BIM在施工图设计中的研究

1．研究意义

随着城市建设的发展，工程项目的设计越来越复杂，工程建造的难度也越来越大，建筑业面临着巨大的挑战，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）被视为解决工程建设中诸多难题的重要技术，在全球范围内得到了广泛的关注。我国将 BIM 列入了“十二五”期间建筑领域的重点科技攻关计划，越来越多的建设企业和参建者逐渐认识到 BIM 带来价值， BIM 技术在我国逐步开始推广与尝试。但是BIM技术与国外已经相对成熟的体系相比，我国的 BIM 的应用仍处于较弱环境中，因此，研究 BIM 应用技术十分必要。

BIM（Building Information Model）建筑信息模型的出现是一次工程建设行业的产业革命。自2004年在国内引入BIM概念以来，BIM已经成为目前工程建设行业信息化领域中主要的议题。BIM创建包含建筑工程的设计、施工管理，以及物业和运营管理等全建筑生命周期过程。

BIM技术的优势。首先BIM技术可以让我们在建筑设计的初级阶段对建筑的钢筋算量、建筑石材等一系列的耗费物资进行准确的计算进而得出施工的各个阶段的所需资金投入；其次BIM技术可以给我们在施工前检查设计图纸的错误，避免了建后重拆的人力、物力、财力的浪费；再者BIM给我们在建筑施工完成后物业的后期管理、维护、接入/去除设备提供技术指导。

政策无不表明政府对BIM、尤其对国内BIM发展的高度重视。并且国内在建设工程体量方面远远**世界，有更广阔的BIM应用空间!已有业内专家预言：“虽然BIM技术在国外应用已经有十余年历史，但最终将在中国取得突破性进展。”总之BIM技术是建筑行业的一次革命性的飞跃，研究BIM技术不仅仅是行业的选择，更是得到我们国家大力的支持。

2．国内外研究现状

2.1国外研究现状

BIM的概念最早在上世纪70年代就已经提出，但直到2002年美国的Autodesk公司发表了一本BIM白皮书之后，其它一些相关的软件公司也加入，才使得BIM逐渐被大家了解。一年之后，美国联邦总务署（GSA，成立于1949年，每年预算约$26.3 billion）发起了3D-4D-BIM计划，要求到2007年，所有GSA项目全面BIM化。到2006年，CSI（Construction Specifications Institute）编制完成AEC万用标准OmniClass。到2007年，全美建筑科学院NIBS推出酝酿已久的集大成者BIM标准：全美BIM标准（NBIMS），日后被各国效仿。到2013年，全美建筑科学院NIBS发布BIM指南，并且最近几年还在一直更新。

在韩国，政府计划于2016年前实现全部公共工程的BIM应用。

在**，2014年至2015年，政府计划将BIM应用作为所有房屋项目的设计标准。

在新加波，政府成立BIM基金;计划于2015年前，超八成建筑业企业广泛应用BIM。

在北欧，挪威、丹麦、瑞典和芬兰等国家，已经孕育Tekla、Solibri等主要的建筑业信息技术软件厂商。

在日本，建筑信息技术软件产业成立***国产解决方案软件联盟。

在英国，政府明确要求2016年前企业实现3D-BIM的全面协同。国外的BIM发展不仅仅停留在制定标准和设施计划的阶段，他们也有实际成功运用BIM技术的具体项目。

如：英杰华体育馆:参数化建模助力体育馆壳体设计和制造。

(1) 万怡酒店:BIM在翻修及LEED认证中的使用。

(2) 卡斯特罗谷萨特医疗中心。

(3) 马里兰州综合医院:在施工和交付阶段，用BIM建立了一个有效的设备。

(4) 克鲁塞尔大桥:将支持多种信息的BIM应用于施工阶段。

(5) 赫尔辛基音乐中心:**环境评价与可持续发展设计。

(6) 希尔伍德商业项目:BIM用于成本概算。

(7) 美国海岸警卫队的BIM实施案例:BIM在情景规划和设施评估方面的应用。

2.2国内研究现状

BIM概念开始引入中国是在2004年Autodesk在中国发布Autodesk Revit5.1之后，至此BIM的概念才逐步在国内被认知。到2007年的时候，建设部发布行业产品标准《建筑对象数字化标准》。2008年开始，上海的标志建筑上海中心决定在该项目采纳BIM技术，BIM技术在国内发展开始加速。2011年，中国出现**个BIM研究中心（华中科技大学）。2012年开始，政府部门逐步开始接触并推广BIM，到2016年，住房城乡建设部印发2016-2020年建筑业信息化发展纲要中明确提出BIM重心，到今年建筑业持续发展的意见中也明确说明了BIM的重要性。总的说来，对比前面英美的时间表，我们明显是落后的，还需要各位同仁一起努力追赶。

BIM的概念和理念是美好的，是可以贯穿建筑全生命周期，十多年过去了但是BIM技术依然处于初步探索阶段，目前中国没右几个落地的项目可以实现这一目标，在美国也不敢说。因为目前BIM软件的成熟度，本土化，以及模型在建筑不同阶段的传递过程中无法实现完美交接，重复利用等功能。在中国，无论政府还是行业巨头，对BIM的发展预期远不如国外发达国家明确乐观，对数字化目标和标准制定表述暧昧，但BIM趋势已经明朗。相比2014年，中国BIM普及率超过10%，BIM试点提高近6%。同样可以证明BIM技术是未来的发展方向，是大势所趋，是历史的选择。2019年9月17日，马云带领阿里云计算公司以40220000元中标雄安新区规划建设BIM管理平台（一期）项目。与此同时华为、腾讯、京东、百度纷纷与武汉、深圳、青岛、厦门等城市开展BIM智慧城市合作建设城市大脑战略。中国**高楼——上海中心、北京**高楼——中国尊、华中**高楼——武汉中心等应用BIM的中国工程项目层出不穷。其中，中国博览会会展综合体工程证明：通过应用BIM可以排除90%图纸错误，减少60%返工，缩短10%施工工期，提高项目效益。另一方面，更多招标项目要求工程建设的BIM模式。部分企业开始加速BIM相关的数据挖掘，聚焦BIM在工程量计算、投标决策等方面的应用，并实践BIM的集成项目管理。所以BIM技术的前景是美好的，潜力是无限的，需要我们区进一步探索研究和花时间去完善的。

主要研究内容

BIM 发展至今，其功能的不断开发为项目各方带来的收益。从基本的设计到施工的碰撞检测，4D施工进程模拟管理，选料采购人力资源分配，5D的造价以及施工管理费用检测与预测，6D的智能组件全生命周期运营（不同的理解方式认为能源管理作为可持续管理的BIM6D的代表）再到所谓7到nD的多维信息的精细化设施管理，由此可见从nDBIM的角度看BIM功能的拓展是从建筑尺度向产品工序精细尺度过度。在这一研究领域中，以欧美为前列的信息协同已经趋向成熟。很多学者发表大量的文献来强化BIM在施工到运营管理的可行性以及结合其他节能减排的方法与BIM形成有效的协同来达到“绿色建筑”。然而尽管大量的文献和研究方法针对建筑运营阶段有着很 前卫的成果，但结合不同建筑类型以及不同企业性质本身去运营管理的实践非常有限，这也就带出了一个疑问：是否在运用BIM的情况下能够强化已有的企 业信息化管理？不得不作为一个研究可以考量的方向继续研究下去。

将理论和实践相结合才能发挥出完美的效果。理论来源于实践，反过来又指导实践，同是实践又能检验理论的正确性。进行BIM技术研究应用可以从两个方面来考虑:与工程建设活动相结合、与工程建设细分行业相结合。

与工程建设活动相结合目前相对成熟也是应用得较多是碰撞检查、进度管理、场地布置。除此之外还有合同、运营、质量、安全、监测、材料管理、造价、有限元仿真、绿色仿真、VR等等。每个项目又可以不断的细分。但无论如何与工程建设活动结合要关注三个点:协同、仿真、实时！

与工程建设行业相结合就包括我们应用最多的建筑、钢构、暖通，以及次多的桥梁。再往后就是相对较少的市政、隧道、水利、港口、绿色建筑等等。

3．研究方法

(1) 文献收集法

通过图书、中国知网、各政府官网等途径，收集相关数据资料。对已进行研究的总图设计相关理论及BIM已在施工中的实践进行综述，研究其发展历史、当前应用现状。

(2) 比较类推法

结合国内使用BIM技术已经落地实施和完成的大型建筑、地标建筑进行实际参观考察，模型对比，图纸细化进行归纳总结类推比较进行研究和实施BIM三维建模、碰撞检查。

(3) 案列实践法

结合真实的政府或者商业案例进行学习研究。学习CAD，对目前已有的BIM相关软件进行选择和学习吗，主要是Revit、Fuzor、Lumion、C3D/C4D的建模，碰撞检查，动画渲染。将BIM概念与规划设计的逻辑、内容相融合。以已研究的理论合技术为基础，结合具体案例，将模型应用与实践，具体说明设计模式的各个步骤。

4．研究进度

硬件（高配计算机、显示器）配备已基本开始并逐步完成。

已经购买正版学习软件，并开始进行软件的学习和学习资料选定以及购买。

完成了一般的建筑模型的绘制，形成了基本完整的三维模型，还需要进一步研究完善。对大型项目为实际上手操作。