摘要:深圳工务署2015年5月4日发布了全国首例政府公共工程的BIM尺度:《政府公共工程BIM应用实施纲要、BIM实施治理尺度》,包罗BIM应用的形势与需求、政府工程项目实施BIM的须要性、BIM应用的指导思想、BIM应用需求分析、BIM应用目标、BIM应用实施内容、BIM应用保障措施和BIM技术应用的成效推测等8章内容广州地铁2014年通过上海建科工程咨询有限公司与之合作的企业级BIM咨询项目,打造
一、BIM的概念与特点
引用美国国家BIM尺度(NBIMS)对BIM的定义,BIM有三个层次的含义:
根据BIM的定义,结合工程建设实践,总结出BIM具有以下五个特点:
1.可视化;2.协调性;3.模拟性;4.优化性;5.可出图性。
1、国际BIM应用发展情况
2011年,新加坡BCA与一些政府部门合作确立了示范项目。BCA将强制要求提交建筑BIM模型(2013年起)、结构与机BIM模型(2014年起),而且最终在2015年前实现所有建筑面积大于5000平方米的项目都必须提交BIM模型目标。BCA于2010年成立了一个600万新币的BIM基金项目,鼓励新加坡的大学开设BIM课程、为卒业学生组织密集的BIM课程、为专业人士建立了BIM专业学位。
香港房屋署自2006年起,已率先试用建筑模型。为了成功地推行BIM,香港房屋署自行订立BIM尺度、用户指南、组建资料库等设计指南和尺度。这些资料有效地为模型建立、治理档案,已经用户之间的沟通创造了良好的环境。2009年11月,香港房屋署发布了BIM应用尺度。预计在2014-2015年BIM技术将覆盖香港房屋署的所有项目。
早在2007年,台湾大学与Autodesk签订了产学研合作协议,重点研究建筑模型(BIM)及动态工程模型设计。2009年,台湾大学土木工程系成立了“工程仿真与治理研究中心”,并与淡江大学工程法律研究发展中心合作出版了《工程项目应用建筑模型之契约模板》高雄应用科技大学土木系也于2011年成立了工程整合与模拟(BIM)研究中心。
2011年5月,我国住建部发布了《2011-2015建筑业化发展纲要》,2012年1月,住建部“印发2012年工程建设尺度规范制订修订计划的通知”宣告了中国BIM尺度制订工作的正式启动。前期一些大学和科研院所在BIM的科研方面也做了很多探索,如清华大学通过研究,参考NBIMS,结合调研提出了中国建筑模型尺度框架(CBIMS)。随着企业各界对BIM的重视,对大学的BIM人才培养需求渐起,部门院校成立了BIM方向的工程硕士的培养。
2、国内企业应用现状
我国的BIM应用虽然刚刚起步,但发展速度很快,许多企业有了非常强烈的BIM意识,出现了一批BIM应用的标杆项目,同时,BIM的发展也逐渐得到了政府的大力推动。
目前设计企业应用BIM的主要内容:
1、方案设计:使用BIM技术能进行造型、体量和空间分析外,还可以同时进行能耗分析和建造成天职析等,使得初期方案决策更具有科学性;
2、扩初设计:建筑、结构、机各专业建立BIM模型,利用模型进行能耗、结构、声学、热工、日照等分析,进行各种干涉检查和规范检查,以及进行工程量统计;
3、施工图:各种平面、里面、剖面图纸和统计报表都从BIM模型中得到;
4、设计协同:设计有上十个甚至几十个专业需要协调,包罗设计计划,互提资料、校对审核、版本控制等。
5、设计工作重心前移:目前设计师50%以上的工作量用在施工图阶段,BIM可以帮手设计师把主要工作放到方案和扩初阶段,使得设计师的设计工作集中在创造性劳动上。
目前施工企业应用BIM的主要内容:
3、三维渲染,宣传展示。三维渲染动画,可通过虚拟现实让客户有代入感,给人以真实感和直接的视觉冲击,配合投标演示及施工阶段调整实施方案。建好的BIM模型可以作为二次渲染开发的模型基础,**提高了三维渲染效果的精度与效率,给业主更为直观的宣传介绍,在投标阶段可以提升中标几率。
目前运维阶段BIM的应用主要有:
1、空间治理。空间治理主要应用在照明、消防等各系统和设备空间定位。获取各系统和设备空间位置,把原来编号或者文字体现酿成三维图形位置,直观形象且方便查找。
2、设施治理。主要包罗设施的装修、空间规划和维护操作。美国国家尺度与技术协会(NIST)于2004年进行了一次研究,业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的三分之二。而BIM技术的特点是,能够提供建筑项目的协调一致的、可计算的,因此该非常值得共享和重复使用,且业主和运营商便可降低由于缺乏互操作性而导致的成本损失。此外还可对主要设备进行远程控制。
5、节能减排治理。通过BIM结合物联网技术的应用,使得日常能源治理监控变得更加方便。通过安装具有传感功能的表、水表、煤气表后,可以实现建筑能耗数据的实时收罗、传输、初步分析、定时定点上传等基本功能,并具有较强的扩展性。系统还可以实现室内温湿度的远程监测,分析房间内的实时温湿度变化,配合节能运行治理。在治理系统中可以及时收集所有能源,而且通过开发的能源治理功能模块,对能源消耗情况进行主动统计分析,好比各区域,各户主的每日用量,每周用量等,并对异常能源使用情况进行警告或者标识。
3、BIM应用中存在的问题
BIM在实践过程中也碰到了一些问题和困难,主要体现在4个方面:
一是在BIM应用软件方面。目前,市场上的BIM软件很多,但大多用于设计和招投标阶段,施工阶段的应用软件相对匮乏。大多数BIM软件以满足单项应用为主,集成性高的BIM应用系统较少,与项目治理系统的集成应用更是匮乏。此外,软件商之间存在的市场竞争和技术壁垒,使得软件之间的数据集成和数据交互困难,制约了BIM的应用与发展。
二是在BIM数据尺度方面。随着BIM技术的推广应用,数据孤岛和数据交换难的现象普遍存在。作为国际尺度的IFC数据尺度在我国的应用和推广不理想,而我国对国外尺度的研究也比力单薄,结合我国建筑工程实际对尺度进行拓展的工作更加缺乏。在实际应用过程中,不仅需要像IFC一样的技术尺度,还需要更注意的专业领域应用标准。
三是在BIM应用模式方面。一方面,BIM的专项应用多,集成应用少,而BIM的集成化、协同化应用,特殊是与项目治理系统结合的应用较少;另一方面,一个完善的模型能够连接建设项目生命周期差别阶段的数据、过程和资源,为建设项目到场各方提供了一个集成治理与协同工作的环境,但目前由于参建各方出于各自利益的考虑,不愿提供BIM模型,不愿协同,不愿精确和透明,无形之中为BIM的深入应用和推广制造了障碍。
四是在BIM人才方面。BIM从业人员不仅应掌握BIM工具和理念,还必须具有相应的工程专业或实践配景,不仅要掌握一两款BIM软件,更主要的是能够结合企业的实际需求制订BIM应用规划和方案,但这种复合型BIM人才在我国施工企业中相当匮乏。
三、国内外BIM尺度发展情况
此外,英国在2009年发布了“AEC(UK)BIMStandard”;2010年进一步发布了基于Revit平台的BIM实施尺度—“AEC(UK)BIMStandardforAutodeskRevit”;2011年又发布了基于Bentley平台的BIM实施尺度—“AEC(UK)BIMStandardforBentleyBuilding”。挪威也于2009年发布了BIMManual1.1,并于2011年发布了BIMManual1.2。
一些亚洲国家,例如新加坡在2012年发布了《SingaporeBIMGuide》。韩国方面,韩国国土海洋部在2010年1月颁布了《建筑领域BIM应用指南》;2010年3月,韩国虚拟建造研究院制订了《BIM应用设计指南—三维建筑设计指南》;2010年12月,韩国调达厅颁布了《韩国设施产业BI应用基本指南书—建筑BIM指南》。
为了把BIM技术应用的更好,很多国外政府制订了具体的技术政策,美国早在2003年就最先规定了具体的政策。为了提高建筑领域的生产效率,支持建筑化水平的提升,GSA(美国总务治理局)推出了国家3D-4D-BIM计划,鼓励所有GSA的项目接纳3D-4D-BIM技术,并给与差别程度的资金资助。2009年7月,美国威斯康辛州成为第一个要求州内新建大型公共建筑项目使用BIM的州政府,威斯康辛州国家设施部门发布实施规则要求从2009年7月最先,州内预算在500万美元以上的公共建筑项目都必须从设计最先就应用BIM技术。
此外,韩国公共采购服务中心下属的建设事业局于2010年制订了BIM实施指南和路线图,规定先在小范围内试点应用,然后逐步扩大应用规模,力求在2012-2015年500亿韩元以上建筑项目全部接纳3D+Cost的设计治理系统,到2016年计划实现全部公共设施项目使用BIM技术。
澳大利亚也制订了国家BIM行动方案,2012年6月,澳大利亚buildingSMART组织受澳大利亚工业、等部门委托发布了一份《国家BIM行动方案》。制订了按优先级排序的“国家BIM蓝图”,首先规定需要通过支持协同、基于模型采购的新采购合同形式。第二规定了BIM应用指南。第三将BIM技术列为之一。第四规定数据和BIM库。第五规范流程和数据交换。第六执行法律法规审查。第七推行示范工程,鼓励示范工程用于论证和检验上述六项计划的成果用于全推广普及的预备就绪程度。
我们国家在BIM研究方面起步比力早,1998年国内专业人员最先接触和研究IFC尺度,2000年IAI最先与我国政府有关部门、科研组织进行接触,使我们周全了解了IAI的目标、组织规程、IFC尺度应用等问题。IFC尺度借鉴了国际数据尺度STEP尺度的技术,具有技术的先进性和开放性。
2001年至2000年,国家863计划项目提出“数字社区表达与交换尺度”,实际上就是基于IFC尺度制订了一个计算机可识别的社区数据表达与交换的尺度,提供社区的表达以及可使社区进行交换的须要机制和定义。探索了IFC尺度实际工程应用问题,以及根据我国建筑的实际情况进行须要扩充的问题。主要有三件事情:第一是深入研究IFC尺度,第二是基于这个尺度开发了一个CAD系统,第三是基于IFC建筑工程4D施工治理系统。
深圳工务署2015年5月4日发布了全国首例政府公共工程的BIM尺度:《政府公共工程BIM应用实施纲要、BIM实施治理尺度》,包罗BIM应用的形势与需求、政府工程项目实施BIM的须要性、BIM应用的指导思想、BIM应用需求分析、BIM应用目标、BIM应用实施内容、BIM应用保障措施和BIM技术应用的成效推测等8章内容。
广州地铁2014年通过上海建科工程咨询有限公司与之合作的企业级BIM咨询项目,打造了广州地铁的企业级BIM尺度,此尺度还将升级成广东省BIM尺度,目前正在申报过程中。
四、BIM技术的应用趋势
BIM技术在未来的发展必须结合先进的通信技术和计算机技术才气够**提高建筑工程的效率,预计将有以下几种发展趋势:
第二,无线传感器网络的普及。现在可以把监控器和传感器放置在建筑物的任何一个地方,针对建筑内的温度、空气质量、湿度进行监测。然后,再加上供热、通风。、供水和其他的控制。这些通过无线传感器网络汇总之后,提供给工程师就可以对建筑的现状有一个周全充分的了解,从而对设计方案和施工方案提供有效的决策依据。
第三,云计算技术的应用。不管是能耗,还是结构分析,针对一些的处理和分析都需要利用云计算强大的计算能力。甚至,我们渲染和分析过程可以达到实时的计算,帮手设计师尽快地在差别的设计和解决方案之间进行比力。
第四,数字化现实捕捉。这种技术,通过一种激光的扫描,可以对于桥梁、道路、铁路等等进行扫描,以获得早期的数据。未来设计师可以在一个3D空间中使用这种沉浸式交互式的方式来进行工作,直观地展示开发的未来
第五,协作式项目交付。BIM是一个工作流程,而且是基于改变设计方式的一种技术,而且改变了整个项目执行施工的方法,它是一种设计师、承包商和业主之间合作的过程,每个人都有自己非常有价值的观点和想法。
五、结语
BIM系统为项目的生产与治理提供了大量可供深加工和再利用的数据,有效治理利用这些海量和大数据,需要数据治理系统的支撑。同时,BIM各系统处理复杂业务所产生的大模型、大数据,对计算能力和低成本的海量数据存储能力提出了较高要求。项目分散、人员工作移动性强、现场环境复杂是制约施工化推广应用的主要原因,而随着技术和通信技术的发展,BIM技术最终将进入移动应用时代。
因此BIM未来的目标非常清楚:
1、进一步细化设计分工和设计角色分工。
2、在三维环境下实现协同设计系统、项目治理系统、通信三个系统嵌入式地结合。
3、将资源与空间模型完全结合,形成完整的建筑模型。
4、完整的建筑模型向前延伸,进一步提高虚拟现实技术水平;完整的建筑模型向后延伸,推动施工水平及物业治理水平提高,以统一的模型贯穿于建筑使用年限,实现全生命周期治理。