BIM 技术在国内建设项目中的应用研究和分析

史少英，王伟君

（1.中铁隧道集团建设有限公司，南宁530000；2.华都国际工程设计有限公司，广州510000）

1 引言

传统建设项目管理模式的高消耗低产能是相对突出的，管理模式缺乏信息化手段，上传下达执行力度欠缺，专业之间协调困难，量化把控手段弱等问题。且由于建设项目的全过程施工周期比较长、涉及单位多、不可重复和技术含量高的特点，新智慧城市的提出，让近年整个建设行业步入了快速发展的时期，BIM 在整个发展过程中给予了建设项目新的活力。

在BIM 发展到现如今的时境，如何创建新阶段的BIM 统一标准；如何整合协调BIM 的各专业模型；如何确保模型信息的精确性；如何保证模型信息共享传递的稳定；如何保证BIM技术标准落地的可行性；如何贯彻BIM 技术应用的执行力度；如何在建设项目的各个阶段准确、有效地实施BIM 的技术应用等，是提高国内工程建设信息化实施覆盖率的重要举措，也是提高国内BIM 技术应用质量的关键。这就要求在建设项目的全生命周期中应用BIM 时，有些必要履行的程序应得到深度重视。

2 制订BIM 全过程生命周期实施计划

Building SMART International 在BIM 项目全生命周期中应用内容如图1 所示。

BIM 项目实施计划确定一般应包含以下内容：（1）明确建设项目目标，明确建设项目BIM 应用目标，应项目特征和需求贯彻实施；（2）明确BIM 技术应用流程和执行模式，制定建设项目中各阶段BIM 应用的内容和BIM 成果交付标准；（3）明确BIM 团队的定位方向，明确BIM 架构体系中的角色和职责；（4）制定模型执行标准，建立BIM 质量控制计划；（5）明确BIM 管理模式的相关制度和要求，贯彻项目整体管理执行力；确定BIM 信息交换要求和BIM 进度计划执行[1]。

图1 Building SMART International在BIM 项目全生命周期中应用

结合国内建设项目全生命周期的现状以及智慧城市建设的形势，BIM 项目应该在更深层次的方向上去规定团队角色和职责，成立一个完善的BIM 架构体系以实现建设项目BIM团队各方的信息交换，如图2 所示。

图2 BIM 角色和职责图

3 BIM 模型以及其他成果的标准执行

创建完整协调一致的建筑信息模型是发挥BIM 应用价值的基础。模型的标准执行必须明确颜色的标准和模型精度等级，根据BIM 管理模式的相关制度和要求，确保创建出来标准统一、整合各专业的BIM 模型，完整地传递各阶段模型数据，实现准确地数据共享。

3.1 BIM 模型精度标准

BIM 模型在不断阶段的发展以及该阶段构件所应包含的信息定义为5 个级别，分别为LOD100、LOD200、LOD300、LOD400 和LOD500。

表1 BIM 模型的信息定义级别

3.2 BIM 模型线型与颜色的标准

建立模型系统布置标准和模型相关颜色标准，确保各参建单位BIM 建模标准统一，满足后期全专业整合协调、模型维护、数据共享等需求，对模型的颜色、线型、视图样板等标准进行统一要求[2]。

3.2.1 建筑专业

按规划、方案或设计中已明确的要求执行构件外观轮廓、线型和颜色；没有明确要求的构件由BIM 团队商定方案，并下发整个BIM 团队执行。

3.2.2 结构专业

可按规划、方案或设计明确的要求执行构件外观轮廓、线型和颜色；由BIM 团队人员组织确定各项构件材质要求和标准，并传达BIM 团队落实执行此标准。

3.2.3 机电专业

由BIM 团队人员组织确定机电专业各相关构件的颜色标准和线型标准，并将此标准传达下发至整个团队，颜色线型标准例如图3 所示。

图3 机电构件的颜色和线型标准

4 BIM 质量控制计划

4.1 质量策划

在建设项目的伊始阶段，应对建模活动的质量标准进行详细讨论。在建模活动开始之前，项目BIM 团队应该确定以下事宜：（1）明确质量保证和质量控制内容以及各阶段各专业技术成果输出标准；（2）针对建模过程的详细质量保证方法，针对各阶段建立各专业系统统一样板等；（3）形成有效的管理制度来鉴定执行力度，交付成果必须满足BIM 质量标准的要求。要确保整个BIM 架构体系人员严格执行项目实施过程中涉及的质量保证和质量控制方法，

4.2 BIM 质量保证体系

BIM 质量保证体系是为了确保项目BIM 团队成员和项目其他管理人员严格执行BIM 拟定实施计划中制定的各种质量标准，保证BIM 的相关技术方案落地实施，基本的质量保证内容应包括：（1）拆分样板建模过程，分析检验其该阶段的精度要求，以明确满足最低建模要求的相关内容，为后续工作的顺利进行打下良好基础；（2）验证BIM 信息资源的可用性和团队建模的执行能力，防止个别数据差异影响整个项目信息质量；（3）严格把控信息交换相关内容，防止属性转换形成的数据丢失或者错误，以确保交付成果的内容是清晰和准确的；（4）制定过程审查周期，对过程模型各标准成果过滤筛查，确保执行过程与计划保持一致；（5）加强体系末端执行力度，宣贯BIM 技术应用成效给班组成员，形成建模校核文档为下一步工作完善基础数据。

4.3 BIM 质量控制体系

质量控制是为保证交付的BIM 成果满足项目要求的过程，体系是形成组织性的过程把控确保提交整个项目所需要的交付成果和标准，并满足制定BIM 实施计划的相关内容。BIM 质量控制体系必须在所有提交给建设单位的项目数据中贯彻执行，其主要的内容包括：（1）对制订BIM 实施计划中BIM 模型成果、信息资料以及其他相关文件进行验证；（2）对于文件类型、文件的命名规则、构件的命名规则、专业系统的命名规则和适用的APP 或软件等完成它们的合理性的验证；（3）根据BIM 实施计划中的成果标准和数据信息交换要求对最后提交的模型相关文件进行验证；（4）检验BIM 实施计划与建设项目的各项需求中是否存在冲突，并制定解决方案。

5 BIM 在项建、初设、设计、深化、施工和运维的应用和联系

BIM 技术的本质是信息集成、传递和共享。集成是整合各专业信息之根本，集成和协调会使项目实施的可行性更具说服力和执行力；传递就是各参建方根据项目的具体需求以不同的方式在该基础模型上针对性地录入项目相关信息即插即用。这样随着项目阶段更迭，BIM 模型信息的需求也产生变化，BIM模型的信息数据会在量值和特性上相应叠加，达到一模多维度多信息的效果。BIM 技术应用是在整个建设项目的全过程生命周期中，应用建筑信息模型去实现各种特定目标的方法[3]。建设项目的全过程生命周期BIM 应用主要包括BIM 的基本应用、BIM 的常规应用和BIM 的多维度应用。

5.1 BIM 的基本应用

BIM 的基本应用包括以下内容：

1）现状建模。根据项目实际情况，在不同的阶段对场地、原有建筑物或特定区域所需信息模型，区分需求，利用有效的方式进行场地选址，完成地质勘察、拆除、改造等相关内容的分析和模拟。

2）设计建模。结合项目需求、模型精度规则和相关规范标准，在不同的阶段，使用BIM 专业相关软件完成各专业的信息模型。

3）设计审核。利用各种分析方案对基于各阶段各专业模型进行校核，校核该状态下的成果是否达到现行规范标准和项目需求。

4）协同。为了确保设计方案的可行性，用BIM 技术的相关应用集成和整合，对复杂的节点进行协同深化来达到施工的可行性。

5）模型化记录。记录不同阶段的模型中包含阶段性的项目信息，基本构件信息可以实现往下一个阶段的传递和共享。

6）量化分析。以实物量的形式直观表达量化信息。

5.2 BIM 的常规应用

BIM 的常规应用包括以下内容：

1）场布临建。基于前一阶段的设计模型信息或者设计信息，利用BIM 专业软件完成施工场地布置，完成地下管线迁移拆改，有效利用场地资源，利用水电专业的设计模型完成临边、临水、临电及其支架及其布置等。

2）3D 模拟仿真。基于各阶段模型数据完成净高分析、安全分析、性能分析、场景漫游检验等各项应用，有的放矢地输出方案模拟成果和检测成果。

3）量价分析。在量化分析的基础上完成对应阶段性经济指标、费用编制等工作，参数化标记或控制因签证、变更引起的费用变化，便于控制投资管理。

4）深化出图。在协同的基础上，结合相关制图标准，出具平面、立面、剖面、断面和节点爆炸视图，形成定制标准后也可直接出具归档使用的的全套深化图。

5.3 BIM 的多维度应用

BIM 的多维度应用主要包括：

1）BIM5D。5D 应用已经成为国内大体量项目的常用手段之一，时间管理和资金控制成为5D 的双翼，使其成为高效的BIM 集成平台，驾驶舱模式也让项目管理渗透得更加全面。

2）数字化加工。数字化加工使建设行业在装配式项目以及一些预制构件生产的项目中有了更加标准的一体化流程。

3）集成平台搭建。国内建设项目往往参与单位众多，集成平台的搭建可结合阶段性BIM 模型及其数据形成数据流共享沟通，整体达到更高的项目管理水平。

4）资产管理。根据项目进展情况，结合建筑信息模型参控变化分析，进行短期或者长期的资金计划和投资决策，例如，材料进场计划、班组进场计划等。其次，利用运维模型信息数据，改造、更新和评估建筑资产的费用，建立运维模型数据库。

5）应急消防联控。在集成运维模型的基础下，制定应急预案，模拟演练。利用传感布控和视频监控定位突发事件具体位置点，突发事件点周边建筑、设备等相关信息可以直接映射消防系统，启动应急预案或再制定应急预案，在控制事态发展的过程中有着绝对的反应机制，进一步减少相关损失，增加救援成功率。

BIM 技术的应用让国内建设项目有了新的挑战，是一个信息集成、多维管理的新模式，国内建设项目复杂多异，BIM技术并不是万能钥匙，根据建设项目特征合理利用好BIM 技术，不刻意抵触也别盲从的生搬硬套，方能使建设项目管理达到新高度。

6 结语

BIM 技术的广泛应用、物联网技术的快速发展、智慧城市的呼声渐涨等都标志着国内建设行业信息化已经迈入一个新的阶段，建设行业已开始进驻大数据时代。本文主要表达了关于国内建设项目中基于BIM 的一些管理和应用方式，从制定BIM 全过程生命周期实施计划、BIM 模型以及其他成果的标准执行、BIM 质量控制计划、BIM 在项建、初设、设计、深化、施工和运维的应用和联系几个方面阐述了BIM 的现行方式，可以得到以下几个结论：

1）根据建设项目特征进行应用目标定位，制订BIM 实施计划，重视BIM 基础模型创建，模型细度决定BIM 应用落地程度。

2）形成标准并贯彻执行标准，标准才能决定模型的下限，而BIM 技术的应用不允许有马虎的标准，所以建设项目的BIM 标准执行至关重要。

3）重视BIM 信息的集成、维护和更新，各专业的协调、相关信息的集成、维护和更新在建设项目的实施过程以及后期运营维护中带来了更加系统的管理方式。