BIM技术应用推广:国内外经验借鉴(下)
【编者按】
BIM(Building Information Modeling)是随着现代计算机高速发展而建立起来的多维、精确、可视化工程建造技术,是传统的二维建造方向到多维数字化设计转变的革命性技术,对实现建筑全生命期的信息共享、建设工程质量、工作效率和投资效益提升,工期缩短和资源节约以及促进城乡建设模式转型具有十分重要的意义。2015年,国家住房和城乡建设部印发了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》,明确指出要“在建筑领域普及和深化BIM应用,提高工程项目全生命期各参与方的工作质量和效率”,并明确了各领域推动BIM技术应用的重点,要求各地积极开展BIM技术应用,以促进建筑领域生产方式的变革。本期信息参考梳理了我国BIM技术应用的发展概况、面临机遇和挑战,总结国际BIM技术应用推广的做法和经验,并提出我省进一步推进BIM技术应用工作的几点建议,以资借鉴。
美国是较早启动建筑信息模型研究和应用的国家,发展至今BIM技术处于国际领先地位,目前大多数建筑项目都已应用。美国总务管理局(General Service Administration,以下简称GSA)具体负责BIM技术的应用推广工作,自2003年起,GSA 通过其下属的公共建筑服务中心(Public Buildings Service,PBS) 实施3D-4D-BIM 计划。该计划目的包括:①实现技术转变,以提供更加高效、经济、安全、美观的联邦建筑;②促进和支持开放标准的应用。GSA 从整个项目生命期的角度来探索 BIM 的应用,包括空间规划验证、4D 进度控制、激光扫描、能量分析、人流和安全验证以及建筑设备分析和决策支持等。为此,GSA制定了一系列的策略进行支持和引导,主要内容有:
表1 美国3D-4D-BIM 计划应用领域
技 术 → 项目领域 → 目标导向
3D 激光扫描
·竣工信息 ·建造信息
质量
准确
协调
效率
3D 几何模型
·现场 ·水电风
·建筑 ·施工误差
·结构
设计与施工协调
·学科融合 ·冲突检测
4D 模型
·项目阶段划分 ·施工程序
·施工周期划分 ·交通研究
BIM 模型
·地点 ·结构
·建筑 ·机械
——空间 ·设备信息
——区域/流动 ·维护计划
BIM应用分析
·方案/资产管理 ·声响分析
·GIS ·经费预算
·能量分析 ·设备清单
·CFD分析 ·设备管理
资料来源:GSA. BIMGuideSeries01Overview. 2007.
(1)明确发展愿景和价值主张
GSA通过制定一系列有关BIM发展路线的指导性文件,明确BIM未来的发展发向,描绘BIM技术所能够给客户提供的新服务及新产品的价值,成为美国BIM技术应用推广的基石。根据McGraw Hill的调查统计,2007~2009年,美国BIM用户从28%增长到48%,2012年,该比例提高到了71%(其中74%的承包商已经在实施BIM)。一些大型商业设计企业BIM的普及率高达80%以上。美国最新的BIM发展规划指出,到2016年,全部公共建筑要强制性应用3D-BIM,包括交付信息、资产信息、文件资料以及相关数据等。2017年,美国国家建筑科学研究院发布了《美国国家BIM指南(业主篇)》,该指南旨在从业主角度定义创建和实现BIM要求的方法,解决业主应用BIM技术的流程、基础、标准以及执行问题,从而让业主能更好地配合BIM项目团队高效工作。
(2)开展项目试点进行示范推广
GSA选定了分布于全美各地的9个不同类型的项目作为BIM应用的试点项目。GSA及其合作伙伴在试点项目对各种不同的解决方案和数据标准采取了开放的态度,并进行深入的比较分析,以及对影响到BIM应用的各种非技术因素进行研究分析,为以后在类似项目中的BIM技术实施积累经验,为更大范围内应用BIM技术提供保障。
(3)加强人员培训和积极促成信息共享
GSA通过与相关的机构合作大力推动人员培训,开发包括案例研究、最佳做法指南等内容的人员培养工具包。除此之外,培训范围也涵盖相关的合作方员工,以确保建筑信息模型能够有效地贯穿于工程建设的全生命期。同时,GSA还通过设立BIM冠军网络和BIM区域会议的方式,加强成员之间的知识共享和沟通,建立起鼓励共享的组织文化。
(4)规范软硬件设施和标准
为了保证BIM使用中信息的协同,实现软件的互可操作,GSA确定了相应的原则及程序,通过试点项目对相应的技术进行验证,并综合考虑行业趋势、信息需求、技术特征等多项因素之后,GSA选定了多项开放的标准作为各项应用的基础,其中包括IFC、NBIMS及ASTM的3D激光扫描标准等。
自新世纪以来,新加坡大力推广BIM技术应用,使其成为当前广泛应用BIM技术的国家之一。1997年,新加坡政府就启动了建筑信息化项目CORENET (Construction and Real Estate Network)IT项目,该项目的主要目的是将建筑工业中琐碎的业务联系起来,形成新的建筑体系,提高建筑的质量和生产率。为此,新加坡政府联合了建设局、城市发展局、土地流转局、新加坡电力、住房发展部等多个部门,共同推动CORENET项目。2000年,新加坡政府在已有工作基础上积极开发了CORENET 项目的e-Plan Check,提供对建筑业国际工业标准IFC(Industry Foundation Classes)格式的建筑图纸的自动审图功能。新加坡的e-Plan Check是国际上政府机构支持IFC和BIM技术的最大建筑集成服务系统工程,不仅表现了新加坡政府对建立基于IFC的建筑集成服务系统的信心,而且多个政府部门联合对系统的发展付出了很大的努力。2008~2009年,新加坡政府7个部门联合通过了3D电子提交BIM建筑模型;2010年,新加坡政府通过了3D电子提交结构BIM模型。
表 2 新加坡BIM技术实施计划表
时间
政府对BIM使用要求
1997年
新加坡政府提出建立电子信息化系统
2003年
新加坡政府检查电子信息化系统建立情况(要求完成度达80%)
2008年
新加坡政府提出BIM技术发展计划
2010年
新加坡政府提出BIM——3D技术是技术革命发展理念
2013年
建筑面积2万m2及以上,建筑专业必须使用BIM技术
2014年
建筑面积2万m2及以上,其他专业必须使用BIM技术
2015年
建筑面积0.5万m2及以上,全专业必须使用BIM技术
2016年
预计所有建筑,全专业必须使用BIM技术
资料来源:欧阳东.新加坡BIM技术应用考察报告
(1)制定BIM 技术应用的经济支持政策
新加坡政府对使用BIM技术的公司进行适当的补贴,总额度达2.5亿新币(相当于12.5亿人民币)。目前,补贴对象包括使用BIM技术的设计和施工公司,补贴额度根据单专业或全专业应用BIM技术以及模型的精细程度而定(BIM设计程度一般要到模型精细度(LOD)300以上)。每个项目的补贴额为2~7万新币,单个公司获取BIM补贴累计的上限为7万新币。专项补贴可用于BIM 技术的培训、网络、软硬件使用等。据统计,截止到2016年5月,共有102个公共建筑项目已使用BIM技术;181个政府投资的项目强制要求使用BIM技术。政府已奖励了707家BIM技术应用的公司,合计2000万新币。从企业反馈看,新加坡BIM的效能主要体现在以下五个方面:减少失误和遗漏、业主和设计公司沟通效率提高、空间的想象力提高、减少重复工作量、降低建造成本。
图1 新加坡BIM项目应用效益体现
(2)增强BIM 技术标准体系和应用能力建设
目前,新加坡已发布了BIM应用指南2.0版、BIM发展路线、BIM建筑指南、BIM结构工程指南、BIM机电工程指南、BIM施工指南,也即将发布BIM设备管理指南。新加坡建设局出版了Singapore BIM Guide Verson 2,列明了模型深度,并以不同的建筑工程阶段进行划分。此外,新加坡建设局已制定了强制BIM电子审查制度,工程建设项目必须进行BIM成果提交审查,并研究制定强制BIM施工的相关政策。在软件应用方面,针对BIM技术在推广过程中存在的硬件投资高、软件种类多、建筑全生命期环节众多、模型信息传递不便等问题,新加坡拟通过开发云平台应用,来解决相应问题,并提供CORENET2.0的技术支持,未来可实现仅提供模型提交建筑报批文件。由于每项工程项目都需要至少7、8个部门进行配合,这就要求各政府相关部门的工作人员对BIM都要熟悉。软件公司与新加坡政府各个部门保持了良好交流与技术支持。
(3)加大BIM技术应用培训与宣传力度
新加坡政府成立BIM督导委员会,指导BIM应用、制定BIM发展策略,与大学合作进行BIM应用与研发的课程,在世界各地举办BIM峰会进行技术推广。此外,新加坡政府还建立了相应的BIM学院,举办了一系列的BIM大赛活动,针对需要帮助的公司提供BIM技术支持。政府还建设了虚拟现实和增强现实的展示室用以展示BIM应用,并可进行三维互动交流,以及AR、VR展示室和培训教室,租用给小型公司进行培训和应用。
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上海
上海从2014年起开始着手推进BIM技术应用,通过成立协调推进组织、开展试点示范和推广应用、制定配套扶持政策、编制配套标准规范、加强应用能力建设、示范引领和宣传交流等工作,并出台了《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》,分阶段、分步骤推进BIM技术应用。2015~2016年期间,应用BIM技术的项目数量达到423个。仅2016年,符合发展计划中要求应用BIM技术条件的项目数量达261个,占比29%。其中,政府投资项目、国有企业投资项目、社会投资项目占比分别为35.2%、18.8%、46%。同时,全过程应用BIM技术项目占比达57%,阶段性应用BIM技术项目占比达43%。上海推进BIM技术应用做法主要包括以下七个方面:
(1)建立强有力的工作组织体系和推进机制
目前,上海已形成多层次的推进组织架构,包括有关政府部门、科研单位、行业协会以及相关企业等。2015年,上海成立了建筑信息模型技术应用推广联席会议,由住房城乡建设管理委、发改委、经信委、财政局、审计局、交通局等部分组成,负责BIM技术应用发展规划、实施计划和各种政策措施。联席办下设联席会议办公室、上海BIM推广中心、各区政府及特定管委会BIM技术应用推广协调组织等。另外,还建立了上海BIM技术创新联盟、各企业成立的BIM技术专业委员会等等。上述组织机构持续开展BIM技术应用试点、关键技术研究、标准规范和配套政策、宣传交流等工作,为上海全面推进BIM技术应用提供了保障基础。
(2)大力开展试点示范项目建设
上海BIM技术应用推广联席会议于2015年7月印发了《上海推进建筑信息模型技术应用三年行动计划(2015-2017)》,将BIM工作分为“试点培育、推广应用和全面应用”三个阶段,统筹推进、分步实施。在试点培育阶段和推广应用阶段,选择一定规模政府投资工程和部分社会投资项目进行BIM技术应用试点,形成一批示范工程,开展示范引领工作。在全面应用阶段,对投资额1亿元以上或单体建筑面积2万平方米以上的政府投资工程、大型公共建筑、市重大工程,申报绿色建筑、市级和国家级优秀勘察设计、施工等奖项的工程,实现设计、施工阶段BIM技术应用。目前,对整体开发的新区域,上海要求区域内的基础设施、建筑物、构筑物等各类设施全部采用BIM技术,然后集成于同一信息平台,与智慧城市并轨,对区域进行综合的信息化管理。条件成熟后,再进行面上推广拓展。此外,对推进力度大、成效显著的相关区域予以表彰。
(3)制定一系列激励扶持政策
2017年,上海出台了《关于进一步加强上海市建筑信息模型技术推广应用的通知》(以下简称《通知》)。《通知》要求2017年规模以上政府投资工程全面应用BIM技术,规模以上社会投资工程普遍应用BIM技术。同时,《通知》明确提出,在工程质量、造价和进度等管控中成效显著的,相关企业及个人经评选可以列入全市年度立功竞赛表彰范围。对申报优秀工程勘察设计、三星级绿色建筑设计评价标识、上海建筑节能和绿色建筑示范项目、白玉兰奖等荣誉的建设工程项目,采用BIM技术的在评审中给予加分或者优先考虑。
(4)编制形成较为完备的标准规范体系
近年来,上海持续开展了BIM相关的标准编制工作,不仅包括《上海建筑信息模型技术应用指南(2015)(修订中)》、《建筑信息模型应用标准》等通用性标准指南,还制定了涵盖各领域的行业标准,包括:《城市轨道交通建筑信息模型技术标准》、《城市轨道交通建筑信息模型交付标准》、《市政给排水建筑信息模型应用标准》、《市政道路桥梁建筑信息模型应用标准》、《人防工程设计信息模型交付标准》,基本形成了满足BIM技术应用的配套标准规范体系,为后续建立基于BIM的政府监管奠定了基础。
(5)加强应用能力和技术研发建设
在技术应用点方面,上海BIM技术应用仍以可视化特征为主,与其他技术融合的应用也日益增加,如冲突检测及三维管线综合、各专业模型构建、建筑结构平立剖面检查、虚拟仿真漫游等应用频率都比较高。在技术应用软件研发方面,上海成立了BIM技术创新联盟,以扶持研发符合工程实际需求、具有我国自主知识产权的BIM技术应用软件。目前,上海已经形成一批本土化的软件企业,同时企业也注重信息化建设能力培养,在软件二次开发以及平台研究上具备了较强实力。
图2 上海BIM技术应用点比重分布
(6)注重BIM技术应用宣传和培训
上海市政府各部门、行业协会、大型企业通过举办BIM大赛、技术与管理论坛、试点项目交流会、多层次BIM培训等方式,加大BIM技术宣传和BIM人才培养力度。其中,由上海建筑施工行业协会举办的BIM技术应用大赛从2014年起已连续举办了三届。2016年,BIM技术应用推广首度纳入“上海市重点工程实事立功竞赛”评定范围,为应用BIM技术的企业和人员提供了更多的学习交流机会。同时,上海市建筑类高校也先后开设了BIM技术选修课程,将BIM技术纳入高校课程教育。此外,上海社会化BIM技术培训机构发展迅速,开展了不同层次和不同对象的培训,也有效地促进了BIM人才培养。
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深圳
深圳BIM技术应用推广工作由市住建局和负责市政府投资工程项目的建筑工务署具体落实,协同建设、设计和施工等企业,共同推进BIM技术应用推广工作。同时,在试点项目中,建设了能容纳约500人观摩的BIM技术应用模型展示机房,组织政府、相关企业和行业人员观摩,助推BIM技术应用与发展。
(1)制定支持政策和保障机制
深圳市于2011年开始启动BIM技术应用研究,并于2012年成立BIM工作委员会,具体负责深圳市BIM技术推广应用的工作;2013年,深圳市勘察设计行业协会正式出版发行了《深圳市工程设计行业的BIM应用发展指引》,以此为起点,政府开始正式推进BIM的相关工作;2014年,深圳市政府印发了《深圳市建设工程质量提升行动方案(2014~2018年)》手册,提出了BIM技术的应用、交付标准、收费标准,以及制定招投标的实施办法等内容。2016年,深圳市下发《关于推进深圳市建筑信息模型(BIM)应用的若干意见》,明确提出,到2020年,本市大中型政府投资工程、大型社会投资公共建筑、前海蛇口自贸区建设项目、地铁建设项目、申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范区100%应用BIM。同时,深圳市建筑工务署为全面推进BIM应用和建筑信息化工作,为行业信息化水平的提升提供发展指南,建筑工务署组织编制并发布了《深圳市建筑工务署政府公共工程BIM应用实施纲要及BIM实施管理标准》,明确建筑工务署BIM应用总体定位和规划,厘定实施BIM的具体范围和阶段,明确BIM实施的价值点和技术路线。同时,“BIM实施管理标准”规范了政府投资项目 BIM 实施管理体制,实现管理科学化、标准化。
(2)注重技术支撑和能力建设
深圳出台了《深圳市工程设计行业的BIM应用发展指引》、《深圳市建筑工程BIM设计文件编制深度标准》等;依托行业协会负责试点单位和试点项目的选择评估工作;组织举办论坛交流、会议商讨等形式的BIM技术应用交流会,搭建BIM技术应用经验交流平台和机制,建立了“装配式+BIM”平台,并在勘察设计定额中增加BIM设计工期定额系数,进一步提升推动BIM技术应用。
目前,我国相关政府部门中对建筑信息模型的发展和应用给予关注较多的主要是建设行政主管部门。但从国内外BIM的发展和应用情况来看,BIM涉及多个行业,需要多个部门通力合作,制定彼此协调、统一的发展规划、政策和优惠措施,才能形成有益于建筑信息模型发展的“合力”,为形成与建筑信息模型相关的完整产业链协作创造必要的条件。由此,应学习借鉴国内外的先进做法,建立有关的协调推进组织,形成在规划制定、标准体系、配套政策等方面的整体合力。
应学习借鉴美国、上海等先试点后推广的循序渐进的工作思路,以点带面推动BIM技术推广应用。建议选择一批不同类型的示范项目,纳入BIM技术应用试点并进行评估,及时总结试点成果和经验,发挥示范引领作用,催熟市场环境。同时,及时开展BIM技术应用试点后评估,总结BIM技术应用的效益、投资回报率、整体价值等,为下一步面上推广BIM技术应用提供决策参考和支持。
BIM技术应用是一个复杂的过程,其中涉及了多元利益关系,并与知识产权保护等复杂问题相关。目前,国内关于这一方面的法律、规范及合同范本等还较少涉及,使得推进BIM技术应用存在一定的阻碍和挑战。由此,有关部门应未雨绸缪,结合国外的经验并结合我国的实际情况,尽早着手对现行法规、规范及合同范本等进行补充和完善,并有针对性地制定一些新的规范性文件,以有效地引导BIM技术研发和应用的工作。同时,政府部门应及早启动有关统一数据标准的协调推广,以及与电子审批、规划报批环境的流程相协调等工作。
应借鉴国内外的成功经验,注重BIM技术应用的人才培养和信息交流,以及BIM技术标准规范和平台的搭建,不断增强BIM技术应用能力。一方面应尽快推进BIM技术专业人才的培养工作。完善高等教育体系中建筑工程专业的BIM应用类课程体系与教学模式;加强对从业人员和政府相关人员的BIM技术应用教育培训,尤其是在项目全生命期过程中的综合应用人才培养。另一方面,开展建立专家库与能力认证工作。尽快着手建立建筑信息模型技术专家库,为政府政策制定、标准编制等提供技术支撑。同时,建立和完善社会化的企业和个人能力认定标准和机制。三是研发和构建统一的各专业智库,满足工程建设不同阶段、不同专业的需求,建立健全BIM数据库及信息平台。
探索建立基于BIM技术应用的项目立项、规划、设计、招投标、施工图审查、施工许可、工程质量安全监督、竣工验收备案、审计和工程档案管理、物业服务承接查验等环节的审批和监管模式,逐步将BIM融入到相关政府和企业的日常管理工作中。同时,充分利用BIM可视化、数字化、虚拟化等特点和技术,研究政府质量安全监督的新技术和新模式,提高监督效率和水平。
借鉴美国愿景描绘式的推广思路,组织开展项目之间、企业之间BIM技术应用交流合作,提高建设领域相关参与方对BIM技术应用的认识和应用水平。通过各类媒体和行业协会,普及BIM技术知识和应用价值,提高学习、采用和支持BIM技术的自觉性,营造BIM技术应用的良好氛围。
【参考文献】
[1] 江苏省住房和城乡建设厅BIM技术推广应用调研组.上海、深圳两市BIM技术推广应用调研报告.2017.
[2] Dodge Data & Analytics.中国BIM应用价值研究报告.2015.
[3] World Economic Forum.Shaping the Future of ConstructionA Breakthrough in Mindsetand Technology.2016.5.
[4] 上海住房和城乡建设管理委员会等.上海建筑信息模型技术应用与发展报告.2017
[5] 张泳.从新、美两国经验看我国BIM发展战略.价值工程.2013(7).
[6] 欧阳东.新加坡BIM技术应用考察报告.建筑技艺.2016(7).
[7] General Service Administration. BIM GuideSeries01 Overview. 2007.
[8] 江苏省住房和城乡建设厅.2016年度江苏建筑业发展报告.2017.