BIM技术在建筑项目中的应用及相关研究现状

（一）BIM相关标准研究

建筑对象的工业基础类（Industry Foundation Class，简称IFC）数据模型标准是由国际协同联盟（International Alliance for Interoperability，简称IAI）在1995年提出的，该标准是为了促成建筑业中不同专业以及同一专业中的不同软件可以共享同一数据源，从而达到数据的共享及交互。

目前，不同软件的信息共享与调用主要是由人工完成，解决信息共享与调用问题的关键在于标准。有了统一的标准，也就有了系统之间交流的桥梁和纽带，数据就能在不同系统之间流转。作为BIM数据标准，IFC在国际上已日趋成熟，在此基础上，美国提出了NBIMS标准。中国建筑标准设计研究院提出了适用于建筑生命周期各个阶段内的信息交换以及共享的JG/T198—2007标准，该标准参照国际IFC标准，规定了建筑对象数字化定义的一般要求，资源层、核心层及交互层。2008年，中国建筑科学研究院、中国标准化研究院等单位共同起草了工业基础类平台规范（国家指导性技术文件）。此标准与IFC在技术和内容上保持一致，并根据我国国家标准制定相关要求，旨在将其转换成我国国家标准。

清华大学软件学院在欧特克中国研究院（ACRD）的支持下开展中国BIM标准的研究，BIM标准研究课题组于2009年3月正式启动，旨在完成中国建筑信息模型标准（China Building Information Modeling Standard，简称CBIMS）的研究。此外，为进一步开展中国建筑信息模型标准的实证研究，清华大学软件学院与CCDI集团签署BIM研究战略合作协议，CCDI集团成为“清华大学软件学院BIM课题研究实证基地”。马智亮等对比了IFC标准和现行的成本预算方法及标准，为IFC标准在我国成本预算中的应用提出了应的解决方案。邓雪原等研究了设计各专业之间信息的互用问题，并以IFC标准为基准，提出了可以将建筑模型与结构模型很好地结合的基本方法。张晓菲等在阐述IFC标准的基础上，重点强调了IFC标准在基于BIM的不同软件系统之间信息传递中发挥了重要作用，指出IFC标准有效地实现了建筑业不同应用系统之间的数据交换和建筑物全生命周期管理。

2012年1月，住房和城乡建设部《关于印发2012年工程建设标准规范制订修订计划的通知》宣告了中国BIM标准制定工作正式启动，其中包含5项BIM相关标准：《建筑工程信息模型应用统一标准》《建筑工程信息模型存储标准》《建筑工程设计信息模型交付标准》《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》和《制造工业工程设计信息模型应用标准》。其中，《建筑工程信息模型应用统一标准》的编制采取“千人千标准”的模式，邀请行业内相关软件厂商、设计院、施工单位、科研院所等近百家单位参与标准的项目、课题、子课题的研究。至此，工程建设行业的BIM热度日益高涨。

总之，关于BIM标准的研究为实现中国自主知识产权的BIM系统工程奠定了坚实的基础。

（二）BIM相关学术研究

相关学者在阐述BIM技术优势的基础上，研究了钢结构BIM三维可视化信息、制造业信息及分析信息的集成技术，并在Autodesk平台上，选用ObjectARX技术开发了基于上述信息的轻钢厂房结构、重钢厂房结构及多高层钢框架结构BIM软件，实现了BIM与轻、重钢厂房和高层钢结构工程的各个阶段的数据接口。也有学者构建了一种主要涵盖建筑和结构设计阶段的信息模型集成框架体系，该体系可初步实现建筑、结构模型信息的集成，为研发基于BIM技术的下一代建筑工程软件系统奠定了技术基础。相关的BIM研究小组深入分析了国内外现行建筑工程预算软件的现状，并基于BIM技术提出了我国下一代建筑工程预算软件框架。研究小组还建立了基于IFC标准和IDF格式的建筑节能设计信息模型，然后基于该模型，建立并实现了由节能设计IFC数据生成IDF数据的转换机制。该转换机制为开发基于BIM的我国建筑节能设计软件奠定了基础。(www.xing528.com)

还有学者进行了多项研究，主要有以下几项成果：建立了施工企业信息资源利用概念框架，建立了基于IFC标准的信息资源模型，并成功将IFC数据映射形成信息资源，最后设计开发了施工企业信息资源利用系统；在C++语言开发环境下，研制了一种可以灵活运用BIM软件开发的三维图形交互模块3DGI，并进行了实际应用；曾旭东研究了BIM技术在建筑节能设计领域的应用，提出将BIM技术与建筑能耗分析软件结合进行设计的新方法；结合BIM技术和成熟的面向对象建筑设计软件ABD，研究了构建基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件等技术；利用三维数据信息可视化技术实现了以《绿色建筑评价标准》为基础的绿色建筑评价功能；从建筑软件开发的角度对BIM软件的集成方案进行初步研究，从接口集成和系统集成两大方面总结了BIM软件集成所面临的问题；研究了基于BIM的可视化技术，并应用于实际工程中；将BIM技术应用于混凝土截面时效非线性分析中，开发了基于BIM技术的混凝土截面时效非线性分析软件系统（Non-Linear Analysis System，NLAS）。

（三）BIM 辅助工具研究

在美国，很多BIM项目在招标和设计阶段都使用基于BIM的三维模型进行管理，更注重BIM模型与现场数据的交互，采用较多的技术有激光定位技术、无线射频技术和三维激光扫描技术。目前，国内一些单位也开始积极使用新技术，进一步加深BIM模型与现场数的交互。

1.激光定位技术。目前，国内的放线更多采用传统测绘方式，在美国也有部分地方用Trimble激光全站仪，在BIM模型中选定放线点数据和现场环境数据，然后将这些数据上传到手持工作端。运行放线软件，使工作端与全站仪建立连接，用全站仪定位放线点数据，手持工作端选择定位数据并可视化显示，实现放线定位，将现场定位数据和报告传回BIM模型，BIM模型集成现场定位数据。

2.无线射频技术（Rido Frequency Identification，RFID）。该技术目前被用来定位人和现场材料，对人的定位还在研究阶段。RFID安全帽在工地上不受工人的欢迎，但是材料的定位和BIM模型集成已经相对成熟。在有的工地上，钢筋绑着条形码标签，材料在出厂、进场和安装前进行条形码扫描，成本并不高，扫描后的信息可以直接集成到BIM模型中，这些信息可以节省人工统计和录入报表的时间，而且可以根据这些信息来组织和优化场地布置、塔吊使用计划和采购及库存计划。

3.三维激光扫描技术（3D Laser）。已有美国承包商根据3D激光扫描仪进行实时的数据采集，根据扫描的点云模型，可以了解施工现场建筑进度现状。点云模型技术在监测地下隧道施工中应用较多。根据点云模型自动识别生成施工模型会与实际存在误差，如果建模人员对BIM模型非常熟悉，则可根据点云数据进行手动绘制，结果更准确，这样可以直观地看到当前形象进度与计划形象进度间的差异。