BIM技术在鲁西地区乡村民居中的应用*

陈怡东，杜书波

(聊城大学建筑工程学院, 山东 聊城252000)



BIM技术在鲁西地区乡村民居中的应用*

陈怡东，杜书波

(聊城大学建筑工程学院, 山东 聊城252000)

建筑信息模型技术为解决建筑全生命周期中信息交互出现的“孤岛”问题提供了有效方法，但是目前BIM应用无法建立完整的数字模型.本文针对BIM模型的完整创建，提出BIM与云技术结合的构建框架，通过研究BIM平台的建模基本流程和应用架构，开发了由云覆盖协同工作的BIM数字模型原型系统，为BIM在中国民居建筑设计中更广泛深入的应用探索了新的方法和技术.

BIM+；民居；主动控制

研究表明，与国际建筑业信息化率0.3%的平均水平相比，我国建筑行业信息化率仅约为0.03%，差距高达10倍左右[1].主要原因是建筑行业在信息交互中存在“信息割裂”与“信息孤岛”特性，为解决该问题，BIM技术应运而生，可为建筑全生命周期中各个参与方之间的信息交流提供技术支持，提高建筑建造效率与建筑质量.

本文对传统建筑设计方案中BIM与云技术结合的方法进行了完善和革新，利用现有软件搭建“BIM+”平台，解决BIM运用困难现状.考虑到我国传统民居具有既是乡土建筑文化载体又是普通百姓居住建筑的情况，本文分析了BIM在建筑施工中的影响因素，在分析各因素之间关系的基础上提出了“BIM+”概念，初步建立鲁西地区民居“BIM+”原型模型.探究运用“BIM+”解决既保护历史文脉又保证民居居住舒适度的方法.以期为今后利用“BIM+”技术进行民居建筑设计与改造工作提供建议.

1　BIM发展及应用综述

在我国是由张建平教授从2000年开始进行BIM学术方面的研究.工程建设行业从2007年左右开始逐步运用BIM技术，目前BIM的主要应用方以建筑设计单位为主.2014年7月1日的《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》，该意见明确要推动BIM技术的发展与应用.2014年国家标准《建筑工程信息模型应用统一标准》通过相关部门审查；2015年《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》印发.这足以说明我国政府十分重视建筑行业的信息化进程.

在很多重大项目中BIM技术都得到了成功应用，如上海世博会芬兰馆、上海世博会德国馆、世博会国家电网企业馆等[2].

然而，目前的BIM平台并不能实现在建筑全生命期中的各方信息交换，其主要原因是数据在BIM平台中主要以参与方自己使用软件的文件形式进行交换和管理，难以形成完整集成互相兼容的建筑信息模型，所以无法支持面向建筑全生命期的各种工程分析和管理，并且现有平台架构在信息交互中存在信息不对等，不兼容，丢失等问题[3].

已有多位学者在学术文献中对BIM的应用障碍进行了研究.国外学者Han Yan和Peter Damian指出目前BIM在应用上的障碍主要有:项目参与人员在认为目前的技术足够使用的旧理念上，盲目认定进行BIM软件布置以及BIM技术培训浪费时间和人力资源，因此拒绝应用BIM技术[4].

Randy Deutsch认为BIM在应用和推广上的主要问题是由10%的技术方面的问题加上90%的社会文化方面的问题组成的[5].社会文化问题即BIM所用平台统筹管理问题.BIM平台所需软件类型复杂，涉及到不同应用方、不同专业平台、以及不同软件平台，这就需要多个互相兼容的软件进行协作.但国内现与之配套的软件之间兼容不完善，以及我国现行设计规范和国外软件所使用规范的数据不一致，导致BIM平台中软件统筹管理困难，以至于BIM技术优势只能体现于项目初期的设计阶段.

信息交互困难的表现主要是BIM建筑设计缺乏兼容的BIM施工系统与监控系统，需要重新用其他软件建立不同格式的数字模型，严重影响了BIM的功效发挥.因此有必要设计一个基于云技术统筹管理的“BIM+”模型.

2　“BIM+”原型系统整体设计理念

本文通过对民居建筑全生命周期中BIM技术的应用、方法、标准和软件进行探究，利用现有revit等软件与我国自主研发的带有“Cloud Privacy”组件的云平台，将BIM与“互联网+”技术相融合，提出“BIM+”系统理念.该系统通过对不同终端布置不同的BIM软件进行工作，“BIM+”设计为四类终端：1)指挥终端、2)建施终端、3)运维终端、4)检查终端.指挥终端拥有修改查看其余终端权限与资料内容的最高权限，建施终端供设计院与施工方使用，运维终端为解决建筑全生命周期出现的问题提供最优解决方案，而检查终端软件体积小，兼有网页端的存在，可以便捷进行多平台工作.

以“BIM+”为平台，利用图1中出现的软件进行建模，将信息整合到“BIM+”中，采用是“终端-分级”信息共享模式，各组织机构、各项目在项目开始时向指挥终端提出申请，指挥终端布置项目的专属终端，并随时控制终端的安装、使用和卸载情况.不同的终端对应不同的“BIM+”信息模块，参与方通过专属终端有控制地访问一个共享的精确项目信息库，保证信息提交过程中的准确性与时效性，提高工作效率[6].

图1　“BIM+”原型模型功能权限划分和相互间信息交互性分析图

软件兼容需要标准统一.该平台采用成熟的IFC(industry foundation classes)标准，根据该标准，“BIM+”域中软件之间互传的数据是完全兼容的[7].利用我国自主研发的云平台的Privacy功能与不同“BIM+”服务器储存不同信息达到信息可靠的分级、分区共享.在“BIM+”中分析信息并定义信息的边界[8].当涉及到建筑业企业的知识产权、商业秘密等保密信息时，这部分信息只能通过特定终端由特定的口令来访问，形成“口令-终端”二级信息保护模式.

建筑信息模型技术已被认为是提高建筑业生产效率最有效的工具之一[9].“BIM+”原型系统更在提高生产效率的基础上保证信息安全.目前已经基本实现了从传统2D到3D，即从图纸平面数据向信息化数字数据创建过程的本质转变，利用“BIM+”系统可以对民居项目进行设计和运维，将传统的序列化的过程转变为相互作用并同时进行实时检查的过程，并将信息内容实时同步到云端.利用“互联网+”技术改善平台统筹管理问题，加强项目参与方的协同关系，实现信息有效集成管理.解决BIM在应用中存在的社会文化问题.

3　“BIM+”在民居上的应用

3.1利用“BIM+”的工程深化设计解决传统民居二重性的问题

民居具有传承历史文脉和解决人民居住问题的二重性.将民居模型数字化以后，利用“BIM+”在运维终端研究出民居改造的最佳方案，利用数字信息化研究我区古城建筑，以达到大量改造少量保护的目的，这也是提升我区古城形象、延续历史文脉、大力发展旅游业来改善居民生活水平的城市发展的客观需求.

3.2“BIM+”在防灾救灾方面的应用

利用“BIM+”技术，建立民居数字信息模型，同时在数字化模型中输入建筑信息(包括房屋用途，使用性质信息)和房屋构造与房屋材料等信息，然后将该模型上传到“BIM+”系统中进行整合，当有突发情况发生时，在“BIM+”指挥终端可以迅速的调用数字化的建筑数据，迅速准备救援方案与急救措施，从而改变了被动救援的滞后性.

3.3在新建民居过程中借助“BIM+”进行主动控制

在设计和建施终端中，可以实时控制设计中各个专业人员之间的协调、模拟管线碰撞、节能与能耗计算、保温隔热性能分析、施工现场分析、施工进度控制、成本控制、安全管理与指挥防灾减灾救灾等.改变了现在建设中遇到问题再解决的现状，实现了在设计中发现并解决问题.

3.4“BIM+”技术在项目审查方面的运用

使用“BIM+”系统的人，获得的数字模型完全兼容.在应用“BIM+”技术之后，设计单位提交的资料包含完善的BIM模型,将该模型提交到“BIM+”中，这个模型经过审核之后上传到使用视图终端进行审查.基于“BIM+”所有信息兼容的特性，使得处理不兼容数据、反复施工、审查缓慢等现象将彻底被改变，从而保证了工程质量和工程进度.

4　推广应用“BIM+”的建议

BIM的理念和技术已经在国内外得到实践应用，但是在我区推广BIM技术的应用还有很大的难度.针对我区目前的情况提出如下建议：

1)政府要自上而下的推动“BIM+”的建设，用政策带动“BIM+”产业的发展.鼓励和要求使用统一的软件与数字模型，鼓励软件公司进行深度开发和提供完善的技术支持.

2)在生产生活中普及“BIM+”的概念，通过软件公司的支持将BIM模型通过终端软件反馈到用户的智能设备上.用户可以直观的参与“BIM+”模型的数据录入和修缮.便于建筑信息数字化的进行.

5　总结

BIM技术可为我区乡村民居建设与发展提供有力的支持，但是目前BIM技术并没有得到广泛的推广.本文归纳总结了BIM的现有应用模式.基于该模式，提出了相应的建议，相信BIM技术可以切实有效地服务于我区民居建筑.

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.2011-2015年建筑业信息化发展纲要[EB/OL]，2011-5-10．

[2]何清华，张静.建筑施工企业BIM应用障碍研究[J].施工技术，2012，41(377)：80-83.

[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]．土木工程信息技术，2013，4(1):6-14.

[4]Han Yan，Peter Damian．Benefits and barriers of building information modeling[C]∥12th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering，2008．

[5]Ryan E．Smith，Alan Mossman Stephen Emmitt[J]，Lean Construction Journal，2011：1-16．

[6]李勇，管昌生. 基于BIM技术的工程项目信息管理模式与策略[J].工程管理学报，2012，26(4)：17-21.

[7]邱奎宁.IFC标准在中国的应用前景分析[J].建筑科学,2003,19(2).

[8]许俊青，陆惠民．基于 BIM 的建筑供应链信息流模型的应用研究[J]．工程管理学报，2011，25(2)：138-142．

[9]Eastman C，Teicholz P，Sacks R，et a l．B IM handbook：A guide to building information modeling for owners，managers，designers，engineers and contractors[M]．NY：John W iley and Sons，2008．

Application of BIM Technology in Luxi Rural Areas

CHEN Yi-dong，DU Shu-bo

(School of Civil Engineering, Liaocheng University, Liaocheng Shandong 252000, China)

Building information modeling technology has provided an effective method to solve “Island” problem during information exchange in the whole life cycle, but currently BIM application can not establish a complete digital model. Accordingly, this paper proposes a framework for combining BIM with cloud technologies to build a complete one. Through the research of the basic process and application framework of BIM platform, BIM digital model prototype system is developed as collaborative work with cloud cover, which provides new methods and techniques for more extensive application of BIM in residential building designs in China.

BIM+； houses； active control

1673-2103(2016)02-0028-03

2015-11-15

聊城大学大学生科技文化创新项目(SF2014133)

陈怡东(1993-)，男，山东菏泽人，研究方向：建筑学.杜书波(1982-)，男，山东冠县人，讲师，硕士，研究方向：BIM、绿色建筑.

TU17

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