BIM在全球的应用现状

BIM在全球的应用现状建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）自从2002年引入工程建设行业，至今已有十年历程，目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可，被誉为建筑业变革的革命性力量。但BIM的理念早在30年前就已经被提出来了。根据维基百科的释义，Buildinginformationmodeling(BIM)isaprocessinvolvingthegenerationandmanagementofdigitalrepresentationsofphysicalandfunctionalcharacteristicsofafacility.Theresultingbuildinginformationmodelsbecomesharedknowledgeresourcestosupportdecision-makingaboutafacilityfromearliestconceptualstages,throughdesignandconstruction,throughitsoperationallifeandeventualdemolition[i]。翻译过来可以为：建筑信息模型是包含了创建与管理设施物理与功能特性的数字化表达的过程。过程中产生的一系列建筑信息模型（BuildingInformationModels）作为共享的知识资源，在设施从早期概念阶段到设计、施工、运营及最终的拆除全生命周期过程中的决策提供支持。作为大众化、标准化的定义，维基百科的BIM定义中认为BIM具有三大特点：1）设施（建筑物）物理和功能特性的数字表达，可以包括几何、空间、量等物理信息，还包括空间的能耗信息、设备的使用说明等功能性信息；2）设施（建筑物）信息的共享知识资源，可以在不同专业、不同利益相关方等之间进行信息的传递与共享；3）为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据与信息。根据美国国家BIM标准（NBIMS，NationalBuildingInformationModelingStandard）对BIM的定义[ii]：BuildingInformationModeling(BIM)isadigitalrepresentationofphysicalandfunctionalcharacteristicsofafacility.ABIMisasharedknowledgeresourceforinformationaboutafacilityformingareliablebasisfordecisionsduringitslife-cycle;definedasexistingfromearliestconceptiontodemolition。可翻译为：BIM是创建与管理设施物理与功能特性的数字化表达的过程。BIM是关于设施的共享的知识资源，为设施全生命周期的决策制定提供可靠的信息支持，从最早期的概念阶段到最终的拆除阶段。可以发现，维基百科对BIM的定义很大程度上受到了美国国家BIM标准的影响。BIM最先从美国发展起来，随着全球化的进程，已经扩展到了欧洲、日、韩、新加坡等国家，目前这些国家的BIM发展和应用都达到了一定水平。1.BIM在美国的发展现状美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，发展至今，BIM研究与应用都走在世界前列。目前，美国大多建筑项目已经开始应用BIM，BIM的应用点也种类繁多，而且存在各种BIM协会，也出台了各种BIM标准。根据McGrawHill的调研[iii]，2012年工程建设行业采用BIM的比例从2007年的28%增长至2009年的49%直至2012年的71%。其中74%的承包商已经在实施BIM了，超过了建筑师（70%）及机电工程师（67%）。BIM的价值在不断被认可。关于美国BIM的发展，不得不提到几大BIM的相关机构。1.1GSA美国总务署（GeneralServiceAdministration，GSA）负责美国所有的联邦设施的建造和运营。早在2003年，为了提高建筑领域的生产效率、提升建筑业信息化水平，GSA下属的公共建筑服务（PublicBuildingService）部门的首席设计师办公室（OfficeoftheChiefArchitect，OCA）推出了全国3D-4D-BIM计划[iv]。3D-4D-BIM计划的目标是为所有对3D-4D-BIM技术感兴趣的项目团队提供“一站式”服务，虽然每个项目功能、特点各异，OCA将帮助每个项目团队提供独特的战略建议与技术支持，目前OCA已经协助和支持了超过100个项目。GSA要求，从2007年起，所有大型项目（招标级别）都需要应用BIM，最低要求是空间规划验证和最终概念展示都需要提交BIM模型。所有GSA的项目都被鼓励采用3D-4D-BIM技术，并且根据采用这些技术的项目承包商的应用程序不同，给予不同程度的资金支持。目前GSA正在探讨在项目生命周期中应用BIM技术，包括：空间规划验证、4D模拟，激光扫描、能耗和可持续发模拟、安全验证等等，并陆续发布各领域的系列BIM指南，并在官网可供下载，对于规范和BIM在实际项目中的应用起到了重要作用。在美国，GSA在工程建设行业技术会议如AIA-TAP，中都十分活跃，GSA项目也常被提名为年度AIABIM大奖。因此，GSA对BIM的强大宣贯直接影响并提升了美国整个工程建设行业对BIM的应用。1.2USACE美国陆军工程兵团（theU.S.ArmyCorpsofEngineers，USACE）隶属于美国联邦政府和美国军队，为美国军队提供项目管理和施工管理服务，一共有3万多平民人员和6百多军人，是世界最大的公共工程、设计和建筑管理机构。2006年10月，USACE发布了为期15年的BIM发展路线规划（BuildingInformationModeling:ARoadMapforImplementationtoSupportMILCONTransformationandCivilWorksProjectswithintheU.S.ArmyCorpsofEngineers）[v]，为USACE采用和实施BIM技术制定战略规划，以提升规划、设计和施工质量和效率，见图1。规划中，USACE承诺未来所有军事建筑项目都将使用BIM技术。图1USACE针对BIM、NBIMS及互用性的长期战略目标其实在发布发展路线规划之前，USACE就已经采取了一系列的方式为BIM做准备了。USACE的第一个BIM项目是由西雅图分区设计和管理的一项无家眷军人宿舍（enlistunaccompaniedpersonnelhousing）项目，利用Bentley的BIM软件进行碰撞检查以及算量（见图2）。随后2004年11月，USACE路易维尔分区在北卡罗来纳州的一个陆军预备役训练中心项目也实施了BIM。2005年3月，USACE成立了项目交付小组（ProjectDeliveryTeam，PDT），研究BIM的价值并为BIM应用策略提供建议。发展路线规划即是PDT的成果。同时，USACE还研究合同模板，制定合适的条款来促使承包商来使用BIM。此外，USACE要求标准化中心（CentersofStandardization，COS）在标准化设计中应用BIM，并提供指导。图2无家眷军人宿舍BIM模型图3路易斯维尔分区BIM设计小组建模流程图在发展路线规划的附录中，USACE还发布了BIM实施计划，从BIM团队建设、BIM关键成员的角色与培训、标准与数据等方面为BIM的实施提供指导。2010年，USACE又发布了适用于军事建筑项目分别基于Autodesk平台和Bentley平台的BIM实施计划，并在2011年进行了更新。适用于民事建筑项目的BIM实施计划还在研究制定当中。1.3bSaBuildingSMART联盟（buildingSMARTalliance，bSa）是美国建筑科学研究院（NationalInstituteofBuildingScience，NIBS）在信息资源和技术领域的一个专业委员会，成立于2007年，同时也是BuildingSMART国际（buildingSMARTInternational，bSI）的北美分会。bSI的前身是国际数据互用联盟（InternationalAllianceofInteroperability，IAI），开发了和维护IFC（IndustryFoundationClasses）标准以及openBIM标准。bSa致力于BIM的推广与研究，使项目所有参与者在项目生命周期阶段能共享准确的项目信息。BIM通过收集和共享项目信息与数据，可以有效地节约成本、减少浪费。因此，美国bSa的目标是在2020年之前，帮助建设部门节约31%的浪费或者节约4亿美元。bSa下属的美国国家BIM标准项目委员会（theNationalBuildingInformationModelStandardProjectCommittee-UnitedStates，NBIMS-US）是专门负责美国国家BIM标准NationalBuildingInformationModelStandard，NBIMS）的研究与制定。2007年12月，NBIMS-US发布了NBIMS的第一版的第一部分，主要包括了关于信息交换和开发过程等方面的内容，明确了BIM过程和工具的各方定义、相互之间数据交换要求的明细和编码，使不同部门可以开发充分协商一致的BIM标准，更好地实现协同。2012年5月，NBIMS-US发布NBIMS的第二版的内容。NBIMS第二版的编写过程采用了一个开放投稿（各专业BIM标准）、民主投票决定标准的内容（OpenConsensusProcess），因此，也被称为是第一份基于共识的BIM标准。图4美国国家BIM标准第一版与第二版除了NBIMS外，bSa还负责其他的工程建设行业信息技术标准的开发与维护，包括：美国国家CAD标准（UnitedStatesNationalCADStandard）的制定与维护，2011年5月已经发布了第5版；施工运营建筑信息交换数据标准（ConstructionOperationsBuildingInformationExchange，COBie），2009年12月已经发布国际COBie标准，以及设施工管理交付模型视力定义格式（FacilityManagementHandoverModelViewDefinitionformats）等。2.BIM在英国的发展现状2010年、2011年英国NBS组织了全英的BIM调研，从网上1000份调研问卷中统计出最终的英国BIM应用情况。从调研报告[vi]中可以发现，2011年，有48%的人仅听说过BIM，而31%的人不仅听过，而且在使用BIM，有21%的人对BIM一无所知。这一数据不算太高，但与2010年相比，BIM在英国的推广趋势却十分明显。2010年，有43%的人从未听说过BIM，而使用BIM的人仅有13%，如图5。有78%的人同意BIM是未来趋势，同时有94%的受访人表示会在5年之内应用BIM。图5英国BIM使用情况与大多数国家相比，英国政府要求强制使用BIM。2011年5月，英国内阁办公室发布了“政府建设战略（GovernmentConstructionStrategy）[vii]”文件，其中有一整个关于建筑信息模型（BIM）的章节，这章节中明确要求，到2016年，政府要求全面协同的3D·BIM，并将全部的文件以信息化管理。为了实现这一目标，文件制定了明确的阶段性目标，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。文件也承认由于缺少兼容性的系统、标准和协议，以及客户和主导