BIM給建筑業(yè)生產(chǎn)方式改變探析

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建筑業(yè)在我國是一個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，又是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，規(guī)模龐大，建筑業(yè)總產(chǎn)值29萬億，從業(yè)人員達5000多萬人，建筑企業(yè)12.87萬家，支撐著我國城鎮(zhèn)化建設。另一方面，建筑業(yè)又是一個高消耗、高排放的產(chǎn)業(yè)，每年消耗大量水泥和鋼筋，產(chǎn)生的建筑垃圾超過30億噸，資源化利用率且不足5%。總體來說，建筑業(yè)還是粗放型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在未來高質(zhì)量發(fā)展中面臨嚴峻挑戰(zhàn)。當前建筑業(yè)既面臨著節(jié)能減碳和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的要求，又要有效應對傳統(tǒng)房建投資增速放緩、從業(yè)人口減少等多重挑戰(zhàn)，亟待轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。目前，業(yè)界已經(jīng)形成共識，推進綠色建造發(fā)展是建筑業(yè)降低資源消耗、減少建筑垃圾排放、消除環(huán)境污染，實現(xiàn)節(jié)能減排的重要舉措。建筑信息模型bim技術作為建筑業(yè)的新技術、新理念和新手段，受到業(yè)內(nèi)的普遍關注，正在引導建筑業(yè)傳統(tǒng)思維方式、技術手段和商業(yè)模式的全面變革，將引發(fā)建筑業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的第二次革命。發(fā)展BIM技術，已經(jīng)成為推進綠色建造的重要手段。

1BIM給綠色建造帶來的變化

實現(xiàn)建筑全生命期的信息共享。設計與施工等領域的從業(yè)人員面臨的主要問題有兩個：一是信息共享，二是協(xié)同工作。設計、施工與運行維護中信息應用和交換不及時、不準確的問題造成了大量人力物力的浪費和風險的產(chǎn)生。美國的麥克格勞•希爾（McGrawHill)發(fā)布了一個關于建筑業(yè)信息互用問題的研究報告。該報告的統(tǒng)計資料顯示，數(shù)據(jù)互用性不足使建設項目平均增加3.1%的成本，工期延誤的風險增加3.3%。BIM的基本作用之一就是有力支持建筑項目信息在規(guī)劃、設計、建造和運行維護全過程充分共享，無損傳遞，從而使建筑全生命期得到有效的管理。應用BIM技術可以使建筑項目的所有參與方(包括政府主管部門、業(yè)主、設計團隊、施工單位、建筑運營部門等)在項目從概念產(chǎn)生到完全拆除的整個生命期內(nèi)都能夠在模型中操作信息和在信息中操作模型，進行協(xié)同工作。不像過去依靠符號文字形式表達的藍圖進行項目建設和運營管理，因為信息共享效率很低，導致難以進行精細管理。實現(xiàn)可持續(xù)設計的有效工具。BIM技術有力地支持建筑安全、美觀、舒適、經(jīng)濟，以及節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、環(huán)境保護等多方面的分析和模擬，從而易于做到建筑全生命期全方位可預測、可控制。例如，利用BIM技術，可以將設計結果自動讀入建筑節(jié)能分析軟件中進行能耗分析，或讀入虛擬施工軟件進行虛擬施工，而不像現(xiàn)在需要技術人員花費很大氣力在節(jié)能分析軟件，或在施工模擬軟件里首先建立建筑模型；又如，利用BLM技術，不僅可以直觀地展示設計結果，而且可以直觀地展示施工細節(jié)，還可以對施工過程進行仿真，以便反映實際過程中的偶然性，增加施工過程的可控性。促進建筑業(yè)生產(chǎn)方式的改變。BIM技術有力地支持設計與施工一體化，減少建筑工程“錯、缺、漏、碰”現(xiàn)象的發(fā)生，從而可以減少建筑全生命期的浪費，帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益。英國機場管理局利用BIM技術削減希思羅5號航站樓10%的建造費用。美國斯坦福大學CIFE中心根據(jù)32個項目總結了使用BIM技術的以下優(yōu)勢：消除40%預算外更改；造價估算控制在姒精確度范圍內(nèi)；造價估算耗費的時間縮短80%；通過發(fā)現(xiàn)和解決沖突，將合同價格降低10%；項目工期縮短7%，及早實現(xiàn)投資回報。恒基北京世界金融中心通過BIM技術應用在施工圖紙中發(fā)現(xiàn)了7753個沖突，如果這些沖突到施工時才發(fā)現(xiàn)，估算不僅給項目造成超過1000萬元的浪費及3個月的工期延誤，而且會大大影響項目的質(zhì)量和發(fā)展商的品牌。促進建筑行業(yè)的工業(yè)化發(fā)展。我國建造水平與發(fā)達國家相比有較大的差距，主要原因是建筑工業(yè)化水平較低所致。制造業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量在近半個世紀得到突飛猛進的發(fā)展，生產(chǎn)成本大大降低，其中一個非常重要的因素就是以三維設計為核心的PDM(ProductDataMan原agement產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)技術的普及應用。建設項目本質(zhì)上都是工業(yè)化制造和現(xiàn)場施工安裝結合的產(chǎn)物，提高工業(yè)化制造在建設項目中的比例是建筑行業(yè)工業(yè)化的發(fā)展方向和目標。工業(yè)化建造至少要經(jīng)過設計制圖、工廠制造、運輸儲存、現(xiàn)場裝配等主要環(huán)節(jié)，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導致工期延誤和成本上升。例如，圖紙不準確導致現(xiàn)場無法裝配，需要裝配的部件沒有及時到達現(xiàn)場等。BIM技術不僅為建筑行業(yè)工業(yè)化解決了信息創(chuàng)建、管理、傳遞的問題，而且BIM三維模型、裝配模擬、采購制造運輸存放安裝的全程跟蹤等手段為工業(yè)化建造的普及提供了技術保障。同時，工業(yè)化還為自動化生產(chǎn)加工奠定了基礎，自動化不但能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率，而且對于復雜鋼結構，利用BIM模型數(shù)據(jù)和數(shù)控機床的自動集成，還能完成通過傳統(tǒng)的“二維圖紙—深化圖紙—加工制造”流程很難完成的下料工作。BIM技術的產(chǎn)業(yè)化應用將大大推動和加快建筑行業(yè)工業(yè)化進程。把建筑產(chǎn)業(yè)鏈緊密聯(lián)系起來。建筑工程項目的產(chǎn)業(yè)鏈包括業(yè)主、勘察、設計、施工、項目管理、監(jiān)理、部品、材料、設備等，一般項目都有數(shù)十個參與方，大型項目的參與方可以達到幾百個甚至更多。二維圖紙作為產(chǎn)業(yè)鏈成員之間傳遞溝通信息的載體已經(jīng)使用了幾百年，其弊端也隨著項目復雜性和市場競爭的日益加大變得越來越明顯。打通產(chǎn)業(yè)鏈的一個關鍵技術是信息共享，BIM就是全球建筑行業(yè)專家同仁為解決上述挑戰(zhàn)而進行探索的成果。業(yè)主是建設項目的所有者，因此自然也是該項目BIM過程和模型的所有者。設計和施工是BIM的主要參與者、貢獻者和使用者。業(yè)主要建立完整的可以用于運營的BIM模型，必須有設備材料供應商的參與。供應商逐步把產(chǎn)品目前提供的二維圖紙資料改進為提供設備的BIM模型，供業(yè)主、設計、施工直接使用，一方面促進了這三方的工作效率和質(zhì)量，另一方面為供應商本身產(chǎn)品的銷售也提供了更多更好的方式和渠道。

2推廣BIM技術亟待解決的問題

BIM技術的應用，目前最大的問題是缺乏具有自主知識產(chǎn)權的應用軟件。國外的應用軟件不僅價格昂貴，而且由于不支持我國規(guī)范，難以滿足我國的應用需求。鑒于我國巨大的基本建設規(guī)模，需開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的應用軟件，填補這一領域的空白。因此，有必要通過國家科技支撐計劃的支持，迅速獲得發(fā)展，為在我國建筑行業(yè)推廣普及BIM技術奠定堅實的基礎。雖然BIM技術已經(jīng)在我國開始應用，但仍處于起步階段，在應用模式、應用標準方面并未有重大突破。目前，BIM在建筑領域的推廣應用還存在著政策法規(guī)和標準不完善、發(fā)展不平衡、本土應用軟件不成熟、技術人才不足等問題，有必要采取切實可行的措施，推進BIM在建筑領域的應用。一是研究制定符合我國建筑設計、施工、運行管理等各階段工作流程數(shù)據(jù)標準，形成完善的建筑全過程建設管理信息標準體系。二是開發(fā)自主知識產(chǎn)權的面向建筑全生命期的核心軟件產(chǎn)品，支撐全行業(yè)BIM等最新信息技術普及應用。三是開展設計階段BIM等最新信息技術的集成應用研究，實現(xiàn)各專業(yè)信息高度共享和設計流程的優(yōu)化，支撐建筑可持續(xù)設計。四是開展施工階段BIM等最新信息技術集成應用研究，提高工程施工全過程的預見性和管理水平，促進傳統(tǒng)建造方式向精益建造發(fā)展。五是開展運維管理階段BIM等最新信息技術集成應用研究，實現(xiàn)建筑低能耗和綠色環(huán)保的最佳運維模式。六是開展BIM等最新信息技術在規(guī)劃、設計、施工及運行維護階段綜合應用研究，推進建筑項目開發(fā)全過程的精細化管理，促進建筑業(yè)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術和管理水平提升。

作者:毛志兵 單位:中國建筑戰(zhàn)略研究院