李楠楠 LI Nan-nan
（大连财经学院管理系，大连 116622）
（Department of Management，Dalian University of Finance and Economics，Dalian 116622，China）
摘要： 20世纪90年代至今，一直占据主导地位的2D计算机辅助建筑设计技术已然无法满足如今信息化社会的需要，应运而生的BIM技术不断发展壮大，逐渐成为建设项目设计以及项目管理的主力军，本文旨在研究BIM技术在项目全寿命周期管理中的应用及特点，望引起业内人士对其重视并进行深入学习和探讨。
Abstract： Since the 1990s， the 2D computer aided architecture design technology has been in dominated position， but it cannot satisfy the need of information society nowadays. The emerged BIM technology has gradually become the main force of construction project design and project management. The purpose of this paper is to study the application of BIM technology in project whole life cycle management and its characteristics， in order to draw the attention of insiders to study and discuss the technology.
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关键词 ： BIM技术；项目全寿命周期；应用
Key words： BIM technology；project life cycle；application
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）19-0027-03
作者简介：李楠楠（1987-），女，山东巨野人，助教，研究方向为工程项目管理、建设项目可持续发展。
1 BIM技术简介
1.1 计算机辅助建筑设计技术发展历程
计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）技术是利用计算机超强的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助设计者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。20世纪50年代至今，CAD技术经历了2D CAD、3D CAD 两个发展阶段。
1.1.1 2D CAD技术
CAD技术诞生于20世纪50年代至60年代，主要用于科学计算，当时图形设备只具有输出功能；到了20世纪60年代，CAD技术步入蓬勃发展和应用时期，出现了商品化的CAD 设备；而到了20世纪70年代则出现了面向中小企业的CAD商品化系统，进入了广泛应用时代；20 世纪80 年代，CAD 系统的性能得到较高程度的提高，图形软件更趋成熟，基本已经进入实用阶段；到了20世纪90年代，CAD技术则日趋完善和成熟。
1.1.2 3D CAD技术
3D CAD技术经过了四次比较重大的改革，分别是曲面造型系统、实体造型技术、参数化技术和变量化技术，通过这四次比较大的变革，带动了CAD/CAM/CAE整体技术的提高以及制造手段的更新，促进了工业的高速发展。如图1计算机辅助建筑设计技术发展历程。
1.1.3 2D CAD技术存在的问题
在计算机辅助建筑设计中，二维CAD软件存在以下不足：2D 线条禁锢了建筑师的空间想象力和创造力；设计修改工作量巨大；不能很好的跟客户交流等。
1.1.4 3D CAD技术存在的问题
3D 模型只能传达建筑形体信息，无法帮助建筑师进行建筑性能方面的分析，也无法帮助建筑师传递给结构工程师进行结构计算等。
1.2 BIM技术
建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM），美国国家BIM标准（NBIMS）对BIM的定义由三部分组成：
①BIM是一个设施物理和功能特性的数字表达；
②BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；
③在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。
BIM技术能够有效解决上述CAD 行业存在的问题，与各方建立联系。如图2 BIM技术与各方联系。
2 建设项目全寿命周期
建设项目全寿命周期，是指建设项目从其寿命开始到寿命终结的时间。建设项目全寿命周期包括决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段、运营阶段和拆除阶段。而建设项目全寿命周期管理则是对建设项目全寿命周期进行全面、综合的管理工作，以满足建设项目功能和使用要求。
3 BIM技术在项目全寿命周期的应用
3.1 决策阶段
建设项目在决策阶段管理的目标是选择合适的建设项目并确定相应的投资目标。建设项目决策阶段是对不同建设方案进行技术经济比较、选择及作出科学决策。有了BIM技术，就可以同时分析几个类似建筑的BIM档案信息进行对比参考，显然，依据这些数据做出科学决策可以减少不必要的经济、时间和精力的浪费。
3.2 设计阶段
BIM技术开发出来首先应用于设计，对设计单位来说，BIM采用三维数字技术，实现了可视化设计。因为实现了图纸和构件的模块化，并且有功能强大的族和库的支持，设计人员可以方便地进行模型搭建。
因此，BIM技术创建的工程项目模型实质是一个可视化的数据库，这是与传统绘图软件显著不同的地方；另一个不同之处是，采用BIM技术以后，枯燥的制图变成了一个类似“搭积木”的工作，过程和结果都更加直观，更有趣味性。
建筑造型方案的BIM模型还可以无缝传递给结构专业，经过结构工程师对建筑模型受力分析及完成结构设计，增加了结构模型后，再将包含有建筑、结构信息的BIM模型传递给设备安装专业进行给排水、暖通、电气等设计工作，增加安装工程模型信息。所以，现在的BIM模型就包含了建筑、结构、安装的所有数字信息。方便地实现了各专业的协同，避免冲突，降低成本。
3.3 招投标阶段
在招投标阶段，利用 BIM 模型，可直接统计出建筑的实物工程量，根据清单计价规则套上清单信息，形成招标文件的工程量清单，快速完成招标控制价；而投标单位可以按照招标文件要求自主报价，招投标变得简单快捷。
3.4 施工阶段
对施工单位来说，因为包含了工期和造价等信息，BIM模型从三维拓展到五维，能够同步提供施工所需的信息，如进度成本、清单，施工方能够在此基础上对成本做出预测，并合理控制成本。
同时，BIM还便于施工方进行施工过程分析，构件的加工和安装。基于BIM技术的四维施工模拟，不仅可以直观地体现施工的界面、顺序，而且可以使各项工作的安排变得最为有效经济地控制。甲乙双方还可以根据同一个五维的 BIM 模型支付施工进度款，五维的款项信息表达准确直观，不会出现超付或者延付的情况。
3.5 运营阶段
建设项目在运营阶段管理的目标是维持项目的使用功能，控制项目运营费用。利用 BIM 模型可以进行数字化管理，比如，利用 BIM 模型可以合理布置监控摄像头的位置，科学进行安防；可以利用 BIM 模型进行建筑和设施维护；当发生火灾等灾害时，可以利用 BIM 模型，科学地指导人员快速疏散和营救等等。
3.6 拆除阶段
建设项目在拆除阶段管理的目标是在建设项目达到寿命终点时，将建筑废弃物转化为再生资源和再生产品，降低对社会及环境的影响。建筑物经鉴定其寿命周期达到“终点”后，将会变成建筑废弃物，可以利用 BIM 模型分析拆除的最佳方案，确定爆破方案的炸药点设置是否合理；利用 BIM 模型，还可以方便计算建筑拆除残值，变废为宝。
4 BIM技术应用经典案例介绍
4.1 项目概况
上海金虹桥国际中心，占地面积3.55万平方米，总建筑面积26万平方米。其中地上建筑面积14万平方米，地下建筑面积12万平方米。建成后可提供商务办公11万平方米，商业设施7万平方米，配套设施8万平方米。
4.2 BIM技术应用点
4.2.1 项目实施
①建造阶段碰撞检查。
依据建筑结构图纸建立土建BIM模型，再进行现场实测，同时根据深化图纸建立安装BIM模型，合并后进行碰撞检查，对设计图纸的问题提前预警。特别是在设备层，由于设备层中各种管线纵横交错、错综复杂，15层设备层检查出影响较大的碰撞点7处，标准层4处，地下室16处，整体检查出碰撞点260个，必须要修正的碰撞点16个。对于设备安装中所涉及的所有设备进行虚拟全尺寸模拟，在三维中反映设备的真实形状，为精确碰撞检查提供支持。
②工程量准确度。
建模完成后可提交工程量，如因碰撞对管线进行修改后，工程量会自动调整。预决算控制对上协助与业主结算，对下协助与班组结算。使用BIM技术后减少现场材料浪费情况达60%。
4.2.2 施工方案优化、施工指导、竣工图
冷冻机房是整个项目的难点之一，该机房占地1500平方米，现场BIM技术员在2个小时内就把深化设计方案变成三维BIM模型，各方根据三维模型进行方案论证，提出修改意见，前后进行了5次修改，最终方案提交业主，一次性通过。
4.2.3 BIM数据共享
在项目上采用鲁班PDS系统管理和共享BIM数据，项目部成员可根据授权随时访问。系统不仅简单易操作，还可以随时随地调用数据，解决了原来一对一的传输文件容易丢数据的问题。
5 小结
计算机辅助设计（CAD）技术将建设项目工作人员从繁重的工作中解放出来，随着信息时代的发展，逐步克服了CAD技术的各种缺陷，进而BIM技术应运而生，实现了一个跨越式发展，将原本分散的项目管理过程重新整合起来，使得建设项目的进度、成本和质量得以准确实现，工作界面也可以实现完美的无缝对接。对于建设项目的全寿命周期，BIM技术可谓是功不可没，实现了各个专业的有机结合，可以这样说，基于BIM技术的建筑信息模型在全过程的工程项目管理中将处于核心和支配地位。
现如今BIM技术在我国还未全面普及，但业界人士已经敏锐的发现它的各种优势所在，正试图将此技术运用到建设项目中，由于该技术需要专业人员进行操作，所以，该技术要得到广泛应用，必须要求各专业人士全面普及并加以学习，正如CAD技术的发展过程一样，需要一个慢慢学习实践发展的过程，只要业界人士对此加以重视，这个广泛应用的时代必将很快到来。
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参考文献：
[1]何关培主编.中国建设行业BIM应用研究报告（2010、2011）.
[2]王代兵，谢吉勇.BIM在施工管理中的应用研究[J].建筑与预算，2014（04）.
[3]王阳.BIM技术在建设项目全生命周期的应用研究[J].建筑与预算，2015（01）.