第2章　BIM技術(shù)與精益建造分析

2.1　BIM技術(shù)分析

2.1.1　BIM基本概念

BIM（building information modeling）是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者和建筑業(yè)界人士關(guān)注的熱點(diǎn)。BIM思想產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代^［71］。之后，喬治亞理工學(xué)院的Charles Eastman^［72］及Jerry Laiserin^［73］對(duì)BIM的概念進(jìn)行了補(bǔ)充和詳細(xì)界定。根據(jù)維基百科的釋義，BIM技術(shù)是一種建立、管理建設(shè)項(xiàng)目物理和功能特點(diǎn)的數(shù)字化、可視化表現(xiàn)過程。在實(shí)施過程中多種形式的模型信息為共享數(shù)據(jù)信息資源平臺(tái)，貫穿于建設(shè)項(xiàng)目的決策、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全生命周期的全員的全過程的決策支持和支撐、協(xié)同作業(yè)和管理。隨著項(xiàng)目建設(shè)階段的進(jìn)展，BIM模型信息不斷深化、不斷細(xì)化、不斷接近實(shí)際，形成緊密對(duì)接的信息鏈。

BIM即虛擬建筑或者建筑仿真，是近十年來在CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多維（三維、四維、五維、n維）模型信息集成技術(shù)，可以使建筑物的所有參與方都能夠在數(shù)字虛擬的真實(shí)建筑物模型中操作信息（幾何、物理和功能信息）和在信息中操作模型，見圖2-1。BIM的最大特點(diǎn)是數(shù)據(jù)信息的高度整合，其中模型是基礎(chǔ)，信息是靈魂，軟件是工具，協(xié)作是重點(diǎn)，管理是關(guān)鍵。以支持建筑全生命周期項(xiàng)目（building lifecycle management，BLM）決策、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的技術(shù)、方法^［74］，見圖2-2。基于BIM的建筑業(yè)信息化，橫向打通了技術(shù)信息化和管理信息化之間的信息傳遞，實(shí)現(xiàn)建筑生命期各階段的工程性能、質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本的集成化管理^［75-77］，提高工作效率和質(zhì)量，減少錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)，提升建設(shè)行業(yè)效率和利潤(rùn)。

BIM是一種技術(shù)、一種方法、一個(gè)機(jī)制和機(jī)遇，以BIM為平臺(tái)集成工程建設(shè)信息的收集、管理、交換、更新、儲(chǔ)存等流程，為工程建設(shè)全生命期不同階段、不同參與主體、不同應(yīng)用軟件之間提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、充分的信息交流和共享，提高工程建設(shè)行業(yè)生產(chǎn)力水平。

2.1.2　BIM技術(shù)應(yīng)用方法

（1）項(xiàng)目決策階段

在項(xiàng)目決策階段，利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行可視化規(guī)劃景觀模擬及規(guī)劃微環(huán)境模擬分析及評(píng)估。包括建筑物空間結(jié)構(gòu)的日照關(guān)系、風(fēng)環(huán)境、熱工、空間景觀的可視度和噪聲分析等。

①項(xiàng)目三維景觀分析　根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃平面圖、功能分區(qū)、戶型等參數(shù)，應(yīng)用BIM軟件，建立可視化3D模型，全方位、多角度模擬建筑設(shè)計(jì)效果，比較全面地評(píng)估任意位置的景觀可視度，并對(duì)項(xiàng)目建筑位置、戶型等進(jìn)行分析調(diào)整，如圖2-3、圖2-4所示。

區(qū)別傳統(tǒng)三維技術(shù)（如3Dmax）所傳達(dá)的只有“視覺信息”，項(xiàng)目規(guī)劃BIM模型用建筑工程專業(yè)語言來表達(dá)，而且容納更多信息量如面積、材料、重量、受力等。

②項(xiàng)目環(huán)境日照分析　根據(jù)項(xiàng)目所在地區(qū)氣象數(shù)據(jù)參數(shù)，如氣溫、相對(duì)濕度、總輻射、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等，計(jì)算獲取設(shè)計(jì)方案的日照結(jié)果、太陽輻射強(qiáng)度和面積、容積率、建筑最佳朝向等，并針對(duì)某一天日照的陰影情況，優(yōu)化和調(diào)整樓宇之間的位置、高度和體形，如圖2-5～圖2-8所示。

③項(xiàng)目風(fēng)環(huán)境分析　通過對(duì)風(fēng)環(huán)境空氣齡、風(fēng)速和風(fēng)壓模擬分析，得出空氣流動(dòng)形態(tài)，通過調(diào)整建筑設(shè)計(jì)的朝向、造型、自然通風(fēng)組織等，提高空氣質(zhì)量，如圖2-9、圖2-10所示。

④項(xiàng)目環(huán)境噪聲分析　考慮項(xiàng)目周邊已存在的較大噪聲源進(jìn)行分析模擬（圖2-11、圖2-12），對(duì)受噪聲影響比較大的部位，采取隔聲措施，改善項(xiàng)目噪聲環(huán)境。

⑤項(xiàng)目環(huán)境溫度分析　項(xiàng)目環(huán)境溫度分析，包括項(xiàng)目小區(qū)區(qū)域內(nèi)、室內(nèi)的溫度分析和空氣流動(dòng)。通過BIM模擬分析熱環(huán)境，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合理的建筑舒適環(huán)境，如圖2-13、圖2-14所示。

（2）設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段，利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行三維協(xié)同設(shè)計(jì)、BIM管線綜合、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、設(shè)計(jì)概預(yù)算信息統(tǒng)計(jì)等。

①三維協(xié)同設(shè)計(jì)　基于BIM平臺(tái)，建筑、結(jié)構(gòu)、安裝等專業(yè)基于同一模型進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)三維集成協(xié)同設(shè)計(jì)，及早發(fā)現(xiàn)各專業(yè)設(shè)計(jì)中錯(cuò)、碰、漏、撞的問題，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)成果的一致性，如圖2-15～圖2-17所示。

②BIM管線綜合　給排水、暖通、電氣照明等機(jī)電設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮管線設(shè)備的安裝順序和安裝空間。基于BIM平臺(tái)，通過碰撞檢測(cè)功能進(jìn)行各專業(yè)管線碰撞檢測(cè)，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，如圖2-18、圖2-19所示。

③結(jié)構(gòu)力學(xué)分析　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后，基于BIM結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模和計(jì)算、規(guī)范校核，如圖2-20～圖2-23所示。

④設(shè)計(jì)概預(yù)算信息統(tǒng)計(jì)　基于BIM結(jié)構(gòu)模型，生成工程量清單和概算造價(jià)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)用料信息的顯示和查詢。以利于評(píng)價(jià)施工圖設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平，并為工程資金準(zhǔn)備、招投標(biāo)提供依據(jù)，如圖2-24、圖2-25所示。

（3）施工階段

在施工階段，利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行施工方案模擬、進(jìn)度控制、成本控制、安全管理、設(shè)計(jì)變更管理、施工過程工程資料記錄，形成BIM竣工模型。

①施工方案模擬　在工程的關(guān)鍵控制點(diǎn)、特殊施工環(huán)節(jié)實(shí)施前，運(yùn)用BIM系統(tǒng)三維模型進(jìn)行虛擬指導(dǎo)施工模擬，展示工藝流程和操作方法，給施工技術(shù)人員、管理人員、操作人員進(jìn)行可視化的三維模型技術(shù)交底，如圖2-26、圖2-27所示。

②施工進(jìn)度控制　根據(jù)資源限制和總工期需求，考慮施工方案、流水段劃分、施工工藝，進(jìn)行WBS工程結(jié)構(gòu)分解，編制建設(shè)項(xiàng)目和單項(xiàng)工程基于層、段、組合類型的施工進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)接項(xiàng)目BIM模型，建立4D可視化模型和施工進(jìn)度計(jì)劃，如圖2-28所示。

③施工成本控制　基于BIM技術(shù)的5D施工成本模擬，可以隨時(shí)查看任意部位進(jìn)度、資源、成本、資金的情況，進(jìn)行多角度進(jìn)度管理模擬以及成本、資源的多角度分析。提供項(xiàng)目進(jìn)度控制、計(jì)量支付、變更控制、采購租賃、物資供應(yīng)、成本計(jì)劃、成本核算，如圖2-29所示。

④施工安全管理　對(duì)項(xiàng)目重點(diǎn)控制的安全部位，如腳手架工程、高架大跨模板支撐系統(tǒng)工程、深基坑處理工程等，利用BIM模型進(jìn)行安全施工模擬、安全操作交底，如圖2-30、圖2-31所示。

⑤工程變更管理　基于BIM模型，對(duì)設(shè)計(jì)變更部分滿足工程量統(tǒng)計(jì)分析，滿足工程量查詢、統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析應(yīng)用，如圖2-32、圖2-33所示。

⑥施工過程資料記錄，形成BIM竣工模型　跟蹤、記錄施工過程，及時(shí)更新BIM信息，形成BIM竣工模型，如圖2-34所示。

（4）運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段

在工程建設(shè)運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，現(xiàn)代物業(yè)必將建立在BIM信息建成的基礎(chǔ)之上，利用BIM技術(shù)主要可以進(jìn)行可視化的設(shè)備維護(hù)管理、設(shè)備應(yīng)急管理、物業(yè)租賃管理等。

①設(shè)備維護(hù)管理　基于BIM的設(shè)備維護(hù)，包括對(duì)照明、消防等各系統(tǒng)和設(shè)備空間定位、內(nèi)部空間設(shè)施可視化、運(yùn)營(yíng)維護(hù)數(shù)據(jù)累積與分析、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、隱蔽工程管理，如圖2-35所示。

②設(shè)備應(yīng)急管理　遇到設(shè)備故障等突發(fā)狀況時(shí)如火災(zāi)、水管爆裂、氣管爆裂等，及時(shí)獲取設(shè)備相關(guān)信息，進(jìn)行報(bào)警、協(xié)助處理，如圖2-36所示。

③租賃管理　BIM模型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與物業(yè)租賃管理相關(guān)的出租物業(yè)面積、客戶信息、租賃合同、租金、租期等信息，并更新維護(hù)，提高物業(yè)租賃管理水平。

在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，物業(yè)管理的運(yùn)營(yíng)效果、租賃分析、結(jié)構(gòu)設(shè)備環(huán)境、防災(zāi)監(jiān)控、安全保衛(wèi)等系列工作，皆可基于BIM與遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無線、實(shí)時(shí)監(jiān)控、快捷應(yīng)急反應(yīng)。

2.1.3　BIM技術(shù)特點(diǎn)分析

（1）可視化

可視化是BIM技術(shù)最突出的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。可視化BIM模型中包含了項(xiàng)目的幾何、物理和功能等完整信息，可以獲取需要的幾何、材料、光源、視角等信息，生成報(bào)表，可視化的工作資源集中到提高可視化效果上來，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過程中的溝通、討論、決策都在可視化、全真虛擬化的狀態(tài)下進(jìn)行。

（2）協(xié)調(diào)與協(xié)同性

傳統(tǒng)的信息管理模式中（圖2-37所示折線圖形），信息浪費(fèi)和冗余，信息不斷流失，信息交換效率低下，無法從全局的角度進(jìn)行優(yōu)化，嚴(yán)重影響了信息的有效性。基于BIM技術(shù)的信息管理模式（圖中無折線圖形），將建設(shè)全生命期、全方位信息連續(xù)打通和無縫連接，整合了離散的信息流程，避免了信息的歧義和不一致，減少了信息總量、信息共享和協(xié)同工作，及時(shí)糾正各種錯(cuò)、漏、碰、缺，為目標(biāo)式的信息管理模式^［78］。

基于BIM技術(shù)的信息管理模式，實(shí)現(xiàn)有工程項(xiàng)目管理中的屏障，集成工程項(xiàng)目各階段、各關(guān)鍵指標(biāo)、各組織、各專業(yè)、各項(xiàng)目的信息融合，形成更加廣泛的集成，協(xié)調(diào)工程項(xiàng)目系統(tǒng)目標(biāo)、外部資源、內(nèi)部資源的信息流網(wǎng)絡(luò)^［79-82］，如圖2-38所示。

基于BIM中央數(shù)據(jù)庫的信息流樞紐，通過網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)，各階段、各關(guān)鍵指標(biāo)、各組織、各專業(yè)、各項(xiàng)目當(dāng)前的供應(yīng)信息共享，據(jù)此解決各專業(yè)碰撞問題，進(jìn)行專業(yè)協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)信息集成和高水平協(xié)同作業(yè)。

（3）模擬性

模擬性可以模擬設(shè)計(jì)的建設(shè)項(xiàng)目模型，并且可以模擬在真實(shí)環(huán)境中無法操作的事物。如在設(shè)計(jì)階段，BIM可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，如建筑節(jié)能分析、應(yīng)急預(yù)案模擬、日照和采光分析、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析等；在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行3D施工方案模擬、4D施工進(jìn)度控制模擬、5D成本控制模擬、施工安全模擬等；后期運(yùn)營(yíng)階段可以模擬日常緊急情況處理模擬等。

（4）優(yōu)化性

隨著工程項(xiàng)目的深入和進(jìn)展，BIM信息模型逐步深化、逐步細(xì)化，不斷優(yōu)化。通過信息集成管理對(duì)項(xiàng)目目標(biāo)主動(dòng)控制，動(dòng)態(tài)優(yōu)化，進(jìn)而提高工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)管理的質(zhì)量、工作效率和科學(xué)管理水平，體現(xiàn)信息對(duì)工程項(xiàng)目服務(wù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化性。如Patrick MacLeamy提出的BIM曲線^［83-84］（項(xiàng)目決策時(shí)機(jī)的現(xiàn)實(shí)與理想），如圖2-39所示。圖中，曲線1表明，在工程項(xiàng)目開發(fā)過程中，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目投資的影響，越在前期對(duì)成本的影響越高，越到后期對(duì)成本的影響就越小。曲線2表明，工程項(xiàng)目成本實(shí)際的花費(fèi)，越往后花錢越多。綜合來看曲線1和曲線2看到，越在前期，項(xiàng)目花的錢越少，但是對(duì)項(xiàng)目成本影響的可能卻越大。曲線3表明，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程把大量的時(shí)間花在施工圖設(shè)計(jì)階段（CD），錯(cuò)過了影響整個(gè)造價(jià)的最佳時(shí)期。曲線4是基于BIM的設(shè)計(jì)過程，通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)把駝峰盡量往前移，把曲線3的駝峰從施工圖設(shè)計(jì)階段移到曲線4的駝峰方案設(shè)計(jì)階段和初步設(shè)計(jì)階段，盡量把工程當(dāng)中遇到的問題在施工前解決掉，起到動(dòng)態(tài)優(yōu)化、主動(dòng)控制的目的。

（5）出圖性

BIM通過對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，可以實(shí)現(xiàn)多元化的信息輸出方式。如從安裝管線綜合3D BIM模型中生成2D各專業(yè)碰撞圖、結(jié)構(gòu)預(yù)留洞圖，也可以生成文檔數(shù)據(jù)信息報(bào)告，如碰撞檢查報(bào)告、預(yù)加工材料表、工程量表、預(yù)算分析表等。

2.1.4　BIM應(yīng)用價(jià)值

在工程建設(shè)全生命周期中，利用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)三維渲染，宣傳展示。設(shè)計(jì)碰撞檢驗(yàn)，減少錯(cuò)誤；設(shè)計(jì)高效，減少資源浪費(fèi)與損失。虛擬施工，有效協(xié)同；沖突調(diào)用，決策支持；進(jìn)度控制，減少返工；跟蹤造價(jià)，減少浪費(fèi)；多算對(duì)比，有效管控；精細(xì)建造，效率提升。運(yùn)維實(shí)現(xiàn)三維可視化管理、集成化管理、智能化管理。

據(jù)Autodesk公司統(tǒng)計(jì)，三維可視化可提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力66%，減少50%～70%的信息請(qǐng)求，縮短5%～10%的施工周期，減少20%～25%的各專業(yè)協(xié)調(diào)時(shí)間^［85］。

美國(guó)的一項(xiàng)研究顯示，因BIM應(yīng)用提高了成本核算的準(zhǔn)確性而使業(yè)主保留了比傳統(tǒng)建設(shè)模式下更低的不可預(yù)見費(fèi)^［86］，如圖2-40所示。

在山景城醫(yī)院綜合辦公樓項(xiàng)目上，BIM的應(yīng)用使得整個(gè)項(xiàng)目的返工只有0.2%，各系統(tǒng)之間達(dá)到零沖突，現(xiàn)場(chǎng)因信息不明確而發(fā)出的問詢單（request for information）只有2份，建筑信息模型已被認(rèn)為是大幅提高建筑業(yè)生產(chǎn)效率最有效的工具之一^［87］。

英國(guó)機(jī)場(chǎng)管理局利用BIM削減希思羅5號(hào)航站樓10%的建造費(fèi)用。恒基北京世界金融中心通過BIM應(yīng)用，在施工圖紙中發(fā)現(xiàn)了7753個(gè)沖突，估算這些沖突如果在施工時(shí)才發(fā)現(xiàn)，會(huì)給項(xiàng)目除了造成超過1000萬元人民幣及3個(gè)月的浪費(fèi)外，還大大影響項(xiàng)目質(zhì)量和發(fā)展商品牌^［88］。

《中國(guó)工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告（2011）》調(diào)查問卷也顯示BIM技術(shù)的巨大應(yīng)用價(jià)值^［89］，如圖2-41所示。2010年在歐洲進(jìn)行的調(diào)研（運(yùn)用BIM技術(shù)帶來的價(jià)值）^［90］，如圖2-42所示。

建筑生命關(guān)鍵指標(biāo)與Building SMART聯(lián)盟總結(jié)BIM的25種應(yīng)用關(guān)系^［91］，如圖2-43所示。

從圖2-43中可見，在工程建設(shè)的全生命周期中，建設(shè)關(guān)鍵指標(biāo)有造型、功能、性能、造價(jià)、質(zhì)量、安全、工期、效率等，BIM技術(shù)應(yīng)用范圍貫穿于全過程，多個(gè)BIM技術(shù)應(yīng)用交叉服務(wù)于多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，從而形成緊密聯(lián)結(jié)的基于BIM技術(shù)應(yīng)用的建設(shè)生命期關(guān)鍵指標(biāo)體系，進(jìn)而提高項(xiàng)目效率和水平。

2.1.5　BIM應(yīng)用現(xiàn)狀探討

美國(guó)是率先開展建筑信息化研究的國(guó)家，BIM技術(shù)與應(yīng)用處于世界前列。隨著全球化的進(jìn)程，日本、英國(guó)、中國(guó)等國(guó)家的BIM技術(shù)應(yīng)用都得以快速發(fā)展。

（1）美國(guó)BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

美國(guó)工程建設(shè)中已基本普及使用BIM技術(shù)，統(tǒng)計(jì)表明，早在2009年美國(guó)建筑企業(yè)三百強(qiáng)中80%以上均使用了BIM技術(shù)。國(guó)家也成立了多種BIM協(xié)會(huì)，制定了相應(yīng)的BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。麥格勞-希爾建筑（McGraw-Hill Construction）公司調(diào)查BIM在北美的業(yè)務(wù)價(jià)值，在多年的趨勢(shì)分析和用戶評(píng)分（2007—2012）^［92］中指出，2012年建筑業(yè)使用BIM技術(shù)的占71%，其中有74%的承包人使用，高于設(shè)計(jì)階段的建筑師使用比例70%和高于安裝工程師使用比例67%，BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值得到大大的認(rèn)同。美國(guó)BIM應(yīng)用范圍廣泛，已建立BIM衡量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量過程改進(jìn)程度，利用BIM技術(shù)進(jìn)行信息商務(wù)的完全智能化操作控制，并已應(yīng)用于項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的資產(chǎn)管理和設(shè)施管理。

美國(guó)總務(wù)署（General Service Administration，GSA）負(fù)責(zé)聯(lián)邦所有建設(shè)項(xiàng)目的建造和運(yùn)營(yíng)管理。目前，大型建設(shè)項(xiàng)目均必須使用BIM技術(shù)，要求在初步設(shè)計(jì)階段必須提高BIM信息模型。在施工的過程中鼓勵(lì)使用ND-BIM模型技術(shù)，并為項(xiàng)目承包人設(shè)立了相應(yīng)的獎(jiǎng)金支持。現(xiàn)在GSA正在研究開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目更廣泛的BIM全生命周期的BIM應(yīng)用整體解決方案，如空間規(guī)劃模擬檢驗(yàn)等。

美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)（The U.S.Army Corps of Engineers，USACE）負(fù)責(zé)為美國(guó)軍隊(duì)提供項(xiàng)目管理和施工管理服務(wù)。2006年USACE發(fā)布了15年規(guī)劃的BIM應(yīng)用六大戰(zhàn)略大綱^［93］，支持MILCON路線圖實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，承諾未來軍事建設(shè)項(xiàng)目全部使用BIM技術(shù)，于2020年實(shí)現(xiàn)利用美國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)使項(xiàng)目生命周期任務(wù)自動(dòng)化。

Building SMART聯(lián)盟（building SMART alliance，bSa）是美國(guó)建筑科學(xué)研究院信息資源與技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)專業(yè)聯(lián)盟。bSa大力推廣BIM應(yīng)用和研究，竭力提高建設(shè)項(xiàng)目全生命周期共享信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，提高建設(shè)信息化水平。bSa下屬的國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會(huì)NBIMS-US制定研究IFC標(biāo)準(zhǔn)和BIM標(biāo)準(zhǔn)（NBIMS）。2007年發(fā)布了BIM標(biāo)準(zhǔn)第一版，2012年更新完善發(fā)布了BIM標(biāo)準(zhǔn)第二版，更加規(guī)范了BIM技術(shù)的實(shí)施應(yīng)用。同時(shí)Building SMART出版有BIM雜志，建設(shè)有豐富的BIM網(wǎng)站，供各類建筑業(yè)人士學(xué)習(xí)、參照。

（2）英國(guó)BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

英國(guó)政府采取強(qiáng)制措施要求推廣使用BIM技術(shù)。2011年英國(guó)政府頒布政府建設(shè)工程規(guī)劃戰(zhàn)略文件^［94］，其中要求到2016年，所有基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目必須使用多維的BIM模型，達(dá)到的一個(gè)目標(biāo)是要對(duì)整個(gè)英國(guó)建筑業(yè)節(jié)約20%，并且要求項(xiàng)目建設(shè)過程文件全部要采用信息化管理，極大提高文件處理能力。截至現(xiàn)在，英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)頒發(fā)了BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，并制定有適合Revit系列BIM軟件的標(biāo)準(zhǔn)、適用于Bentley系列BIM軟件的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在正在制定ArchiACD、Vectorworks等系列BIM軟件的標(biāo)準(zhǔn)，為英國(guó)建筑業(yè)從CAD 2D管理過渡到ND BIM提出了針對(duì)性的可實(shí)施方案和準(zhǔn)則。

（3）日本BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

2009年日本開始推廣BIM技術(shù)，很多設(shè)計(jì)企業(yè)、施工企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)，同時(shí)日本國(guó)土交通部門選擇政府建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行BIM技術(shù)試點(diǎn)，探索了BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段協(xié)同優(yōu)化、施工可視化交底、信息共享和鏈接等方面的應(yīng)用價(jià)值^［95］。

在日本，專業(yè)軟件發(fā)展很快，多家國(guó)產(chǎn)軟件公司聯(lián)合成立了日本國(guó)產(chǎn)解決方案軟件聯(lián)盟。日本建筑學(xué)會(huì)在2012年發(fā)布了BIM應(yīng)用指南，包括BIM團(tuán)隊(duì)建設(shè)、BIM數(shù)據(jù)處理、BIM設(shè)計(jì)流程、BIM工程造價(jià)、BIM進(jìn)度管理、BIM施工模擬等多方面的內(nèi)容，為建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)參與單位應(yīng)用BIM技術(shù)提供了可靠支持。

（4）中國(guó)BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

2010年中國(guó)商業(yè)地產(chǎn)和2011年中國(guó)工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告中統(tǒng)計(jì)分析，2010年我國(guó)BIM認(rèn)知程度為60%，2011年增長(zhǎng)為87%，其中有39%的單位應(yīng)用了BIM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)協(xié)同綜合和施工模擬分析，以設(shè)計(jì)企業(yè)為主^［96］。

我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部（以下簡(jiǎn)稱住建部）在2011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要中明確指出：要在施工階段大力開展BIM技術(shù)推廣應(yīng)用，鏈接BIM設(shè)計(jì)階段信息，減少信息孤島，提高信息協(xié)同共享，著力探索基于BIM平臺(tái)的4D/5D項(xiàng)目信息管理，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目可視化、形象化、高水平的管理和可控性，提高我們建設(shè)信息化管理水平。

目前，在我國(guó)BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)還非常缺乏，如建模標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)聯(lián)屬性標(biāo)準(zhǔn)、信息使用標(biāo)準(zhǔn)等。住建部2012年啟動(dòng)BIM標(biāo)準(zhǔn)制定工作，包括有BIM應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、交付標(biāo)準(zhǔn)、信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)等。研究學(xué)者們大都認(rèn)為，我國(guó)目前建筑業(yè)體制、建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不同是BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵障礙^［97-98］，因此適合我國(guó)國(guó)情和體制、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的BIM技術(shù)應(yīng)用是急需解決的關(guān)鍵問題。

目前，我國(guó)大中型設(shè)計(jì)單位大多已經(jīng)建立了BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)，積累了BIM應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，大中型施工企業(yè)開始進(jìn)行BIM的實(shí)施應(yīng)用。BIM的運(yùn)用整體體現(xiàn)出專項(xiàng)應(yīng)用多、集成應(yīng)用少，多體現(xiàn)在三維可視化交底、碰撞檢查、深化設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度模擬、工序模擬、預(yù)制加工、工程量計(jì)算等方面。其中，基于BIM的碰撞檢查、深化設(shè)計(jì)應(yīng)用最多，效益明顯；施工進(jìn)度模擬應(yīng)用也較多，主要用于形象進(jìn)度展示；BIM與施工項(xiàng)目管理結(jié)合較少，作為施工項(xiàng)目管理各業(yè)各部管理內(nèi)容龐雜、綜合應(yīng)用難度很大，BIM與進(jìn)度管理、成本管理、合同管理、資料管理等項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理業(yè)務(wù)的結(jié)合應(yīng)用還較少。

2.1.6　BIM軟件

（1）核心BIM建模軟件

經(jīng)梳理分析，核心BIM建模軟件見表2-1。

（2）BIM軟件現(xiàn)狀

各類BIM軟件類型及主要產(chǎn)品見表2-2。

從表2-2中看出，在BIM的軟件類型中國(guó)外軟件產(chǎn)品豐富，專業(yè)分工精細(xì)，國(guó)產(chǎn)軟件大部分還處于空白階段，尤其是核心建模軟件和運(yùn)營(yíng)維護(hù)軟件。而設(shè)計(jì)階段PKPM、施工階段魯班、廣聯(lián)達(dá)等是在原設(shè)計(jì)、造價(jià)軟件的基礎(chǔ)上研發(fā)而成。因此，開發(fā)適合中國(guó)建筑行業(yè)特點(diǎn)的國(guó)內(nèi)BIM軟件至關(guān)重要。

（3）BIM軟件信息互用

BIM軟件間的有機(jī)結(jié)合和綜合應(yīng)用，存在信息流動(dòng)關(guān)系^{［99，100］}，如圖2-44所示。

從圖2-44中可見，工程建設(shè)全生命期中各BIM專業(yè)軟件和信息流是共享、互通的，形成全過程緊密聯(lián)結(jié)的信息大數(shù)據(jù)庫，極大地提高了信息交換和使用率，提高了項(xiàng)目質(zhì)量和效率。