BIM：革命性的建筑生命周期管理

BIM是通過(guò)在建筑生命周期內(nèi)提供準(zhǔn)確、及時(shí)和相關(guān)的信息來(lái)改變建筑、工程和建筑的過(guò)程。雖然BIM技術(shù)在設(shè)施管理方面的應(yīng)用仍在發(fā)展，但顯著提高建筑生命周期管理效率的潛力是顯而易見(jiàn)的。

設(shè)施管理行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是用于建筑設(shè)計(jì)和施工的信息與有效設(shè)施管理所需的信息之間的區(qū)別。

什么是BIM?

Building Information Modeling通過(guò)杰里·萊塞林的著作，“建筑信息建模”一詞在2002年前后得到了廣泛應(yīng)用。但萊塞林自己也指出，bIM的概念可以追溯到20世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Cad)的早期，由查爾斯伊士曼(Charles Eastman)等研究人員在概念上描述，并在早期CAD程序(如RUCAPS)的工作軟件中實(shí)現(xiàn)。直到最近，Autodesk的Revit、Graphisoft和Bentley系統(tǒng)等程序才將80年代的概念轉(zhuǎn)化為每個(gè)建筑師和工程師都能得到的實(shí)用、負(fù)擔(dān)得起的軟件。

最基本的是，BIM包含兩個(gè)關(guān)鍵屬性：

*目標(biāo)智能：將材料和裝配數(shù)據(jù)與圖形元素相關(guān)聯(lián)的能力。

*三維：完成建筑物的三維圖形表示。

建筑公司M.A.Mortenson 1提出了更全面的BIM定義。根據(jù)Mortenson的說(shuō)法，BIM必須表現(xiàn)出六大特點(diǎn)：

*數(shù)碼;

*空間(3D);

*可量度(可量化、可量度及可查詢);

*全面(設(shè)計(jì)意圖、建筑性能、可建造性，并包括手段和方法的順序和財(cái)務(wù)方面);

*可供整個(gè)AEC/業(yè)主小組透過(guò)一個(gè)可互操作及直觀的界面使用;及

*耐用(可用于設(shè)施壽命的所有階段)。

當(dāng)前狀態(tài)

雖然BIM被廣泛認(rèn)為是一種單一的、統(tǒng)一的技術(shù)，但事實(shí)并非如此。諸如Autodesk、Graphisoft和Bentley系統(tǒng)等領(lǐng)先的軟件開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)了非常有能力的技術(shù)，為大樓生命周期的建筑設(shè)計(jì)、工程和施工階段服務(wù)。進(jìn)入建筑物使用和管理階段更多樣化的要求需要多種其他技術(shù)和軟件。幸運(yùn)的是，軟件開(kāi)發(fā)人員正在迅速地完成這些不同系統(tǒng)之間所需的集成。最有可能的是，其結(jié)果將不是一個(gè)軟件包，而是一組支持互操作性的兼容軟件程序。

根據(jù)Mortenson的六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估表明，BIM尚未充分發(fā)揮其潛力。雖然BIM是數(shù)字化的，3D的和可測(cè)量的，但此時(shí)它并不是完全全面的，對(duì)整個(gè)AEC/所有者團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，也不是持久的。

BIM對(duì)建筑設(shè)計(jì)的好處

BIM對(duì)建筑師和工程師的好處是巨大的。

首先，對(duì)于許多設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō)，新的BIM軟件工具支持更好的建筑物設(shè)計(jì)方法。隨著現(xiàn)代建筑的復(fù)雜性和利用二維CAD繪圖編制施工文件的困難，BIM軟件程序在管理信息方面取得了重大進(jìn)展。

第二，BIM軟件能夠輕松生成真實(shí)的三維視圖，甚至是演練，這使得可視化成為一種免費(fèi)的副產(chǎn)品。這不僅為設(shè)計(jì)人員提供了有價(jià)值的指導(dǎo)，而且也極大地幫助了將設(shè)計(jì)傳達(dá)給客戶。

第三，BIM軟件支持各種類型的建筑分析。特別是，與能源分析程序的集成在設(shè)計(jì)過(guò)程的早期提供了必要的信息，以指導(dǎo)有關(guān)建筑材料和機(jī)械系統(tǒng)的決策。

BIM建設(shè)效益

雖然BIM在施工階段的好處不那么明顯，但它們是令人信服的。

首先，BIM工具跟蹤施工階段的能力在施工協(xié)調(diào)中具有重要意義。特別是對(duì)一般承包商來(lái)說(shuō)，協(xié)調(diào)空間和時(shí)間表的BIM工具是非常有效的，特別是在城市場(chǎng)地的大型項(xiàng)目中，這些項(xiàng)目的集結(jié)地總是很有價(jià)值。

第二，用于沖突檢測(cè)的軟件工具提供了提前發(fā)現(xiàn)布局錯(cuò)誤的方法，從而實(shí)現(xiàn)了更符合成本效益的解決方案和更少的昂貴更改訂單。

雖然BIM已經(jīng)在設(shè)計(jì)和施工中證明了它的價(jià)值五年或更長(zhǎng)的時(shí)間，但在設(shè)施管理中使用BIM的必要技術(shù)才剛剛出現(xiàn)。大量的新建筑項(xiàng)目都是用BIM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造的。然而，有一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)利用這一存儲(chǔ)的信息，并極大地改進(jìn)了設(shè)施管理的實(shí)踐。

設(shè)施管理的BIM效益

盡管我們還處在理解BIM在整個(gè)建筑生命周期中使用的方法的早期階段，但至少有六個(gè)方面被證明是有價(jià)值的。

預(yù)防性維修

有關(guān)在BIM模型中存儲(chǔ)的機(jī)械設(shè)備的建造信息對(duì)于創(chuàng)建持續(xù)預(yù)防性維護(hù)所需的數(shù)據(jù)庫(kù)是很有價(jià)值的。需要定期檢查和保養(yǎng)的設(shè)備，特別是暖氣、通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備以及生命安全系統(tǒng)，特別重要。此外，經(jīng)過(guò)定期改造的空氣和配電系統(tǒng)的信息對(duì)設(shè)施管理人員是有價(jià)值的。

空間管理

BIM模型為空間和占用管理提供了一個(gè)有用的起點(diǎn)。占用大量辦公空間的組織將受益于這些信息。通過(guò)將建筑數(shù)據(jù)與人力資源數(shù)據(jù)相結(jié)合，各組織可以減少空缺，最終大幅度減少房地產(chǎn)費(fèi)用。

能源效率倡議

由于在許多國(guó)家，商業(yè)和工業(yè)建筑占能源消耗的近20%，因此有一項(xiàng)任務(wù)是分析改善能源性能的各種選擇。通過(guò)促進(jìn)對(duì)各種替代品的分析和比較，BIM發(fā)揮了重要作用。

持續(xù)變化的基礎(chǔ)

管理準(zhǔn)確的記錄圖紙長(zhǎng)期以來(lái)一直是建筑業(yè)主和設(shè)施經(jīng)理面臨的挑戰(zhàn)。雖然BIM并不排除維護(hù)準(zhǔn)確的建筑數(shù)據(jù)所需的努力，但它確實(shí)提供了與傳統(tǒng)CAD技術(shù)相比的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

*BIM提供了一種更方便的方法來(lái)表示建筑物的三維方面。這對(duì)于表示機(jī)械系統(tǒng)特別重要。

*BIM模型可以攜帶大量有關(guān)裝配、成品和設(shè)備項(xiàng)目的數(shù)據(jù)。

生命周期管理

最近對(duì)可持續(xù)性的強(qiáng)調(diào)提高了建筑生命周期管理的形象。負(fù)責(zé)任的業(yè)主們正在意識(shí)到這在經(jīng)濟(jì)和生態(tài)上都是有意義的。BIM為管理有關(guān)當(dāng)前建筑狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)提供了價(jià)值，并有助于分析備選方案。一些建筑設(shè)計(jì)專業(yè)人員正在BIM模型中嵌入關(guān)于預(yù)期壽命和更換成本的數(shù)據(jù)，從而幫助業(yè)主了解投資于材料和系統(tǒng)的好處，這些材料和系統(tǒng)最初的成本可能更高，但在建筑物的壽命上有更好的回報(bào)。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)提供對(duì)當(dāng)今建筑物中復(fù)雜的電氣和機(jī)械系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。經(jīng)驗(yàn)表明，有效的建筑運(yùn)作對(duì)于實(shí)現(xiàn)潛在的節(jié)能至關(guān)重要。雖然工作仍處于早期階段，但將BIM與BAS相結(jié)合將帶來(lái)巨大的好處，特別是對(duì)醫(yī)院和實(shí)驗(yàn)室等技術(shù)建筑而言。

保持BIM存活

通常會(huì)聽(tīng)到關(guān)于BIM切換的討論，這意味著有用的信息將被導(dǎo)出到標(biāo)準(zhǔn)格式，以便導(dǎo)入到其他系統(tǒng)。雖然這種方法是有價(jià)值的，但數(shù)據(jù)的單向遷移常常導(dǎo)致bIM模型“過(guò)早死亡”。一個(gè)更好的方法是使用在BIM系統(tǒng)和其他樓宇管理系統(tǒng)之間雙向工作的技術(shù)。這使得BIM模型能夠在建筑物的整個(gè)生命周期內(nèi)保持其有用性。

挑戰(zhàn)

雖然BIM技術(shù)有潛力為設(shè)施經(jīng)理和業(yè)主提供巨大的利益，但仍有一些挑戰(zhàn)需要克服。

決定跟蹤什么

雖然BIM使跟蹤建筑信息變得更加容易，但仍然需要努力開(kāi)發(fā)和維護(hù)當(dāng)前、準(zhǔn)確和相關(guān)的信息。對(duì)于一些建筑信息類別來(lái)說(shuō)，這樣做的成本根本不會(huì)被價(jià)值所證明。

可交付成果的變化

設(shè)施管理人員和業(yè)主面臨的挑戰(zhàn)是，如何編寫能夠有效界定提供有用信息的合同。設(shè)計(jì)意圖信息與構(gòu)建信息不同.當(dāng)建筑師和工程師為設(shè)計(jì)、投標(biāo)和施工準(zhǔn)備BIM模型時(shí)，材料和組件都是一般定義的。制造商和產(chǎn)品選擇的具體決定由總承包商、分包商和專業(yè)供應(yīng)商決定。在符合設(shè)計(jì)文件的情況下，預(yù)計(jì)承包商將利用這一選擇自由，以實(shí)現(xiàn)更具競(jìng)爭(zhēng)力的成本。雖然典型的施工程序要求在項(xiàng)目完成時(shí)向業(yè)主提供記錄文件，但這種信息通常以紙張或掃描文件的形式提供。

BIM有可能改變這一點(diǎn)，承包商提供“現(xiàn)場(chǎng)”BIM模型作為調(diào)試過(guò)程的一部分。然而，在定義BIM可交付產(chǎn)品的最佳實(shí)踐方面存在許多挑戰(zhàn)。

調(diào)頻技術(shù)技能的變化

為了實(shí)現(xiàn)BIM的真正好處，設(shè)施經(jīng)理需要達(dá)到對(duì)BIM工具的基本熟悉程度。更重要的是，設(shè)施管理人員需要提高信息管理能力，學(xué)習(xí)如何評(píng)價(jià)不同類型信息的重要性，并制定程序以保持信息的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

業(yè)務(wù)關(guān)系的變化

雖然BIM可以與傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)性投標(biāo)施工實(shí)踐相結(jié)合，但當(dāng)建筑師、工程師和承包商都是協(xié)作團(tuán)隊(duì)的一部分時(shí)，BIM提供了額外的價(jià)值。因此，BIM加強(qiáng)了其他形式的合同，如談判投標(biāo)和綜合項(xiàng)目交付。此外，新的基于云計(jì)算的計(jì)算技術(shù)提供了一種與設(shè)計(jì)構(gòu)建團(tuán)隊(duì)的所有參與者共享構(gòu)建數(shù)據(jù)的有效方法，無(wú)論物理位置如何。

亞洲視角

在過(guò)去的幾十年里，北美和歐洲將首先使用新技術(shù)，其次是亞洲、拉丁美洲和非洲。然而，BIM正在世界各地被采用，特別是在亞洲快速發(fā)展的城市。例如，將于2014年建成的128層上海大廈，是用BIM工具設(shè)計(jì)的.新加坡政府正在為所有新的建設(shè)項(xiàng)目推廣BIM。

亞洲國(guó)家沒(méi)有使用舊技術(shù)來(lái)維持準(zhǔn)確的建筑記錄，而是發(fā)現(xiàn)了使用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。維護(hù)BIM記錄模型的行業(yè)實(shí)踐仍在發(fā)展中。在最佳實(shí)踐出現(xiàn)之前，有必要在如何最好地利用這一豐富的潛在信息來(lái)源方面獲得更多的經(jīng)驗(yàn)。

BIM技術(shù)在設(shè)備管理中的應(yīng)用尚處于起步階段。盡管BIM在設(shè)備管理中的最終應(yīng)用仍在完善，但今天有足夠的好處證明這一努力是合理的。今天開(kāi)始使用BIM數(shù)據(jù)并縮小信息鴻溝的建筑師、工程師、承包商、建筑業(yè)主和設(shè)施管理人員將收獲最大的好處。

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