BIM技术在中国建筑领域的应用

发布时间: 2013-10-24  文章作者: 访问次数: 2354

谈到BIM,尤其是看到BIM三个字母大家会有很多问题,BIM到底是什么?它和我们有什么关系?它能帮我们做什么?它离我们多远?或者说我们该做点什么?

 

  第一,BIM的基本概念。简单讲就是建筑信息模型。信息是计算机存贮的,信息是把信息化利用起来。建筑信息模型就是一个计算机项目,就是一个数据库,这个数据库的作用不大,作用大的是数据库的使用。

 

BIM对主要的作用就是信息共享,我统计了一下国家科技部在我们这个领域立项的情况,通过立项的情况就可以发现一些问题。计算机在建筑领域应用大概有30年,第一个十年时间大概解决了一件事情,计算机辅助计算,设计院的同志感触可能比较深。第二个十年解决了计算机辅助绘图,绘图是一个重体力活,把我们设计人员从图版上解脱出来。到现在我们所有东西都要依靠计算机来完成。但是我们还感到不足,这个不足就是现在有两个方面,既享受又感到不足。一方面是手机,智能手机给我们带来很多的方便,但是充电器真的不方便。另一方面是计算机的应用。现在每一项工作都是通过软件来完成的,我们做成一件事需要很多的工作来组成,但是大家横向的信息不能重复利用,每个人都要重复输一遍信息,非常痛苦。尤其我们的行业政府又给我们添乱,本来建筑从规划、设计、施工是一个完整的事情,尤其是设计和施工分不开,设计要考虑施工能不能建造,施工时候要考虑设计有什么要求,而我们的政府官员把这个一道切开,设计叫工程咨询与勘察设计领域,施工叫建筑业,然后设计给我们的是蓝图。过去我们说宏伟蓝图,在我们上学的时候一说宏伟蓝图心潮澎湃,现在我们套用电视里的一句话“都是蓝图惹的祸”,因为我们在设计时都是采用计算机,设计完了给施工单位就是蓝图被抱走了,那个信息全部浪费了,如果那个信息能够额施工企业,我们会节省多少重复劳动。更重要的对于复杂工程重复就代表着多了一次出错的机会,那减少多少错误,后面我会说出错既是人力的浪费,又是金钱的浪费,又是社会资源的浪费。

 

  再就是出错,错漏碰缺造成的资源浪费严重。设计变更多少呢?长春有一个审计的工程,审计了13个项目,发现设计变更占原来设计费的22.23%,这个比例是非常大的,你要知道我们国家每年建筑这方面,建筑业的合同额是多少呢?是11.77万亿。把11.77万亿再增加个22%这是一个不得了的数字,我们把它减少一点好不好?美国一个资料统计说,因为数据不能充分共享,使得工程成本增加3.1%,工期延长3.3%,工期不说,成本增加3.1%,我们再对照一下建筑业的利润,建筑业的平均利润也就3%点几,我们浪费把利润吃掉一半,我们通过有效的高新技术把浪费减少一点、把利润提高一点,我们的腰包都鼓了。

 

  BIM就是要把这些充分共享,减少因为信息不通畅而造成的各种损失。我找了一个蜘蛛网,应该形容BIM的作用。蜘蛛是趴在网上坐享其成。做成一个工程需要很多事情,从一个建设到另一个建设信息不能共享。有了BIM以后就是希望每一件事情上的信息都能共享,一个信息只有产生人录入,其他人都享受。如果反过来把蜘蛛网的环向去掉的话,那这个蜘蛛就会饿死。

 

  BIM技术应用可有效减少能耗和资源消耗。美国做了一个研究,根据32个项目总结了使用BIM技术的优势。可消除40%预算外更改;造价估算控制在3%精确度范围内;造价估算耗费的时间缩短80%;通过发现和解决冲突,将合同价格降低10%;项目工期缩短7%,及早实现投资回报。

 

  具体来说一个工程就是一个社会,需要做不断的决策,决策需要信息,没有充分的信息,我们开玩笑讲,经常拿我们的领导开涮,经常说有三拍领导,说这个事情领导拍脑袋瓜定了,出现质疑时他拍着胸脯说没问题,结果等出现问题他拍着桌子说错了。在设计阶段BIM使得我们与业主沟通更容易。而且可以早发现问题、早解决问题,改变过去抛过墙式的工作串联方式。

 

  再有现在都讲绿色,绿色是需要很多指标的,需要节能、需要环保,需要很多计算,我们可以把计算做得非常精确。尤其是造价领域,算量是一件很大的事,过去我们造蓝图很苦。有了这些信息模型以后,所有信息都在里面算量,用计算机算就行了。

 

  还有投标,通过BIM技术、可视化技术把施工方案、设计方案展现得淋漓尽致,效果非常形象生动,对业主来说领悟更好,这样更容易中标。

另外施工过程就是管理的模式,我们把施工组织方案做得非常优化,做得十分到位,而且过程做到精确。

  再有对具体的技术施工放样,尤其是3D技术,土方平衡这是一个很好的技术。前面说到土木领域是一个粗放的领域,说一个毫米都不差不当回事,已经非常精度高了。还有施工的组织协调,我们在虚拟数字化的领域里进行各方协调非常方便。再有全面支持工业化建造。

  这个工程应该是香港的一个工程,这就是一个预制的工业化生产,从工厂的预制到运输,到现场的安装,整个计划做到精细化的管理,因为尤其香港地区,将来我们的旧城改造没有多大场地来让你存放多少预制件,包括道路,没有那么宽的道路让你运输那么大件的,这些都得经过精心的模拟、精心的组织,做到精确的控制。这是一个重钢的工程。我们叫做施工交底,对于复杂的我们先演示一遍。

通过BIM我们想达到一个什么目标呢?这几条线可以反映我们努力的方向。第一条线,在整个工程建造过程中发现处理问题的能力,发现问题越晚我们的能力越弱,等到建完了我们发现问题了只有拆除。要早发现呢?我们的代价很小的。第二条线说我们发现的问题和处理问题所付出的代价,早发现问题代价很小,等建问以后再发现问题代价很大。第三条线说我们现在,现在是在施工过程中发现这儿碰撞了、那儿不合适了,然后停工等待,或者返工、或者拆除,大部的问题发生在这儿。我们想通过用BIM技术,在设计阶段通过数字化的模拟,把所有的问题都消除掉,这样降低了付出的代价,把工程做得更好,这就是社会价值。

  既然这样的话那么BIM是又一次革命,CAD是一次革命,CAD获利更多的是设计阶段,而BIM是从项目的策划,就是业主开始到规划、设计、施工。

  这么好的技术我们国家应用怎么样呢?还是香港用得比较早,而且香港一个政策,到2014年,原来说2014年很远,实际上就是明年的事情,所有房屋署项目都采用BIM,这就是政府的作用。实际上中国真正意义上的应用是上海中心,2007年是从业主提出来设计、施工。零星应用是在奥运的时候。

  我统计了一下BIM大赛的情况,这是设计阶段的BIM大赛,已经举办了四届,参赛作品的水平和质量都有很大提高,这个数量只是冰山一角,大部分项目没有参赛,所以应用面已经很广了。应用主要是在三维进行各个专业的设计、做各种性能的分析,以及设计成果的表达。

  施工有几个典型,因为我研究施工比较多,去年做了一年的施工企业BIM应用调研,这是建设部有一项课题任务,有几个类型,一个类型是被动式的。现在上海迪斯尼在建,承建方要求BIM。这是我下属的一个单位中建八局,他们的BIM很好,和所有的总工签订合同,每年必须应用多少BIM。浙江建工董事长是总工出身,他把BIM和信息化抓得很好。

  再有现在中国的工程又大又复杂,这是上海的三个工程,最后两个建得比较早没有用BIM,这是中国一个标志性的用BIM。这个已经做完了,是钢结构用BIM,这个从总包开始用BIM,大概也建到2/3。天津“117大厦597米,也是总包方在用BIM。武汉绿地中心高度636米,也是建筑方要求用BIM。现在在一些重大项目的招标文件当中就要求用BIM

  过去一直讲我们的行业是师傅带徒弟的经验性行业,但现在把师傅都难住了,因为师傅也没建过这么高、这么复杂的建筑,所以更多的来借助高新技术,那么BIM就是其中之一。这是北京的最高建筑,北京528米就是用钱来堆了。在我们国家,企业为什么用BIM呢?这得分两类:一类是业主驱动的。你不用BIM别来接我的活。另一类是企业自主应用的。他要提升核心竞争能力,比较好的有几个大的设计院,有些施工企业不用别人要求,他说我自愿,因为我们国家施工技术,国外评价中国建筑,说中国建筑占整个全球市场的一半,说中国有施工没设计,中国的施工水平不低,没设计因为重要的设计都是国外设计的。再说施工企业是有技术没管理,技术很好管理不好,所以BIM帮着他管理,所以施工企业很喜欢用BIM

  总的来说BIM的第一获益方是业主,因为所有的利益最后都是他打包收走了。设计企业是付出,所以设计企业用BIM的积极性不是很高,除非你追加,像这个项目就是业主追加了500万要求他用BIM。施工企业是用的时候就能够获益,所以他自觉的用。

这么好的技术政府都做点什么呢?第一个就是标准。在2012年批准了五本国标,2013年又增加了一本,这在我们国家制定国标的历史上一次同时批了六本国标,这些标准正在制定当中。BIM标准制定都管哪些内容呢?我在负责标准的事。说能不能把低价竞标也管了?我说管不了。就管三件事:一是管信息数据;二是管人,要讲信息共享不是一个人自己的事,也不一定是一个企业的事,那就涉及多协同工作问题、涉及到流程优化、涉及到辅助决策。三是干事。无论有没有BIM,我们的设计、施工还是不误,只不过BIM是一个工具,换了一个更好的工具,过去不能做的能做了,过去做得慢的做快了。一个形象的比喻过去骑自行车现在开车了,但开车的同时成本也增加了,需要买车。所以作为好的技术要追加成本。

  BIM要达到目标就是决策信息可用,我们要搞这个工程,我要决定需要信息,那么都在BIM里。我建这个工程要达到一个目标,达到目标要有定量化的指标。再有就是重量结果可见。从人才、标准、软件、应用同步发展。

  我们做了一些工作,做工作的同时国家要舍得,我们要有所付出,这一本标准国家给了我们26万块钱,其实够开一个启动会和验收会了,我们联合一些企业凑了一些钱,做了一些活、开展了一些研究,做了一些工作。这是标准。

  技术政策呢?再说我们国家的技术政策之前看看国外的技术政策怎么制定的,美国几个州的公共项目500万以上的要用BIM。英国是英国内阁办公室出的政策,我们看时间点就行了。澳大利亚出了一个国家BIM行动方案,制定的蓝图非常细。韩国是2016年全部公共设施使用BIM。新加坡是2015BIM应用率80%,新加坡更绝,是这样的,首先我给你钱鼓励你,你要用我最多给你报销50%,他已经发出500万,又追加了700万,然后后边举着大棒说“201580%”,这个非常有效。

  我们国家2011年发布了《2011-2015建筑业信息化发展纲要》,把BIM作为支撑行业产业升级的核心技术重点发展。质量安全师列了一个课题,叫勘察设计和施工BIM发展对策研究,去年一年我就负责这个事情,政府原来叫质量安全与行业发展司,这么好一个技术政府应该做点什么?就是引导行业BIM应用,提升应用效果,规范应用行为,不能乱用。现在正在做一件事,大概19号开会启动,要编制关于推进BIM技术在建筑领域内应用的指导意见,这个大纲我刚刚列出来,也是我在主导。

  就是说BIM技术很好,能帮助我们解决很多问题,很多国家都已经把它提到议事日程了,我们国家也在考虑提到议事日程来,很多企业也都在用,我们在座的企业准备好了吗?给大家留一个问题,是我们想了很久没解决的问题,就是在CAD应用年代,国家科委提出了甩图版工程,什么时间、什么企业要达到出图率达到多少。现在到了BIM年代我们应该提出一句什么样的口号,一说所有人都明白,这件事想了很久没想出来,所以希望大家也开动脑筋,因为甩图版非常形象,我们通过CAD把我们都解脱出来。到BIM以后我们也得有一句话,让业内人都懂,而且非常简洁,我们的智慧不够,发动大家脑筋。

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