作为国民经济的重要支柱, 2017年全国建筑业总产值达21.4万亿元, 占GDP比重25.87%, 建筑业增加值连续多年占GDP总量6%以上, 其中, 2017年为6.7%, 从业人员达5 530万人, 规模迅速扩张带来的发展正成为过去时。从行业利润来看, 在长达20年的20%～30%高速增长期, 建筑业利润长期保持在2%～4%, 远低于平均工业水平。从能耗看, 我国建筑业耗用全球50%以上的森林砍伐量、50%的钢材水泥和50%的社会碳排放总量。面对生产效率低、资源浪费大、建设成本高等问题, 传统建筑业迫切需要通过技术创新、管理创新实现高质量发展, 推动产业由“粗放型发展”向“精细化发展”转型。

2011年, 住建部首次将建筑信息模型 (BIM) 纳入信息化标准建设内容, 并出台一系列BIM相关政策, 大力推动BIM应用发展。在《2016～2020年建筑业信息化发展纲要》中, BIM被列为“十三五”建筑业重点推广的5大信息技术之首。住建部提出, 到2020年, 在国有投资为主的大中型建筑及绿色建筑中, 集成应用BIM的项目比例将达90%, 以BIM为代表的互联网信息技术正推动建筑业转型升级。

过去BIM作为一项新兴技术, 在我国发展经历了触发期、期望膨胀期 (见图1) 。一方面, 受国内政策的引导及国外BIM应用的影响, BIM在理论上实现层层突破, 并在各地重点工程、示范工程进行试点应用。另一方面, BIM发展也出现很多激进观点, BIM“万能论”“革命论”甚嚣尘上。在这种环境下, 很多企业不充分考虑自身情况, 全面引进BIM“武装”全企业。由于技术不成熟、人才限制, 有些企业在尝试一段时间后, 没有达到预想效果, 迅速走向另一个极端, 陷入BIM“无用论”。

不禁反思, 在基础还未筑牢时, 过度夸大BIM技术的价值与影响力, 提前透支BIM技术的未来预期, 是否阻碍BIM普及落地?因此, 有必要合理、客观地引导行业健康发展, 引导企业正确认识BIM、实际有效应用BIM, 把BIM技术作为一种信息化工具, 将其融入到建筑生产中, 成为一种常态。

现阶段, BIM应用正处于“爬坡期”, 无论是设计企业还是施工单位, 对待BIM技术应更加理性、务实, 更注重BIM技术获得直接的实际价值。从项目效益来说, 目前多数设计企业和施工单位一致认同, BIM技术在优化设计方案和减少施工图错漏方面带来明确效益, 其次是提高客户参与度, 减少施工现场协调问题及返工 (见图2) 。

从内部商业效益来看, BIM技术带来的效益主要集中在提升企业领先者形象、缩短审批周期、提供新服务、维持老客户、拓展新客户、提升利润等方面 (见图3) 。

从项目类型来看, BIM技术正从高大上、高精尖项目走向一般公建、房建、小区市政, 更加“接地气”。以浙江某公司为例, 2016～2018年新建项目41个, 其中小型公建、商品房等13个项目应用BIM技术, 占比31.7%。2016年, 上海市应用BIM技术的261个项目中, 房屋建筑项目 (含商办、教育文化等公共建筑, 商品房、经济适用房、公租房等居住建筑及厂房、物流仓储) 达194个, 占比74%, 市政基础设施项目29个, 占比11% (见图4) 。

从BIM技术应用点来说, 根据《上海市2017BIM研究报告》, BIM技术应用仍以可视化特征为主。冲突检测及三维管线综合、各专业模型构建、建筑结构专业模型构建、建筑结构平立剖面检查、虚拟仿真漫游5项应用点的应用频率居前5位, 分别占比65%, 65%, 63%, 61%, 56%。设计阶段应用点仍占主流, 施工阶段次之, 而运营阶段 (如运营系统建设、建筑设备运行管理、空间和资产管理) 占比低于10% (见图5) 。

由此可知, BIM技术应用理念已从过去构建大而全的平台, 逐步走向更加落地的“点”, 这意味着“工具集”BIM应用变得越来越重要, 甚至成为爬坡期BIM应用能否上升到新高度的关键。

BIM不仅是一个工具软件, 而是一系列与业务流程紧密结合的工具级BIM软件集合, 并在此基础上实现BIM应用协同, 即“工具集”BIM应用: (1) 快速、高质量建立BIM模型; (2) 辅助项目现场工作人员高效、准确地使用模型。这就对BIM工具的准确性、及时性提出很高要求, 确保使用者能快速访问模型, 获取有效信息。

以模板脚手架设计与搭建为例, 传统的模板脚手架工程由于缺乏对结构计算、材料力学的了解, 存在很多弊端, 如安全计算难、施工图绘制繁复、方案展示不直观、材料采购靠估算、随意切割浪费多等。将前期已建好的BIM土建模型导入到模板脚手架软件中, 形成对模板脚手架体系的安全计算、工程量统计, 通过有效数据传递和应用, 指导生产。再如, 将Revit环境下建立的模型导入到Ecotect等绿建工具中, 进行光照、声环境、风环境模拟;土建模型完成后, 与机电模型进行整合、协同、碰撞检查等优化, 将机电管线进行预制、拆分, 传递至工厂进行加工;异形外幕墙绘制, 通过犀牛软件进行外壳绘制, 绘制好后导入Revit环境和土建结构进行核对, 在Revit环境下将犀牛文件转换成幕墙, 对幕墙进行单元式深化设计、出加工图。在这一系列工作场景中, 为满足实际需求, 会涉及不同角色的工作协同, 使用一系列工具级BIM软件, 并在各工具软件间实现数据传递。同时, 各工作场景相对独立, 不影响整体工程项目的其他场景BIM应用。企业可结合工程实际资源和管理环境, 以完成一项或一类工作任务为目标, 合理选择BIM应用类型与工具, 提升工作效率或生产效率。

现阶段, 有些人觉得谈工具集BIM应用不够高端, 似乎要包装成一个BIM系统、BIM平台才显得高大上。而现实情况却是BIM人才紧缺, 边施工边建模现象屡见不鲜, BIM软件与实际业务脱节, BIM应用与项目施工“两张皮、两条线”, 最终导致BIM应用价值迟迟不能落地。只有将BIM技术融入生产, 与工程实践紧密结合, 通过实施主体在一个个业务点深度应用, 才能真正实现BIM技术落地。

BIM发展是一个新技术与产业融合的长期过程, 不可能一蹴而就。当前, 由于BIM标准、人才培养、软硬件基础配套等产业环境的不成熟、不完善, BIM应用还远未达到平台级、企业级应用阶段。要想推动BIM应用进入新台阶, 工具集BIM应用是关键。

我国已初步形成BIM技术标准和政策体系, 针对国外BIM软件在国内“水土不服”, 难以适应行业标准和应用习惯, 国内很多软件厂商加大本土BIM软件开发与创新, 弥补国外软件缺陷, 实现从低效到高能转化。企业可通过选择一系列容易上手、实现难度不大、效益明显的BIM应用工具, 贯通BIM实施的各个环节, 使BIM应用成为融入工程项目日常业务流程的常态化操作。

未来, 随着BIM人才和技术的不断成熟、建筑信息化建设的不断展开, 工具与工具间的技术壁垒将被突破, 工具间数据将实现无缝传递, 设计、施工、运维各环节实现有效衔接, 单一场景下的“工具集”BIM应用将逐步整合成为贯穿工程建设全生命周期的“工作流”应用, 最终实现BIM数据在工程项目管理、企业管理、智慧建造甚至更大范围的集成应用。