前言
建筑业是一个传统产业。一方面,建筑业是国民经济的支柱产业,规模庞大,从业人员达4000多万人,建筑施工企业70000多家,勘察设计企业接近15000家,支撑着我国每年超过15万亿的大规模建设事业;另一方面,建筑业又是高消耗、高排放的产业,消耗了全国45%的水泥,50%以上的钢材,建筑施工垃圾约占城市垃圾总量的30%~40%。这样一个传统产业,总体规模虽大但效益不高。建筑业的任何一点技术进步都会形成巨大的经济效益、环境效益和社会效益。如何充分利用新的技术资源改造传统的建筑业,是摆在我们面前一项十分急迫的任务。
我们都见证了CAD技术的提出、发展,到全行业的普及,也看到了CAD对建筑业技术进步的作用和贡献。CAD技术为传统的建筑业增添了新的活力,导致了工程设计的一场革命。但因传统的生产和管理方式,如设计中“抛过墙式”的专业协调方式、工程预算中“照图扒筋算量”的核算方式,以及设计、施工、运维相互割裂的行业管理方式等。造成了在建筑全生命期各阶段信息的大量丢失和重复工作。2007年美国的McGraw Hill发布了一个关于建筑业信息互用问题的研究报告“Interoperability in the Construction Industry”。该报告的统计资料显示,数据互用性不足使项目成本平均增加3.1%。这对我国建筑业来说是一个十分可观的数字,这就迫切需要利用和发展高新技术来改造传统的建筑业。BIM技术就是应这样的需求而提出和发展的。
建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)作为一项新的信息技术,已在业界得到了普遍关注,并对其藉以厚望,希望能够通过BIM技术的应用促进建筑业的技术升级和生产方式转变。BIM是工程项目物理和功能特性的数字化表达,是工程项目有关信息的共享知识资源。BIM的作用是使工程项目信息在规划、设计、施工和运营维护全过程充分共享、无损传递,使工程技术和管理人员能够对各种建筑信息做出高效、正确的理解和应对,为多方参与的协同工作提供坚实基础,并为建设项目从概念到拆除全生命期中各参与方的决策提供可靠依据。BIM的提出和发展,对建筑业的科技进步产生了重大影响。应用BIM技术,可望大幅度提高建筑工程的集成化程度,促进建筑业生产方式的转变,提高投资、设计、施工乃至整个工程生命期的质量和效率,提升科学决策和管理水平。对于投资,有助于业主提升对整个项目的掌控能力和科学管理水平、提高效率、缩短工期、降低投资风险;对于设计,支撑绿色建筑设计、强化设计协调、减少因“错、缺、漏、碰”导致的设计变更,促进设计效率和设计质量的提升;对于施工,支撑工业化建造和绿色施工、优化施工方案,促进工程项目实现精细化管理、提高工程质量、降低成本和安全风险;对于运维,有助于提高资产管理和应急管理水平。
BIM是一种应用于工程设计建造管理的数字化工具,支持项目各种信息的连续应用及实时应用,可以大大提高设计、施工乃至整个工程的质量和效率,显著降低成本。在发达国家和地区,为加速BIM的普及应用,相继推出了各具特色的技术政策和措施。美国是BIM的发源地,BIM研究与应用一直处于领先地位,2007年发布的《美国国家BIM标准第一版第一部分》确定的目标是到2020年以BIM为核心的建筑业信息技术每年为美国节约2000亿美元(相当于美国2008年建筑业产值的15%左右);2011年英国发布的《政府建筑业战略》为以BIM为核心的建筑业信息技术应用设定的目标是减少整体建筑业成本10%~20%;2012年澳大利亚发布的《国家BIM行动方案》指出,在澳大利亚工程建设行业加快普及应用BIM可以提高6%~9%的生产效率。韩国计划从2016年开始实现全部公共设施项目使用BIM。新加坡计划到2015年建筑工程BIM应用率达到80%。
BIM正在成为继CAD之后推动建设行业技术进步和管理创新的一项新技术,将是进一步提升企业核心竞争力的重要手段。BIM的发展得到了我国政府和行业协会的高度重视,BIM技术是住房和城乡建设部建筑业“十二五”规划重点推广的新技术之一,国家从“十五”、“十一五”到“十二五”在科技支撑计划中相继启动了BIM研究工作,科技部于2013年批准成立“建筑信息模型(BIM)产业技术创新战略联盟”。上述工作对我国BIM技术研究和应用起到了良好的推动和引导作用。
中国建筑股份有限公司(以下简称“中建”)十分重视BIM的研究和推广应用,于2012年12月印发了《关于推进中建BIM技术加速发展的若干意见》(以下简称“若干意见”),标志着从总公司到各子企业,开始统筹规划,全面推进BIM技术应用。2013年是起步年,按照《若干意见》的指导思想和基本原则,中建组织开展了一系列BIM技术研发和推广应用工作。各设计、工程企业积极引进BIM并结合单位实际,投入大量人力、物力将BIM应用于一些代表性工程,提升了公司的技术能力与影响力,取得了较好的经济效益和社会效益。但我们也要看到目前存在的不足。从行业宏观层面上讲,尚未形成完善的BIM标准体系,还缺少具有自主知识产权的BIM软件支撑,仅在设计和施工领域开展了一定程度的应用,还未能在投资策划、设计、施工和运维全生命期得到较高水平的应用;从企业层面上讲,有些企业对BIM技术仅停留在一般认识上,尚未进行深入研究、尝试和应用,对于BIM技术理解不深、人才培养不足,造成项目实施环节出现各种各样的问题。
鉴于BIM技术应用过程的复杂性,2013年中建启动了“建筑工程施工BIM集成应用研究”课题。课题目标是:通过研究、应用和推广BIM技术,提升中建工程施工的质量和效率。课题目标成果之一就是《建筑工程施工BIM应用指南》(以下简称“指南”)。在中建BIM技术委员会的策划指导下,课题组组织编写了本指南。指南作为一份重要的技术资料,将用于指导、推动中建施工企业的BIM应用。
编写组针对行业BIM应用的发展趋势和存在问题,结合中建企业自身需求,在收集、整理大量国内外资料的基础上,通过BIM示范试点工程BIM应用实践和系统研究,组织中建系统内各子企业BIM骨干和部分行业专家编写了本指南。在指南编写过程中,注重时效性、实用性和中建企业特点。针对目前各单位的BIM应用尚处于初始阶段,编写组探索了如何将BIM技术用得好、用得快的方法;明确了应用BIM技术能解决什么技术问题,可用BIM软件有哪些、如何用,当前BIM应用还存在什么问题、如何解决,以及应用经验和教训等;并从企业、项目、专业三个层面详细描述了项目全过程、全专业和各方参与BIM应用的业务流程、建模内容、建模方法、模型应用、专业协调、成果交付等具体指导和实践经验,并给出了实用的应用方案。
《指南》结合中建的企业特点,集成了已有企业标准,并充分考虑我国行业政策规定,创造性地作出一些符合国情的规定,例如:对模型细度和模型内容的规定,没有照搬美国的LOD系列规定,而是参照中华人民共和国住房和城乡建设部发布的《建筑工程设计文件编制深度规定》,以及我国工程设计和施工行业政策和实践,将模型细度分为七级,分别为:方案设计模型、初步设计模型、施工图设计模型、深化设计模型、施工过程模型、竣工验收模型和运维管理模型,并依据《建筑工程设计文件编制深度规定》等规定,以及行业惯例,给出了具体的模型内容。
本指南在内容组织上,从工程实用角度出发,按照施工专业分工和施工过程管理两个维度展开。除企业和项目层面的共性BIM应用内容外,主要内容包括:施工总承包、机电专业施工、钢结构专业施工和土建专业施工BIM应用,以及进度计划管理、造价管理、质量安全管理和竣工交付BIM应用等内容,这样组织内容的优势是便于不同职责技术和管理人员参阅,但也存在不足,可能存在部分内容重复的情况。
本指南是辅助BIM技术应用的参考资料,鉴于BIM技术应用刚刚起步,发展较快,典型案例较少,应用效果总结也不系统,有些重要内容还未纳入到目前版本的指南中,例如BIM资源库、信息安全、工业化建造、施工阶段与设计阶段和运维阶段的衔接,以及BIM与物联网、云计算、大数据、ERP的集成和融合等,期望在以后的版本中逐渐丰富这些内容。限于作者的水平和时间有限,还有很多不足之处,有些观点和结论也不一定正确,期待将来逐渐完善。
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