李东晋，莫文静

（1重庆市设计院，重庆400015；2重庆博建建筑规划设计有限公司，重庆401120）

BIM技术在建筑行业中的应用研究

李东晋1，莫文静2

（1重庆市设计院，重庆400015；2重庆博建建筑规划设计有限公司，重庆401120）

近年来，国内外对BIM技术在建筑行业中的应用越来越重视，BIM已成为未来建筑行业技术的发展趋势。该文介绍了BIM技术的起源、标准和技术特点，分析了BIM技术的应用对建筑行业带来的变化，讨论了BIM技术在实际应用中存在的问题并提出对策。最后得出了BIM技术的应用需要建筑全行业一起参与，共同推进。

BIM技术；建筑行业；建筑信息模型；BIM软件

0 引言

改革开放以来，中国的经济发展取得了举世瞩目的成就，建筑行业作为国民经济支柱之一，在其中扮演了重要角色。随着建筑行业的快速发展，带来了诸如能源利用率低，原材料消耗过多等一系列问题[1]。较低的信息化水平是建筑行业生产效率远低于其他行业的主要原因之一。为解决这一问题，建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）的概念应运而生，成为了近几年受到国内外普遍关注的一种全新的技术。

1 BIM技术介绍

1.1 BIM起源和标准

BIM概念最早由美国在上世纪70年代提出，由于当时计算机技术的落后，BIM技术未能得到进一步应用[2]。进入21世纪，计算机和信息技术的快速发展使BIM概念重新受到了重视[3]。目前较为成熟的BIM定义是美国BIM标准：“BIM技术是设施物理和功能特性的数字表达，是从一开始在设施的生命周期内形成决策的可靠基础，是设施信息的共享知识资源。”

1.2 BIM技术的特点和应用软件

BIM技术具有可视化性，协调性，模拟性，优化性，可出图性，信息化性的特点。目前应用较为广泛的BIM设计软件有：美国Autodesk公司的Autodesk Revit、Revit MEP、Navisworks，匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD，德国Nemetschek公司的Nemetschek Architect，Bentley公司的Benetly Building等。国内BIM建模应用较多的是Autodesk Revit相关软件[4]。

1.3 BIM技术在国内外应用情况

BIM技术的应用从美国率先开始，2003年，美国总务管理局（General Services Administration）推出了国家的BIM计划并出台了BIM指南。2010年，日本国土交通省宣布在日本国内推行BIM技术。欧洲也紧随其后，开始着手制定本地区的BIM应用标准[5]。BIM概念和技术引入我国时间较晚，2003年，BIM概念在国内一些高校和科研机构的介绍下进入我国，举办了各种研讨会及相关培训。国内如中建国际，上海现代建筑等设计单位开始在实际项目中应用BIM技术。我国政府对BIM技术的应用十分重视，在国家十二五建筑信息化发展纲要中正式纳入了BIM技术。

图1 传统建筑行业流程

2 BIM技术应用对建筑行业带来的变化

2.1 BIM技术给建筑行业流程带来的变化

传统建筑行业是一个线性流程，建设项目从业主开始立项，然后到设计，施工，装饰等单位，最后完成后并移交给运营单位进行管理、经营及维护（如图1）。

建设项目工程信息从上游往下游传递的过程中，存在着信息流失，不能完整的传递到下一环节（如图2）。

施工单位不能通过设计图纸获得完整的信息，必须通过其他手段比如与设计人员沟通或者设计人员出现场的形式来补充图纸信息表达的不足，这样会导致信息传递效率低下，出现耽误工期、返工或者改图等问题，造成材料的浪费和成本的提高。后期运营单位需要根据建筑信息来进行比如物业管理、消防疏散方案的制定、建筑设备的管理和维护等方面的工作。传统的流程中，施工单位交付给运营单位的使用文件和项目文档等没有包含项目中的所有信息，这会造成后续管理上的困难和问题。

引入BIM技术后，会带来建筑行业整体流程的变化（如图3）。

图2 传统建筑行业信息传递过程

图3 引入BIM技术后建筑行业流程

BIM模型作为项目的信息中心，业主、设计、施工、装饰、运营等相关单位都可以进行信息的获取和上传。设计单位根据业主的要求从方案阶段开始建立建筑专业的BIM模型；在初设阶段，结构和设备专业进行各自专业模型的搭建；在施工图阶段再对各自专业的模型进行进一步深化与完善。在施工图的最后阶段，各专业模型之间进行碰撞检查和优化设计，形成设计方最终的BIM模型。施工单位根据这一模型进行施工过程模拟优化，施工进度管理，设计和施工碰撞检查等功能的应用，并随时将需要修改的信息反馈到BIM模型进行信息更新。施工完成后，运营单位除了接收建筑物及其他相关资料以外，一个具有完整信息的BIM模型也同时交付到运营单位手中，方便其进行后期的运营与管理。BIM模型本身就是信息的集合体，涵盖了如建筑专业的门窗、墙体、构件参数信息，结构专业的梁板柱，设备专业的设备尺寸，管线管径，所在位置等建筑物信息。相关各单位在工程项目中使用同一个BIM模型，这就保证了在建筑全寿命周期中信息传递的完整性和准确性。

2.2 BIM技术对建筑设计带来的变化

传统的建筑设计图纸是二维的，不论是手工绘图时代，还是应用了CAD等计算机辅助设计工具之后，所设计出来的图纸都是以二维形式表达出来的。建筑的平立剖及大样图都是二维形式，一旦其中一张平面图有修改，势必牵扯到其他相关图纸的改动，导致改图工作量巨大，是广大设计师颇为头疼的问题。二维图纸的表达性较差，需要一定的想象力才能理解图纸所传达的意图，造成设计师和施工方及业主交流上的不便，会造成部分信息流失。BIM三维模型则是一个整体，每个构件及位置在模型中都具有唯一性，在模型中有一处修改，其所出的平立剖图纸都会全部更新，保证了信息的一致性和系统性，避免了有些图纸漏改的现象出现，提高了设计质量和水平。

3 BIM技术在实际应用中存在的问题及对策

3.1 BIM技术在实际应用中存在的问题

BIM技术是未来建筑行业发展的趋势，会对建筑行业各方面带来颠覆性的变革，其实际应用必然是一个比较漫长的过程。在这一过程中存在以下问题：

（1）目前对BIM技术运用主要由设计单位牵头，许多业主单位对BIM技术并不是很了解，认为BIM技术仅仅是对CAD软件的替代，把BIM技术和三维设计软件等同起来。这就导致了两种观点，一种观点认为没有必要应用BIM技术，现有的二维设计已经满足了行业需求；另外一种观点认为BIM技术是设计工具的更新，是设计院的事情，跟业主单位无关。因此，许多业主单位虽然提出在项目中应用BIM技术，但没有意识到应该对其付费，认为这只是项目设计方的绘图工具。对于设计单位来说，BIM技术的应用在项目中所增加的工作量是很大的，尤其是建模期间，有大量的土建构件和设备信息需要进行处理。这一部分增加的工作量并未在设计收费中予以体现，大大挫伤了广大设计人员应用BIM技术的积极性。

（2）住建部和地方政府相继发布了推广BIM技术应用的文件，提出了一系列发展BIM技术的目标和总体要求，但是对于BIM技术的出图标准和出图深度并未作明确规定。设计单位仍然依据传统的二维图纸标准由BIM模型导出二维图纸，相当于是用三维软件来进行二维设计，实际出图效果并不好，某种程度上来说还不如现有的二维设计软件CAD好用，体现不出来三维设计的优势。

（3）基于BIM技术的三维设计软件还处在发展阶段，不够成熟好用。大量的三维设计软件都是由国外公司开发的，不符合国内的建筑行业标准和绘图习惯。例如，三维设计软件中引入了族的概念，在进行一个项目设计时，各专业需要先建立数量繁多的族，形成族库，然后才能进行后续设计，这种情况大大增加了设计师的工作量，使得设计人员大部分精力都花在设计族而不是项目本身上。软件中族库很薄弱，没有建立一个统一的标准族库。

（4）在传统的工作流程中，设计单位所出的图纸不需要对施工技术进行很详尽的描述，通过引用一些施工图集和规定就可以满足出图的要求。施工单位以图纸为指导，在实际的施工过程中可以根据现场实际情况采取合理的施工技术。引入BIM技术后，由于BIM模型包含了大量本该由施工单位进行现场确定的信息，施工单位必须按照模型进行施工，失去了在现场进行调整的便利。目前BIM建模工作主要是由设计单位来进行，由于对施工技术了解不足，经常会出现设计要求实际施工难以达到的情况。这种由设计单位单独建立的BIM模型难以满足现场指导施工的需求。

（5）国内BIM技术应用范围还不够广泛，主要侧重于设备专业的管线碰撞检查，对于日照模拟、能耗分析和后期建筑管理维护等方面的应用还比较少。

3.2 针对上述问题提出的对策

（1）BIM技术的应用不仅仅是设计单位的事情，建筑行业全产业链都应该参与进来。业主单位和施工单位尤其应该加强BIM技术方面的培训，提高对BIM技术的认识。BIM技术的应用给业主和施工方带来的效益是明显的，可以减少施工问题、优化施工管理从而节约建筑材料和资金。为了保证设计单位的利益，国家有关部门应该着手制定BIM技术相关收费标准，这对我国BIM市场的健康发展有着十分重要的意义。

（2）国家建设主管部门应该制定BIM三维出图标准，对BIM的出图深度作出规定，指导设计单位由二维出图向三维出图转变，提高三维设计软件的出图效率。

（3）国内软件商应充分认识到BIM相关软件的市场潜力，努力开发符合国内标准和设计习惯的二次开发软件。开发软件的目的是给设计师提供得心应手的工具而不是加重设计师的负担。国家应该制定统一的BIM标准族库，将族的开发和制作这一工作交由专业的软件开发商来完成。

（4）在建立BIM模型的过程中应该将施工方纳入进来，参与设计讨论，对模型与实际施工相冲突的情况及时提出意见，避免到了实际施工中才发现问题，从而节约了时间，提高了BIM模型的可操作性。

（5）开发建筑全生命周期不同阶段相关应用软件，扩大BIM技术的应用范围。

4 结论

BIM技术的应用对提高我国能源和资源的利用效率有着十分重要的意义，有利于我国建筑行业的健康发展。同时，也要认识到目前BIM技术的局限性，并不能完全替代现有的二维设计软件。政府层面要结合我国建筑行业实际情况逐步推进BIM技术的应用发展，科研机构和高校要开展BIM在建筑全行业应用技术的研究，软件公司要开发适应我国广大设计人员工作习惯的配套软件。只有建筑全行业上上下下都参与进来，BIM技术才能真正的落地生根，成为未来建筑行业应用的核心技术。

[1]郑华海，刘匀，李元齐.BIM技术研究与应用现状[J].结构工程师，2015，31（4）：233-241.

[2]何清华，钱丽丽，段运峰，等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报，2012，26（1）：12-16.

[3]张建平，余芳强，李丁.面向建筑全生命期的集成BIM建模技术研究[J].土木建筑工程信息技术，2012，4（1）：6-13.

[4]李骁.绿色BIM在国内建筑全生命周期应用前景分析[J].土木建筑工程信息技术，2012，4（2）：52-57.

[5]周春波.BIM技术在建筑施工中的应用研究[J].青岛理工大学学报，2013，34（1）：51-54.

责任编辑：孙苏，李红

Research on Application of BIMTechnology in Construction Industry

In recent years,more and more attention has been paid to the application of BIMtechnology in the construction industry athome and abroad. BIMhas become the future development trend of the construction industry.This paper introduces the origin of BIM technology,standards and technical characteristics,analyzes the change of the application of BIM technology in the construction industry,and discusses the BIMtechnology in the practical application problems and countermeasures.Finally,itis concluded thatthe application of BIMtechnology needs the participation and jointpromotion of the whole construction industry.

BIMtechnology;construction industry;building information model;BIMsoftware

TU18

A

1671-9107（2017）02-0024-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.02.024

2016-11-30

李东晋（1986-），男，山西临汾人，研究生，工程师，主要研究方向为建筑电气与智能化及供配电研究。

莫文静（1988-），女，重庆潼南人，研究生，工程师，主要研究方向为建筑设计、建筑历史及其理论。