BIM在西方发达国家的应用

Huangw

BIM在西方发达国家的应用

发布时间：2016年08月12日      来源:建筑师侃大山

摘要：对于中国来说，BIM还仅仅是地平线上的一颗晨星，但是对于西方发达国家，BIM已经是席卷而来的大潮了。 BIM，即Building Information Modeling，国内一般翻译为建筑信息模型。当然，BIM代表的不仅仅是模型，它是以数据为核心的一系列工具，是以计算机科技为基础的全新工作方式，是建筑工程行业正在进行的革命。

对于中国来说，BIM还仅仅是地平线上的一颗晨星，但是对于西方发达国家，BIM已经是席卷而来的大潮了。

BIM，即Building Information Modeling，国内一般翻译为建筑信息模型。当然，BIM代表的不仅仅是模型，它是以数据为核心的一系列工具，是以计算机科技为基础的全新工作方式，是建筑工程行业正在进行的革命。对于BIM，有些人热切期待，有些人冷眼旁观，更多的人还是处于“听说过，知道大概，但不了解”的状态。

上海中心，中国最著名的BIM项目之一

BIM的根源是什么？笔者认为，是标准化生产。我们可能在广告中都听到过“该产品通过ISO900X的质量认证”，所谓ISO就是国际标准化组织。全世界通行的A\B\C三系列纸张尺寸就来自ISO216。起初，标准化的概念较多的被应用于半成品、成品、零件加工等制造业，之后扩展到信息、交通、环境等方方面面，近些年最为火热的要数电信产业的标准化争夺了。然而，建筑业作为最古老的工程行业之一，标准化程度却令人惊讶的低。

根据斯坦福大学的统计，32个应用了BIM的项目有如下效果：

(1). 消除40%预算外变更；

(2). 造价估算耗费时间缩短80%；

(3). 通过发现和解决冲突，合同价格降低10%；

(4). 项目工期缩短7%，及早实现投资回报。

BIM合作流程

可以看到，提升最高的是造价估算的效率。为什么会这样？我们接下来就说说BIM的核心概念——数据管理。很多人认为BIM是个3D模型软件，很多BIM的介绍也把“可视化”作为重要一环，是，也不是。BIM的3D模型和Sketchup或者Rhino的3D模型有本质的不同，其模型的背后乃是非图像数据。何谓非图像数据？在Sketchup里，我们定义一堵墙，用的输个不同的面包围一个空间。然而在BIM软件，如Revit里，我们是先有了“墙”这个类别，再去定义、设置墙的属性。也就是说，用Excel这样的数据库软件，我们可以获取一个BIM工程的全部信息，它可以用文本和数字描述出整个建筑。那么，无论是客户，还是合作的结构、水暖工程师，都可以随时调用这些数据，造价师们在计算时也可以直接提取数据，而不用再去“描”一遍建筑图。

AIA的BIM获奖项目

目前较为通用的数据标准名为IFC，是由名为BuildingSMART的国际组织于1997年开始开发并不断改进。由于BIM产业牵涉了太多的软件，每个软件都有不同的文件格式，IFC就可以通过这些主流格式交换信息。

IFC的数据层级

有了这些几乎涵盖工程方方面面的数据，设计者们可以通过软件完成各种各样的计算与模拟。比如，人群的放火疏散，结构垮塌测试，日照辐射积累等等，包括施工计划的制定甚至施工场地安排。图纸与设计的流程也终于被矫正过来了。自从投影法发明以来，建筑师一直在先思考2D平面在转化为3D建筑，现在，我们直接构筑的就是3D模型，再剖切得到2D施工图。同时，这个模型通过云技术支持多人同时工作、修改，建筑和管线打架的问题最大程度的被避免了，不同工种终于真正的开始“合作”，而不是“轮作”。

可持续建筑的BIM工作结构

对于中国来说，BIM还仅仅是地平线上的一颗晨星，但是对于西方发达国家，BIM已经是席卷而来的大潮了。2003年起，美国总务管理局(GSA)通过其下属的公共建筑服务处(Public Buildings Service，PBS)开始实施国家3D-4D-BIM的计划项目。此外，包括挪威、丹麦、瑞典和芬兰的一些北欧国家，是一些主要的建筑业信息技术的软件厂商所在地，如Tekla和Solibri，而且对发源于邻近匈牙利的ArchiCAD的应用率也很高。

对BIM的关注度和使用情况：英国，加拿大，芬兰，新西兰

英国政府推广BIM的意愿是十分强烈的。2011年5月，英国内阁办公室发布了《政府建设战略》(Government Construction Strategy)文件，其中有关于BIM的整个章节，并明确要求，到2016年，政府要求全面协同3D-BIM．并将全部的文件以信息化管理。在英国，推动BIM的主要是两个组织，一个是NBS，一个是BIM Task Group。NBS隶属于RIBA，即英国皇家建筑师学会，是专门发展技术规范与统计报告的组织。而BIM Task Group 则由英国政府商业创新技能部（Department for Business, Innovation and Skills）成立，由英国建筑业委员会（Construction Industry Council）协助。

BIM Task Group 在2011年的一份面向政府的策略报告中，提出了BIM成熟度阶段的概念。他们将BIM产业的成熟度分为0,1,2,3共四个阶段。0阶段即依然使用纸质蓝图和2D手绘为主的工作方式；1阶段则是采用CAD软件和3D模型，但是没有数据整合的意愿和工具；2阶段则是采用数据基础的BIM软件，并朝4、5D方向尝试（即预算模型和时间表模型）；3阶段时建立完善的BIM工作流程，整合标准化的项目数据库，并且覆盖整个建筑生命周期。

BIM成熟度阶段

为了实现2016年建筑业全面进入BIM阶段2的总体要求，政府制定了很多阶段性目标，如：2011年7月发布BIM实施计划；2012年4月，为政府项目设计一套强制性的BIM标准；2012年夏季，BIM中的设计、施工信息与运营阶段的资产管理信息实现结合；2012年夏天起，分阶段为政府所有项目推行BIM计划；至2012年7月，在多个部门确立试点项目，运用3D BIM技术来协同交付项目。

英国设计企业的“所达到过最高的BIM阶段”调查

BIM Task Group还于2012年着手制定基于BIM的官方软着陆政策（TheGovernment Soft Landings），其目的是更好的将甲方（客户）与乙方（工程方）联系起来，鼓励甲方提出明确的设计指标和要求，鼓励甲乙双方在设计过程中紧密合作等等，鼓励乙方透明信息、减少返工浪费等等。BIM的数据管理和合作体系非常适合这一政策的推广，因此也被划入这一政策的支持手段内。

2014年，BSI（英国的一家标准制定企业，类似于ISO）受英国建筑业委员会雇佣制定了信息合作生产标准，其第四章详细的规定了COBie的数据处理。COBie，即Construction-Operations Building Information Exchange，笔者暂译为建筑工程操作的信息交互。其实，COBie是IFC的子系统，（关于IFC请参阅笔者的上一篇文章），一个英国本土化的数据模型。它由电子表格（spreadsheet）来表达，包含了项目工程的各类信息，从负责人联系方式到墙壁材料尺寸、种类。

COBie承载的信息

说了这么多，那么到了2016年1月1日，英国的建筑设计企业在参加政府投标的时候，需要什么呢？BSI在2013制定了其标准：

1）  PDF说明文件

2）  基于BIM软件的3D模型

3）  COBie项目数据文件

4）  公共环境进程说明

5）  软着陆政策说明

6）  安全性说明

7）  其他配套文件等

据测算，实行新标准以后，政府公共建筑项目可节省开销20%-30%。事实是否会如此呢？我们只能拭目以待。

最后再说说软件。在英国，90%的BIM实践工程是以Revit为基础的，但是流程有所不同。有些设计者是从概念阶段就开始使用Revit，与结构、设备等统一。还有一些人会先使用来自Graphisoft的ArchiCAD进行建筑设计。AutoCAD的DWG文件由于对IFC的支持不佳因此很少被使用。此外，工业或基础设施可以采用Bentley。最后，对于一些异形的建筑，可能还是需要来自达索公司的CATIA（盖里工作室使用的DP就是CATIA的改版）。

海量的BIM软件

拥有了BIM模型以后，可以用各类关联软件进行分析。如Ecotect进行可持续指标分析，Navisworks进行碰撞检查（来自不同工种的模块很可能有实体碰撞），Solibri进行数据提取、管理和可视化，可进一步计算造价等指标。结构方面最著名的则是Tekla出品的Xsteel钢结构分析软件。这些可以算是实践中最常用的BIM软件了，根据不同需要，还有各种软件在不断地开发和升级，欧特克这种软件公司也已吸引了很多懂得程序语言的建筑从业证投身其中，众多大学也开设了BIM相关的科目。

英国，毫无疑问，是世界BIM产业的弄潮儿。