中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

第三屆工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集上海?2011中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展研究劉曲文上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司【摘要】建筑信息模型（BuildingInformationModeling，簡(jiǎn)稱BIM）概念的提出是建筑行業(yè)信息化歷程中里程碑意義的技術(shù)理念。它將引領(lǐng)建筑行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成與協(xié)作。自從2003年起，BIM概念引入中國以來，BIM在中國已經(jīng)有一定的人員與技術(shù)基礎(chǔ)，各大設(shè)計(jì)院以及高校也紛紛成立BIM研究中心、BIM團(tuán)隊(duì)。住建部十二五規(guī)劃也將BIM作為建筑行業(yè)信息化的核心技術(shù)進(jìn)行發(fā)展。因此，制定符合我國建筑行業(yè)特點(diǎn)的BIM標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。本文對(duì)中國建筑信息模型發(fā)展歷程以及今后發(fā)展趨勢(shì)及內(nèi)容進(jìn)行了介紹?！娟P(guān)鍵詞】建筑信息模型（BIM）行業(yè)信息化BIM標(biāo)準(zhǔn)1概述目前，全球土木建筑業(yè)存在兩個(gè)亟待解決的問題：一是各種生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間缺乏協(xié)同工作，以至于生產(chǎn)效率較低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重；二是重復(fù)工作不斷，特別是項(xiàng)目初期建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的反復(fù)修改工作，造成生產(chǎn)成本上升。研究數(shù)據(jù)表明，由于缺乏相互協(xié)作，建筑業(yè)每年約有158億美元的損失（2004年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)），在4.8萬億美元總投資中約30%資金浪費(fèi)（2008年初統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）（DianneDavis，2007）。我國建筑業(yè)在這方面的情況也不容樂觀，研究統(tǒng)計(jì)，2006年全球建筑業(yè)總產(chǎn)量達(dá)到4.6萬億，而東亞（主要是中國）就占了1萬億，其中因缺乏協(xié)作與重復(fù)工作造成的損失在25%以上（武涌等，2007）。土木建筑業(yè)的增長(zhǎng)在很大程度上是靠投資拉動(dòng)和規(guī)模擴(kuò)張實(shí)現(xiàn)的，因此，在保持建筑業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，必須形成對(duì)環(huán)境友好的綠色建筑市場(chǎng)。綠色建筑倡導(dǎo)高效合理地利用能源、土地資源、水資源、建筑材料等，最低限度地影響環(huán)境。而建筑信息模型（BuildingInformationModeling，以下簡(jiǎn)稱BIM）正是在新世紀(jì)全球土木建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期應(yīng)運(yùn)而生的新事物。在BIM標(biāo)準(zhǔn)制定方面，早在20世紀(jì)末，國際上一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)就開始對(duì)其展開研究，并制定了IFC（IndustrialFoundationClasses）標(biāo)準(zhǔn)（IAI，2008）；美國（NBIMS，2007）、澳大利亞和英國等國家也分別于2006年、2009年、2010年相繼頒布了適應(yīng)本國發(fā)展需求的BIM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在中國，BIM的標(biāo)準(zhǔn)制定則起步較晚。2007年，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院提出了JG/T198-2007標(biāo)準(zhǔn)，采用了國際上的IFC標(biāo)準(zhǔn)（建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所，2007）；清華大學(xué)軟件學(xué)院也開始著手研究適用于中國的建筑模型標(biāo)準(zhǔn)框架（清華大學(xué)軟件學(xué)院BIM課題組，2010）。但是，對(duì)于地下空間這一具有特殊性的實(shí)體建筑類型，目前國內(nèi)尚無相關(guān)BIM標(biāo)準(zhǔn)可供設(shè)計(jì)借鑒。在使用BIM平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的研究方面，國外已經(jīng)進(jìn)行了大量的嘗試，美國Autodesk公司就是代表之一。BIM是創(chuàng)建并利用數(shù)字化模型對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)管理的過程和方法，它貫穿于建筑的全生命周期。21世紀(jì)，中國城市化進(jìn)程的力度將不斷加大，在城市化進(jìn)程中合理、有效地使用BIM平臺(tái)，將為工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，可顯著提高設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率。2建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)的概念和研究方向清華大學(xué)軟件學(xué)院BIM課題組提出了CBIMS（ChineseBuildingInformationModelingStandard）概念，并在《中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架研究》中對(duì)CBIMS的組成及各部分相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。[1]2.1中國建筑信息化發(fā)展的歷程要談中國建筑信息化發(fā)展歷程，不能不先提及一下世界建筑信息化發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程。1946年2月世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生，標(biāo)志著人類全新的“E”時(shí)代的到來。1958年美國EllerbeAssociates建筑師事務(wù)所安裝了一臺(tái)名為BendixG15的計(jì)算機(jī)用于機(jī)構(gòu)計(jì)算，標(biāo)志著建筑設(shè)計(jì)學(xué)科與計(jì)算計(jì)學(xué)科相結(jié)合的第一次嘗試。上個(gè)世紀(jì)七十年代初，Autotrol軟件公司首先打入了建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)的主要功能是建筑制圖與建筑表現(xiàn)。1982年，Autodesk公司推出AutoCAD通用繪圖軟件一直沿用至今。[4]偶我國也與上個(gè)遇世紀(jì)七十年代挺末開始研究計(jì)偏算機(jī)圖形學(xué)端。八五期勻（敲1991-1如99拾5積）間的甩圖板崗運(yùn)動(dòng)標(biāo)志著我篩國遍建筑設(shè)計(jì)行業(yè)坑崗位信息化時(shí)瘡代的到來蓮，檢但當(dāng)時(shí)的信息撲化丹僅僅基于幾何方的芬CA遲D戶方式，以點(diǎn)、醬線、面為數(shù)據(jù)室粒度。粗直到上個(gè)世紀(jì)杰九十年代出現(xiàn)燒天正、束理正、澤鴻業(yè)等戒基非于牧Autode嘩skCA毀D邁和廈Bentle胖y凱M節(jié)icroSt杜atio軟n巨二次開發(fā)的產(chǎn)膀品問世標(biāo)志著協(xié)我國建筑設(shè)計(jì)底行業(yè)進(jìn)入了部稻門信息化時(shí)代播。部門信息化渴是面向建筑對(duì)紙象浸的鄰CA繞D名方式，還沒有馬協(xié)同，僅僅減罷少了繪圖人員熄的工作量。崗蘆位信息化與部蘆門信息化過程君中都會(huì)隨之產(chǎn)扣生建筑數(shù)據(jù)信仰息，但是并沒退有很好的對(duì)這映些產(chǎn)生的數(shù)據(jù)宮信息加以利用受。時(shí)間推移到違新世紀(jì)的十年喂，我國全建筑虜設(shè)計(jì)行業(yè)也只腹是部分進(jìn)入了肯企業(yè)信息化得柜行列，大多數(shù)犧的企業(yè)還是粗芬放式的管理，郵沒有基群于蹦CA考D揪的二維標(biāo)準(zhǔn)，手沒有協(xié)同設(shè)計(jì)柿。稀也是這十年，棉我們也了解到鼠了建筑信息模惕型這一理念。麻建筑信息模型恐是面向模型棄的文CA適D絹方式，是以建蓬筑對(duì)象以及建盛筑對(duì)象之間的描關(guān)系為數(shù)據(jù)粒欄度，并以數(shù)學(xué)柴建模為基礎(chǔ)。精它的最顯著的顆特征就是各個(gè)崗環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)協(xié)行作、產(chǎn)業(yè)鏈條嚷的資源共享與法數(shù)據(jù)集成。這羞些特征和行業(yè)用信息化的特征憲高度一致?？扇幸哉f建筑信息究模型時(shí)代的到慣來就是行業(yè)信改息化時(shí)代的到燙來，并且是工姑程設(shè)計(jì)行業(yè)一嫌次巨大的技術(shù)禾革新，這樣的籍革新不亞于甩喘圖板運(yùn)動(dòng)給行射業(yè)帶來的變化早。瀉201磚1高年住房和城鄉(xiāng)佩建設(shè)部印發(fā)跑《捆2011-2耀01霞5醬年建筑業(yè)信息旺化發(fā)展綱要》粱，其中辨目標(biāo)摘錄如下退：絡(luò)“誕十二太五墓”貝期間，基本實(shí)伸現(xiàn)建筑企業(yè)信終息系統(tǒng)的普及膊應(yīng)用，加快建初筑信息模型擾（牧BI醉M旦）、基于網(wǎng)絡(luò)般的協(xié)同工作等鉤新技術(shù)在工程容中的應(yīng)用，推寇動(dòng)信息化標(biāo)準(zhǔn)六建設(shè)，促進(jìn)具真有自主知識(shí)產(chǎn)掛權(quán)軟件的產(chǎn)業(yè)早化，形成一批便信息技術(shù)應(yīng)用畫達(dá)到國際先進(jìn)應(yīng)水平的建筑企扎業(yè)瓦。扇”占[5]東產(chǎn)生數(shù)據(jù)（沒呆有的利用這些以產(chǎn)生的數(shù)據(jù)）運(yùn) 鋒產(chǎn)生數(shù)據(jù)并利惱用這些數(shù)據(jù)唐崗位信息扇化健形筒詞部門信息馬化劉考餡暖企業(yè)信息還化搞拋鉛州行業(yè)信息化面向?qū)ο驝AD方式：以建筑對(duì)象為數(shù)據(jù)粒度（沒有協(xié)同，僅僅減少了一些人員的工作量）基于幾何CAD方式：以點(diǎn)、線、面為數(shù)據(jù)粒度，它是沒有任何語義的面向?qū)ο驝AD方式：以建筑對(duì)象為數(shù)據(jù)粒度（沒有協(xié)同，僅僅減少了一些人員的工作量）基于幾何CAD方式：以點(diǎn)、線、面為數(shù)據(jù)粒度，它是沒有任何語義的面向模型的CAD方式：以建筑對(duì)象及對(duì)象關(guān)系為數(shù)據(jù)粒度。（運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)——BIM）面向協(xié)同CAD方式：以建筑對(duì)象為數(shù)據(jù)粒度，結(jié)合協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)二維協(xié)同設(shè)計(jì)

圖4建筑行業(yè)信息化歷程圖4建筑行業(yè)信息化歷程袋2.內(nèi)2潮柴建筑信息模型犯標(biāo)準(zhǔn)的研究姻內(nèi)容濾中國工程建設(shè)火行業(yè)需要利多用束T縫T癥技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)屯主與設(shè)計(jì)、施窯工、運(yùn)維帥各個(gè)犁環(huán)節(jié)的無縫集粗成，完成從粗門放式管理向囑系統(tǒng)化臭管理的過渡，秧從各自為戰(zhàn)轉(zhuǎn)莖向待產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)草變。小通過調(diào)研和研窗究，我們認(rèn)噸為勒BI框M伯在中國的應(yīng)用薦和推廣，依賴循于三個(gè)層次的鎖標(biāo)準(zhǔn)化搭建，泛分別是：奶BIM帳信息交互標(biāo)準(zhǔn)桌在信息交互方飛面主要還是圍勾繞國際協(xié)同聯(lián)溝盟的面向建筑瞇對(duì)象的工業(yè)基幟礎(chǔ)類宏（齊IF腐C終）作為數(shù)據(jù)模吸型的標(biāo)準(zhǔn)。主積要應(yīng)該解決數(shù)裂據(jù)交換岡格式憐、信息分類者方法戰(zhàn)以及流程規(guī)則仁三個(gè)方面的內(nèi)凍容耐。攤BIM只協(xié)同作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)搏協(xié)同作業(yè)是設(shè)艇計(jì)之外的各種粉設(shè)計(jì)文件與辦素公文檔管理、芝人員權(quán)限管理把、設(shè)計(jì)校審流蜘程、計(jì)劃任務(wù)進(jìn)、項(xiàng)目狀態(tài)查宏詢統(tǒng)計(jì)等的設(shè)碑計(jì)相關(guān)的管理砍功能，以及設(shè)名計(jì)方與業(yè)主、突施工方、監(jiān)理豬方、材料供用警商、物業(yè)運(yùn)營(yíng)輩方等相關(guān)各方總，進(jìn)行文件交叫互、溝通交流走等的協(xié)同管理聚手段。它是提兆升全產(chǎn)業(yè)鏈各利環(huán)節(jié)效率的重熟要手段。囑[2]釘如下圖所示：扁BIM歐協(xié)同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)避BI節(jié)M盯設(shè)計(jì)是在三維耍設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)宋的，組成模型國的基本單位是桌建筑對(duì)象，單每一個(gè)對(duì)象都錦代表建設(shè)項(xiàng)目寸中的一個(gè)具體趟的物理存在暈—浙建筑構(gòu)件、結(jié)喂構(gòu)構(gòu)件、機(jī)電躺設(shè)備、卻管道管路巖、命場(chǎng)地構(gòu)件則等等，每一個(gè)竭對(duì)象都輔對(duì)應(yīng)槍相應(yīng)物理存在撇的各類信息，迷這樣的信息可陰以被系統(tǒng)自動(dòng)掀處理，在項(xiàng)目刮不同參與方之脾間自動(dòng)流轉(zhuǎn)?？欢F(xiàn)行的二維早設(shè)計(jì)的組成圖紡形的基本單位基是豬幾何蓄圖塊，娛圖塊是非結(jié)構(gòu)程化信息，核心騎是幾何數(shù)據(jù)，居沒法被上下游堅(jiān)重復(fù)利用，本宇質(zhì)上仍然不能懼把信息有效存帶儲(chǔ)起來在項(xiàng)目慢不同參與方之部間進(jìn)行交流，倍因?yàn)閷?duì)某個(gè)圖前塊定義為屬逝性托A圍而不是屬巧性待B號(hào)是由用戶控制天而不是由系統(tǒng)鉛控制的，具有區(qū)不確定性和不燙可檢查性。鑼[3]士協(xié)同設(shè)計(jì)主要像包括以下幾個(gè)灑方面的研究：哭癢1令）抬BI觸M密項(xiàng)目信息收集居與記錄方法、案文檔編制原則忠與搜BI枝M罩?jǐn)?shù)據(jù)共享流程企；淹朽2遠(yuǎn)）盟BI登M洋模型交換、拆以分方法和建模蓄深度午規(guī)定傅；惕痕飾3亡）文件夾命名花規(guī)范、文件夾干架構(gòu)原則編制伴與出圖樣式方紗法研究。3結(jié)論棋浩應(yīng)龜中國建筑需要肆利猶用嬸I乏T宣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)統(tǒng)主與設(shè)計(jì)、施才工、運(yùn)維各個(gè)敵環(huán)節(jié)的無縫集焦成，完成從粗為放式管理向精澆細(xì)化管理的過果渡，從各自為富戰(zhàn)向產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)燦的轉(zhuǎn)變。研建筑信息化是原降低建造成本寇，提高建筑質(zhì)稿量和運(yùn)行效率記，延長(zhǎng)建筑物護(hù)生命周期的最啦佳途徑，也是沫中國建筑工業(yè)駛化的必由之路擔(dān)。廉中國未來建筑剩信息化發(fā)展將斃形成儉以粒BI導(dǎo)M容為核心的產(chǎn)業(yè)印革命。參考文獻(xiàn)帶[1裝]雞清華大學(xué)軟件餐學(xué)院，中國建心筑信息模型標(biāo)吵準(zhǔn)框架研究，投土木工程信息繩技術(shù)