BIM技术在国内的应用潜力分析
——基于建筑行业用户调研

宋羽 赖芨宇

(福建农林大学 福建福州 350002)

BIM技术在国内的应用潜力分析
——基于建筑行业用户调研

宋羽 赖芨宇

(福建农林大学 福建福州 350002)

基于建筑工程案例的调研，对BIM技术在国内外的应用现状及特点进行梳理和对比，通过对业主、设计方、施工方和项目管理方等用户的问卷调查，探讨用户对BIM的认可度、对项目的关注点和BIM应用价值的权衡，进而提出BIM技术在建筑全生命周期管理(BLM)的核心应用方向和可拓展应用方向，最后从不同参与者的角度提出推广BIM的建议。

BIM技术；应用现状；用户；潜力

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0 引言

建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)是以三维数字技术为基础的一种创新的建筑设计、施工和管理方法[1]，由欧特克(Autodesk, Inc.)在2002年提出。基于BIM 技术的应用软件最初在2004年左右进入我国，我国“十五”科技攻关计划给予了BIM技术的相关研究大力支持。BIM技术是一种新型的数字化方法，可以广泛应用在建筑设计、施工和物业运营的集成管理环境，使业主方、设计人员和工程技术人员能够在统一的信息平台上协同工作，极大地提高项目管理效率和减少风险。尽管BIM技术在国内的接受程度和技术的成熟度与国外还有差距，但是以BIM技术作为增值工具是建筑行业发展的趋势。

1 国内外BIM技术的应用现状

1.1 国内BIM技术的应用特点

近几年，随着一些复杂设计工程和大型建设项目的实施，BIM逐渐被设计单位接受并采用,但应用现状还不令人满意。主要原因是，一方面，设计人员需要较长的学习时间学习并熟练应用三维模型设计；另一方面，国外软件厂商的产品对我国规范的支持和匹配程度较低。从Autodesk公司发布的客户成功案例见表1，可以发现，国内工程项目中采用BIM技术的多数是一些资金实力和技术实力较为雄厚的设计机构以及一批科研院校，BIM应用的进一步推广普及面临着技术上和资金上的阻力。基于对国内BIM应用的阶段和实际发生影响的阶段比较，可以总结出国内对于BIM技术应用的三个特点：

(1)国内对BIM的认知和应用主要集中在设计阶段，包括方案设计、扩初设计和施工图设计三个环节，协同设计的理念已经在一些大型项目中得到体现；

(2)BIM技术的主要应用是进行三维设计，以及在施工前准备阶段解决管线综合问题，因此BIM的价值和影响也局限于设计和施工阶段，针对BIM信息的深层挖掘较少，与其他专业分析软件的配合不够，信息利用率较低；

(3)在施工阶段应用BIM的实践尚少，项目交付使用后，运营和维护方对模型和信息数据的使用率低，建筑信息的可持续利用价值没有得到开发。

表1 国内BIM应用情况调研统计

资料来源:AUTODESK客户成功案例[2]

1.2 国外BIM技术的应用特点

BIM技术的研究和配套软件的研发在发达国家起步较早，市场化程度很高。国外不少公司已经将BIM技术应用到建筑的设计、工程施工以及建成后维护和管理的全过程，一些大型的软件开发商也致力于与设计和施工企业的合作，从事BIM技术配套软件的开发和技术支持，为BIM数据的共享和平台对接提供了解决方案。调研发现见表2，国外应用BIM技术的工程项目更具多样性，不仅是新建项目，在一些修缮工程和改扩建、重建项目中，BIM技术的作用发挥得更加淋漓尽致。BIM技术在国外的应用总结为以下三点特征：

(1)BIM应用的深度和广度都领先于国内，不仅是作为一种三维设计工具，在施工阶段和运营维护阶段也得到可持续的利用。BIM技术与建筑全寿命周期管理(BLM)的结合更紧密，充分发挥了其作为数据载体和信息平台的功能。

(2)BIM 技术不仅被应用了建筑工程的局部环节中，而且形成了新的工作模式，如，集成项目交付模式[3](IPD)，即业主、设计方、总包商和分包商等参与方早在设计阶段就介入项目，通过应用BIM 技术实现信息共享，进行成本方案优化、碰撞检查、设计方案改进、4D虚拟建造和设施设备维护更新等，并共同分享收益，承担项目风险。

(3)BIM 技术已经成为设计、施工企业承接项目的必要能力，BIM 技术在建筑行业的企业中接受度和普及率都较高，已经出现专业的BIM技术咨询公司，例如韩国的BuildingSmart协会，并且市场活跃度高，为中小企业应用BIM 技术提供了有力的支持，极大地推动了BIM技术的普及。

表2 国外BIM技术应用情况分析

资料来源:参考文献[4]

1.3 国内外BIM技术应用的对比

(1)从应用的广度来看，国外对BIM的应用和影响贯穿整个项目全寿命周期，国内的BIM技术则较局限在设计和施工前准备阶段。

(2)从应用的深度来看，国外对BIM的数据信息利用率高，国内绝大多数项目都仅把BIM作为一种三维设计软件，信息的可持续利用空间还很大。

(3)从应用的主体来看，国外已经形成业主驱动的开发利用模式，市场较活跃，国内则是由专业技术人员较集中的设计单位为主导，业主、施工方和项目参与方的认知和参与积极性不够高，缺少成本和收益的分配激励机制。

(4)从应用的对象来看，国外在新建、改扩建等不同投资规模的项目中都采用了BIM，BIM技术已经为中小企业普遍接受，而国内只有在一些大型复杂项目和大型投资项目中采用BIM，应用的领域和项目较局限。

2 BIM技术的应用潜力分析

本课题对BIM的潜在用户，即业主、设计方、施工方和项目管理方的从业人员进行问卷调查，共发放126份问卷，收回120份。调查从用户对于BIM的认知、用户对项目的关注点以及用户对BIM的价值的权衡三个维度，探讨BIM作为增值工具的应用潜力。

2.1 用户对BIM技术应用的认可度

调查结果表明，尽管只有43%的从业人员有过BIM的使用经验，但有82%对使用BIM持认可态度，他们普遍认为BIM可以提高生产率，为项目增值。其中，设计人员的态度最积极，他们认为BIM在设计环节的应用最成熟，价值最大；项目管理方对BIM的认可度也较高，他们认为BIM可以实现可视化管理，是与业主沟通的良好平台；而施工方和业主方则有半数以上持中立态度，施工方主要考虑到技术的成熟度和应用的普及率，而业主的主要顾虑是实施BIM的投入与产出比，是否能优化成本。

调查还发现，用户对BIM的认可程度与用户的经验价值有很大关系。83%的专家级用户认为BIM给他们带来积极影响，大大超出初级用户中20%的支持比例见图1。原因在于专家级用户能够熟练操作BIM，使投入BIM的时间和人力成本大幅缩减，为企业自身创造更高的附加值。调查也证明，经过培训和实践的初学者在熟练掌握BIM技术后，他们的认可度会明显提高。

图1 不同经验水平的用户对BIM的认可程度

2.2 用户对项目的关注点

调查发现见图2，70%以上的用户对项目最关注的是成本和图纸准确，而图纸准确间接影响项目变更代价的和返工成本。其次有60%以上的用户选择沟通和业主需求，过半数的用户关注建筑性能，再次是工期、施工组织，三维设计等，用户对交付后运营管理的关注最少。具体来看，业主、设计方、施工方和项目管理方对项目的关注点也有所差异。设计方关注图纸准确和建筑设计方案本身，业主和施工方则尤其关注成本，项目管理方重视业主的需求和项目的沟通。各个参与方对项目的不同关注点直接影响他们对BIM应用的价值权衡和推广BIM的内在驱动力。

图2 用户对项目的关注点

2.3 用户对BIM价值的权衡

用户对BIM的价值权衡较好地印证了参与方对项目的关注点如图3，在现阶段，BIM的核心价值主要在成本优化、协同设计和碰撞检查环节，业主早期介入和项目可视化沟通的需求较为迫切。这一调查结果对BIM技术未来在全寿命周期管理中的应用有很大的启示。BIM的推广需要循序渐进地实施，在技术还不成熟的市场阶段，由设计单位为主推力，优先发展核心价值，在具备技术条件的企业和一些大型复杂项目中尝试逐步拓展潜在价值，逐步开发BIM在全寿命周期管理中的延伸空间，最终形成业主驱动模式。

图3 用户对BIM价值的权衡

2.3.1 核心应用方向

(1)管线综合与碰撞检查

调查表明，用户对BIM的价值认知也集中在设计和施工前准备阶段。而目前基于BIM的建模和设计软件已较成熟，因此，对于一些造型独特，异形构件较多的项目，管线综合和碰撞检查是BIM核心应用方向。在设计阶段，BIM可实现建筑、安装、结构和设备各个不同专业工种协同设计,利用BIM创建的三维模型，可以最直观地看到错漏碰缺问题，设计方可以根据BIM出具的检查报告和修改方案，及时进行调整，辅助施工方进行施工前的图纸准备。从而实现对项目风险的事前控制，避免了发生返工和额外的变更代价，为业主极大地节约了成本。

(2)可视化沟通与业主早期介入

项目参与方都希望通过更直观、智能的方式了解项目的方案和雏形，而目前成熟的3D建模技术搭建了可视化的沟通渠道，改变了传统的沟通模式，方便各参与者之间，尤其是业主向专业技术人员的需求表达和交流反馈。因此，可视化沟通与业主早期介入是BIM模型的核心价值，也是BIM应用推广初期的重要方向。

(3)与造价软件配合实现成本优化

目前成熟的造价软件是BIM的核心价值实现的必备条件。BIM技术通过建模赋予了各类构件的材料、尺寸、型号等综合参数，配合造价工具快速计算工程量并进行工程成本的预测和实时更新。投标方利用BIM的这一功能价值可以优化设计方案和成本投入，在激烈的市场竞争下增加方案中标的机会。业主则可以在决策阶段参与方案比选和成本优化，为项目创造更高的附加值。

2.3.2 可拓展应用方向

(1)建筑设计方案性能的专业分析

在BIM技术还不成熟的阶段，设计单位是BIM应用的重要推动力。专业分析工具在设计方案阶段与BIM数据的集合，可以满足在一些大型复杂项目中，业主对建筑品质、绿色节能等指标提出独特的需求。例如，利用日照分析、能耗分析、绿色建筑分析、风环境分析等软件，进行分析和模拟， BIM的应用可以帮助设计单位为了更好地表达和展示自己的设计方案。

(2)研发配套软件，实现施工模拟与方案优化

BIM技术可以与4D和5D软件配合进行施工模拟与施工方案优化。例如，通过进度计划软件(如MS Project，P3等)和BIM的数据集成实现施工进程可视化和关键环节可建性模拟，通过综合分析施工安全、环境影响等，进行方案优化和实时调整。BIM技术还可以与5D软件结合，实现施工计划和工程造价信息集成，按需领料，零库存施工等。BIM技术在未来还有很大的开发利用空间，行业协会需推进BIM标准的制定，为企业搭建平台，增强设计单位、施工企业与相关软件开发公司的合作，以需求为导向研发BIM配套软件，积极解决当前建筑软件的适用性和导入性问题，达到共赢的效果。

(3)精确实施运营和维护管理

随着BIM技术的普及和成熟，设计方主导的应用模式将逐步转变为业主主导。业主可以借助BIM竣工模型和前期工程存储的数据信息，准确记录和评估存量物业，充分发挥BIM技术在数据记录和空间定位的优势，结合运营维护管理系统，制定合理的维护计划和设备采购方案，合理分配人力资源，降低设施、设备的故障率，为物业保值增值。因此，从中远期来看，精确实施物业交付后的运营管理是BIM潜在的开发价值。

3 国内推广BIM技术的建议

在国内，BIM的应用方兴未艾，越来越多的大型项目和复杂工程，都在寻求更高效的设计方式和更科学的管理模式。BIM技术的推广还面临着诸多挑战：对于业主，要考虑投资回报率；对于设计师，面临设计思维和设计方法的转型；对于设计企业，面临管理模式的转变，短期成本提高的问题；对于外部环境，建筑行业还没有形成健全的行业标准，相关的法律责任也需要进一步明确。推广BIM技术需业主、设计方、施工方和工程咨询企业多方参与者齐力。

(1)调动业主积极性，发挥业主的牵头作用

调查表明，BIM技术应用于建设工程的全寿命周期管理，业主的参与度最高，也是最大的受益方。BIM实质上是建筑信息和一系列配套软件集合的增值服务体系，不仅能够将建筑工程设计、施工、管理和运营等环节连接起来，还使工程的各个参与方成为了利益共同体，因此，业主需充分发挥其牵头作用，推动BIM技术的应用。

(2)建筑设计企业需做好业务转型和技术人员再教育的准备

建筑设计企业是BIM应用的主体，提高设计人员的技术水平和软件应用熟练度，对BIM功能的实现起着关键作用。因此设计单位需要招兵买马，增加在工程施工、项目管理方面的人才储备，顺应新的业务需求。对核心骨干建筑设计师进行再教育和强化培训，增强设计师在工程施工技术、成本控制、进度管理等方面的知识技能，为协同设计和业务转型做足准备。

(3)工程咨询单位应制定合理的BIM成本和利益分配策略

投入产出比是项目所有参与方都关注的问题。作为工程咨询单位，有必要从BIM的投入与利益角度来分析并制定较合理的成本和利益分配策略，平衡业主方、设计方和施工方的利益关系，调动各个参与方的积极性，激励各方将BIM技术应用于工程全寿命周期管理的各阶段，从而产生最大的经济效益。

4 结论

(1)相较于国外的项目实践，国内的BIM应用在项目全寿命周期管理(BLM)中还有很大的扩展空间。从广度上看，BIM的应用可以逐步由设计阶段向项目决策、施工、运营和维护阶段延伸；从深度上看，BIM可以与4D、5D和专业模拟软件等配合，提高信息利用率，挖掘信息潜能。

(2)在BIM技术发展初期阶段，BIM的核心应用主要在成本优化、协同设计、碰撞检查和可视化沟通等，随着BIM技术的成熟和专业技术人员熟练度的提升，BIM可以进一步扩展其在施工模拟、性能分析、运营管理等领域的开发价值。

(3)用户对BIM的价值权衡反映了BIM未来推广的路径，设计方主导是初期发展模式，工程咨询公司应设置成本利益分配的激励机制，促进行业逐步发展形成业主驱动模式，从而最大化BIM的应用潜力。

[1]Eastman C，Teicholz P，Sacks R，et al．BIM handbook：A guide to building information modeling for owners，managers，designers， engineers and contractors[M]．NY：John Wiley and Sons，2008.6 -15．

[2]Autodesk工程成功案例[EB/OL].http://www.autodesk.com.cn/adsk/servlet/index?siteID=1170359&id=10679600.

[3]王禹杰,侯亚玮.BIM在建设项目IPD管理模式中的应用研究[J].建筑经济，2015(9)，52-55.

[4]Gao J, Fischer M.Framework & case studies comparing implementations & impacts of 3D/4D modeling across projects.[EB/OL].http://cife.stanford.edu/Publications/index.html, 2008-02-07.

宋 羽(1986.2- ),女，助教，主要从事工程管理、房地产方面的工作。

赖芨宇(1962.02- ), 男，硕士生导师，教授，主要从事工程管理、房地产方向的研究。

Analysis of application potential of BIM technology in domestic——Based on research of users from the construction industry

SONGYuLAIJiyu

(Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002)

Based on case study of building engineering, the article first summarized and compared the application of BIM technology at home and abroad. Then the article analyzed users' recognition of BIM, the focus of the project and value of BIM application by questionnaire investigation of owner, designer, contractor and project consultant. The values include core application direction, expandable direction in building life management (BLM). Finally the article gave proposals to promote BIM technology from different users’ view.

BIM technology; Present application; Users; Potential

福建省软科学项目课题“福建省建筑行业碳排放核算与减排策略研究”(2014R0015)

宋羽(1986.2- ),女，助教。

2015-10-15

TP391

A

1004-6135(2015)12-0112-05