,有投入就有产出,只要有外力的推动,中国BIM标准的建立才会从根本上加速。
    在顾明看来,现阶段是工业化进程汇总一个必经的痛苦阶段,但未来的十到十五年期间,中国的BIM将会逐渐从企业标准、行业标准最后形成国家标准。BIM技术的应用实施是一个推进中国建筑业信息化变革、加速产业结构升级的过程,在这期间一定是企业、行业、国家三个层面一起努力,才能够把技术真正用好,才能真正承担起世界最大建筑市场的历史使命。

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