国家BIM政策：BIM技术原理及应用

(1)发达国家或地区的BIM政府政策

在美国、挪威、丹麦、瑞典、芬兰、英国等为代表的发达国家,BIM技术先进理念得到了广泛的传播,在政府的大力推动下,BIM首先在公共建筑上得到了示范和推广应用,并逐步向私人建筑进行扩散。与美国、北欧各国等BIM应用水平较高国家相比,亚洲各国及地区整体相对滞后,但势头发展迅猛,特别像韩国、新加坡和中国香港发挥政府主导作用,在各参与组织的共同努力下,制定BIM战略,明晰BIM应用发展思路,极大促进了BIM应用的深度和广度。

①美国

美国总务管理局(GSA)自2003年就开始实施国家3D4D-BIM项目,BIM在美国公共建设项目中得到了广泛的应用。从2007年起,GSA就要求所有大型项目(招标级别)都要应用BIM技术,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项目都被鼓励采用3D-4D-BIM技术,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。根据McGraw-Hill的调研,工程建设行业采用BIM的比例从2007年的28%增长到2012年的71%。其中,74%的承包商已经实施BIM,超过了建造师(70%)和机电工程师(67%)。

②北欧

北欧国家包括挪威、丹麦、瑞典和芬兰,是一些主要的建筑业信息技术的软件厂商所在地,如Tekla和Solibri,而且发源于近邻匈牙利的ArchiCAD的应用率也很高。北欧四国政府强制却并未要求全部使用BIM,由于当地气候的原因以及先进建筑信息技术软件的推动,BIM技术的发展主要是企业的自觉行为。芬兰参议院资产部早在2001年就开始BIM和IFC应用的项目示范,如SenateProperties——一家芬兰国有企业,也是荷兰最大的物业资产管理公司。该公司发布了一份建筑设计的BIM要求,自2007年10月1日起,SenateProperties的项目仅强制要求建筑设计部分使用BIM,其他设计部分可根据项目情况自行决定是否采用BIM技术,但目标将是全面使用BIM。该报告还提出,在设计招标阶段将有强制的BIM要求,这些BIM要求将成为项目合同的一部分,具有法律约束力;建议在项目协作时,建模任务需创建通用的视图,需要准确的定义;需要提交最终BIM模型,且建筑结构与模型内部的碰撞需要进行存档;建模流程分为四个阶段:Spatial Group BIM、Spatial BIM、Preliminary Building Element BIM和Building Element BIM。挪威防务房产署在2007年制定了挪威BIM指南(BIM手册)和BIM应用项目示范,要求2010年起全面实施BIM技术。丹麦企业与工程署推出数字建筑规划方案,规定自2007年1月起所有参与公共建筑的建筑设计师、承包商都必须使用基于BIM的数字路径、方法和工具,还制定了基于IFC的3DCAD/BIM应用指南。丹麦作为最早采用BIM技术的国家之一,在2006年就有约50%的建筑师、29%的业主和40%的工程师在项目中使用BIM。

③英国

英国内阁办公室在2011年5月发布《政府建筑战略》,公布了BIM战略白皮书。2012年,针对政府建设战略文件,英国内阁办公室还发布了“年度回顾与行动计划更新”的报告。报告中显示,英国司法部下有四个试点项目在制定BIM的实施计划;在2013年底前,有望7个大的部门的政府采购项目都使用BIM;BIM的法律、商务、保险条款制定基本完成;COBie英国标准2012已经在准备当中;大量企业、机构在研究基于BIM的实践。英国的设计公司在BIM实施方面已经相当领先了,因为伦敦是众多全球领先设计企业的总部,也是很多领先设计企业的欧洲总部,如HOK、SOM和Gensler。在这些背景下,一个政府发布的强制使用BIM的文件可以得到有效执行,因此,英国的AEC企业与世界其他地方相比,发展速度更快。

④韩国

韩国在运用BIM技术上较领先,韩国公共采购服务中心(Public Procurement Service,PPS)是韩国所有政府采购服务的执行部门。2010年4月,PPS发布了BIM路线图,实施了以BIM为技术的“公共采购服务”项目,内容包括:2010年,在1～2个大型工程项目应用BIM;2011年,在3～4个大型工程项目应用BIM;2012～2015年,超过50亿韩元的大型工程项目都采用4D·BIM技术(3D+成本管理);2016年前,全部公共工程应用BIM技术。2010年12月,PPS发布了《设施管理BIM应用指南》,针对设计、施工图设计、施工等阶段中的BIM应用进行指导,并于2012年4月对其进行了更新。2010年1月,韩国国土交通海洋部发布了《建筑领域BIM应用指南》。该指南为开发商、建筑师和工程师在申请四大行政部门、16个都市以及6个公共机构的项目时,提供采用BIM技术时必须注意的方法及要素的指导。指南应该能在公共项目中系统地实施BIM,同时也为企业建立实用的BIM实施标准,制定了《土木领域3D设计指南》。韩国主要的建筑公司已经都在积极采用BIM技术,如现代建设、三星建设、空间综合建筑事务所、大宇建设、GS建设、Daelim建设等公司。其中,Daelim建设公司应用BIM技术到桥梁的施工管理中,BMIS公司利用BIM软件Digitalproject对建筑设计阶段以及施工阶段的一体化的研究和实施等。

⑤新加坡

新加坡建筑建设局(BCA)2010年制定了BIM推广5年规划,要求到2012年所有的公共建设项目都必须使用BIM。2011年,新加坡BCA与一些政府部门合作确立了示范项目,将强制要求提交建筑BIM模型(2013年起)、结构与机电BIM模型(2014年起),并且最终在2015年前实现所有建筑面积大于5 000 m2的项目都必须提交BIM模型目标。BCA于2010年成立了一个600万新币的BIM基金项目,鼓励新加坡的大学开设BIM课程、为毕业学生组织密集的BIM培训课程、为行业专业人士建立了BIM专业学位。

⑥澳大利亚

2010年,澳大利亚印发了BIM实施指南,促进澳大利亚全国建筑行业的全方位开展BIM应用,取到了一定的效果。悉尼歌剧院在翻修和设备管理上就采用了最新的BIM技术。2011年,澳大利亚咨询协会和澳大利亚建筑师协会共同发布了一套BIM实践指南。2012年,澳大利亚政府成立了建筑环境工业理事会BEIIC,颁布了《国家BIM行动方案》,并成立专门小组负责方案中前5年的行动计划。

⑦中国香港和中国台湾(https://www.xing528.com)

香港房屋署自2006年起,已率先试用建筑信息模型。为了成功地推行BIM,香港房屋署自行订立BIM标准、用户指南、组建资料库等设计指南和标准。这些资料有效地为模型建立、管理档案,已经用户之间的沟通创造了良好的环境。2009年11月,香港房屋署发布了BIM应用标准,要求在2014—2015年BIM技术覆盖香港房屋署的所有项目。早在2007年,台湾大学与Autodesk签订了产学研合作协议,重点研究建筑信息模型(BIM)及动态工程模型设计。2009年,台湾大学土木工程系成立了“工程信息仿真与管理研究中心”,并与淡江大学工程法律研究发展中心合作出版了《工程项目应用建筑信息模型之契约模板》,高雄应用科技大学土木系也于2011年成立了工程资讯整合与模拟(BIM)研究中心。

(2)发达国家或地区的BIM政府政策特点^[3]

发达国家或地区的BIM政府政策特点各发达国家或地区政府部门都根据本国或地区的行业情况,制定了相应的政府政策来保障BIM在行业内的发展应用。虽然他们的建筑业管理体制、行业发展水平及信息化建设现状有所不同,但在BIM政府政策上的许多方面存在共同特点。

①政府主导:从相关发达国家或地区来看,各政府机构对推动BIM应用的干预能力不断加强,发挥十分重要的作用。各国政府相继出台BIM在具体时间表的实施步骤,为配合规划目标的实现,政府还发挥协调作用,协会、学术研究、设计施工公司、研究机构、标准组织、软件开发商等相关参与主体通力合作,开展政策引导、技术研究、教育培训等工作,共同推动BIM的顺利实施。例如在美国,除了美国总务局(GSA)外,与BIM紧密相关还有美国标准与技术协会(NIST)、buildingSMART联盟、国际协同联盟(IAI)、CAD/BIM技术中心、建设工程研究实验室(CERL)、斯坦福大学CIFE、Bentley软件开发商等众多合作组织。

②战略先行:为推动BIM技术的应用,上述国家或地区无一例外都制定了国家层面的BIM技术实施战略,在此基础上制定了适合本国或地区的BIM指南,以指导BIM在行业的具体实施。英国商业创新技能部(BIS)在BIM战略白皮书中描述了政府机构提升BIM应用的5年计划(截止到2016年),规定超过5 000万英镑的所有公共项目必须应用BIM,而且必须在5年内最低达到成熟度模型的2级水平。BIS还制定了英国BIM应用阶段模型,评价参与主体BIM应用的水平与差距,对应不同BIM应用水平阶段,循序渐进地采取相应措施,从而保障战略规划5个阶段的顺利实施。新加坡建筑建设局在2010年提出了2020年愿景,制定了利用BIM提升建筑业的5年规划,在2010年6月推出了25亿美元的建筑生产率和能力基金(CPCF)计划,并制定了综合计划实施检查BIM指南。

③项目示范:通过政府力量,强制在公共建筑中推动BIM应用是国际上通用的做法。由于政府或其投资的公共建筑的特殊性,示范项目便于政府协调和控制,是全面落实BIM指南或规划的重要试验田,并随着实践经验的增加,技术标准和政府政策也进一步完善,逐步过渡到引导私人建筑中的BIM技术运用。美国威斯康星州政府2008年至2009年在13个总投资超过30亿美元的建设项目中进行了BIM示范。在挪威、丹麦、瑞典、芬兰、新加坡、韩国和中国香港等国家和地区,除了公共建筑,也已经开始在私人投资建设项目中推广使用BIM应用,但与公共建筑政府强制推行不同,私人建筑的BIM应用多为市场的自发行为。

④国际合作:积极开展BIM的国际交流与合作是保障BIM实施的重要手段。在IAI组织推出的IFC标准基础上,IFC2X4版本已经被ISO标准化组织接受,北美地区开始使用NBIM标准,许多国家加强国际合作,制定开放BIM标准的国际框架。例如,在2008年1月,由美国、丹麦、芬兰、挪威、荷兰5国达成了“支持OpenBIM标准的意向声明”,开展OpenBIM相关内容的全面合作,将IFC作为OpenBIM的标准,建立IFD、IDM、MVD、COBie等满足设计、施工及运营信息需求和GIS界面相关开放标准的国际框架。

(3)我国BIM政府政策的重点内容

2010年以来,我国已经意识到BIM技术对改造和提升传统的建筑行业的重要意义,并尝试在政策上推动BIM的实践应用。住房和城乡建设部在2015年下发的《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》中,已明确把BIM技术作为设计和施工阶段专项信息技术应用的重要内容,在《建筑业10项新技术(2015版)》中将BIM技术作为主要的新技术进行推广使用,国内有近100余项国家级研究课题已经开始涉及BIM的相关研究。但与发达国家政府政策的支持性相比,我国的BIM技术的政府政策仍然显得比较粗放,没有把BIM技术提升到产业战略高度上。因此,借鉴国外发达国家或地区的先进经验,结合我国实际,制定我国BIM技术的政府政策具有重要的战略意义。

①要充分发挥政府的关键支持和协调作用。一方面,我国市场经济还不成熟,政府强有力的政策导向是实现技术进步的重要手段;另一方面,从北京奥运“水立方”、上海世博会场馆的BIM设计,到上海中心的BIM设计施工使用,我国BIM虽然在行业内应用已积累了一定经验,但多属于企业自发行为,缺乏有效的政府引导;此外,以Autodesk为代表的软件开发商基本上完成我国市场的认知推广阶段,我国目前参与BIM应用的组织包括以中国勘察设计协会、中国建筑行业协会为代表的行业组织,以中国建筑科学研究院、CCDI为代表的设计单位,以清华大学、同济大学、华中科技大学为代表的学术机构,以上海建工为代表的施工企业,对我国的BIM应用起着重要的支撑作用,但也存在组织相对分散、各自为政、缺乏系统管理等问题,亟待政府协调明确各方的责任。

②要制定适合我国行业特点的BIM技术实施战略。《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》已把BIM作为信息技术来进行推广,但强制力不足,没有专门制定BIM实施战略。此外,BIM的成功应用需要一套整个建筑产业各相关方统一遵循的标准框架体系,清华大学2010年建立了中国建筑信息模型标准(CBIMS)的框架,但具体实施仍存在诸多困难,这些都需要政府制定明确的BIM战略规划来加以指导,制定出战略实施步骤与行动指南。

③要开展公共建筑的BIM应用示范项目。我国也应首先在公共建筑中进行BIM示范化项目试点,积累经验,制定相关BIM技术指南,再加以强制推行,然后政府再进一步明确BIM责任主体,进行逐步有序的BIM技术组织和示范管理。上海中心项目是目前我国应用BIM的典型案例,是第一个实现真正意义BIM应用的工程项目,项目BIM应用涉及总包方上海建工集团以及机电安装公司上安集团,设计方同济设计院及BIM应用咨询CCDI,更重要的是还有近百个分包商参与BIM应用,项目参与各方创造性地建立BIM应用的新型组织结构、业务流程、合同约定等。目前,中国尊项目对BIM的应用得到了较高的提升,这些典型项目对于我国采用BIM技术的建设项目具有较高的参考价值。

④要积极开展BIM国际技术合作。BIM技术是全球化和开放的。近年来,我国政府及行业协会也开始逐步与GSA、buildingSMART等组织建立一定合作关系。我国许多设计及施工企业内开始设置BIM事业部、BIM技术中心或BIM工作室等机构。华中科技大学、重庆大学、同济大学等近30所高校成立了BIM研究中心或BIM实验室,开始与美国、韩国、日本、中国香港和中国台湾等国家和地区的BIM组织建立了良好的合作关系,举办了多次国际BIM论坛和主题讨论会,既有效传播了BIM技术,也促进了国外对我国应用BIM的了解。今后,我国还应不断拓宽BIM交流的深度和广度,特别是BIM标准的合作,只有这样才能促使BIM在中国应用走向成熟,真正实现BIM的开放性。