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秉木建筑科技有限公司

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美國、英國、北歐、新加坡,他們的BIM發展怎么樣了?

2021-03-11

從全球的BIM發展方向看,BIM技術與業務場景結合,更加有效的應用到各個階段,為建筑業企業帶來實實在在的價值,成為了現階段應用BIM技術的共識。

BIM在全球各國的實施落地的過程中,出現了差異化的解讀和詮釋,BIM的涵義在不同的領域不斷延展:

在施工領域形成了新的理念VDC(虛擬設計施工);再進一步在設計、施工、運維的全價值鏈上拓展形成了IDD理念(數字化集成交付);最終指向整體項目和企業數字化轉型。

其背后的根本原因在于不同國家的國情和BIM導入期的影響。為此本文針對美國、英國、北歐、新加坡等4個典型性國家及區域BIM技術推廣情況進行詳細介紹,為我國推進BIM應用發展提供參考和借鑒。本文共計4835字,預計閱讀13分鐘。

01

美國

美國的BIM推廣體系在全球范圍來看比較具有獨特性。美國的BIM技術發展更多是市場自發的行為,或者更偏向于BIM軟件廠商驅動(注:美國BIM軟件在全球BIM軟件中占絕對多數份額)。

根據書籍《中美英BIM標準與技術政策》中記錄的對Bentley Systems的計算機設計研發總監(Research Director for computational design)Volker Mueller的采訪:

美國的BIM發展跟其他國家不太一樣,是以產業為主導,先行將BIM技術和理念應用在實際的工程案例中。

通過具體工程案例的經驗積累,再逐步要求企業、機構、政府制定相關的政策與制度,來加速BIM的推廣,提升整體產業鏈的生產力和價值。

BIM在美國的發展階段是從民間對BIM需求的興起到聯邦政府機構對BIM發展的重視及推行相應的指導意見和標準,最后到整個行業對BIM發展的整體需求提升。

美國BIM應用最大的特點便是自下而上的推動。軟件商與科研機構、協會合作,基于理論體系不斷研發產品與設備,推向企業,企業在實施的過程中根據經驗形成標準與指南,再由協會及國家機構進行整合形成國家標準。

國家層面沒有對應技術政策,靠市場驅動BIM技術的發展,即廠商支持、行業研究、業主主導,在推廣的過程中不斷有大量軟件廠商的新產品以及技術和經濟資源支持,從而對技術進行驗證。

雖然美國沒有對應的BIM國家政策,但在2007年發布的美國國家BIM標準第一版(NBIMS)把BIM應用定義為4個層級:

第4層級 Tier 4:聚合視圖,例如“國土安全”——來源于多個建筑物的數據支持社會對信息的需求。

第3層級 Tier 3:衍生視圖,例如“集成工作場所管理”,來自信息交換和模型視圖的數據支持業主業務運營需求。

第2層級 Tier 2:模型視圖,例如“LEED認證、結構設計、加工安裝”,交換信息支持一個業務案例。

第1層級 Tier 1:IDM活動,例如“建筑師和結構工程師,設備制造商和機電工程師”,互相分離的交換。

由此可見,美國雖然沒有對應政策,但一直把BIM作為建筑行業信息技術的基礎:

美國國家BIM標準把BIM應用的最高級別定義為“國土安全”,在政府項目BIM應用中,他們首先審查項目應用的BIM軟件及項目信息管理系統,通過政府審查后,才允許應用。

02

英國

縱觀全球,英國的BIM推廣體系最具有代表性。英國是國家層面在推動BIM技術的發展,并頒布了“BIM強制令”政策(政府建設戰略2011)。

為了確保政策的落實和BIM Level 2愿景的實現,英國政府將政策的具體落實分配給了行業上的各個行業組織機構,不同的組織分擔了不同的職責。

英國的BIM標準和政策制定上遵循著頂層設計與推動的模式。通過中央政府頂層設計推行BIM研究和應用,采取 “建立組織機構-研究和制定政策標準-推廣應用-開展下一階段政策標準研究”這樣一種滾動式、漸進持續發展模式。

截至目前,英國的BIM應用系列標準以及相關BIM應用資源遠遠超過其他國家,英國的相關政策文件都把輸出英國的標準體系和智力資源作為政府行業戰略的主要目標之一。

與美國類似,英國也是把BIM應用和發展定義為4個層級:BIM Level 0, Level 1, Level 2, Level 3。

Level 0:最簡單的形式,使用2D CAD圖形(電子版或紙版)進行數據和信息交換,沒有通用的規范和過程;即最傳統的方式,所有圖紙的生產和交換的變更、檢查以及使用界面都基于手動模式。

Level 1:使用2D和3D混合的CAD 圖形數據環境,具有標準化的數據結構和格式,遵循BS 1192:2007+A2:2016;每個部門之間的協作有限,每個部門控制和發布自己的信息,包括3D模型或從這些模型導出的2D繪圖。

Level 2:協同工作模式,所有的信息和數據交換采用一體化的3D模型,模型的信息可以采用通用的數據格式,例如IFC 或COBie;客戶必須能夠定義和使用數據,業界將需要采用基于標準數據文件格式的常用工作方式。所有參與方將接受協作工作,并使用3D數據加載模型來整合和交換信息。

Level 3:完全(集成)協同工作模式,所有工作部門間采用統一的可分享的項目模型,這樣可以消除信息沖突,并支持基于全生命期數據共享與管理。

英國BIM應用層級

英國政府在《政府建設戰略2011》要求,2016年4月4日起,所有英國政府項目開始強制遵循BIM Level 2要求,并在2020年普遍到達BIM Level 2的水準。

在2015年,英國政府又發布了數字建造英國Level 3 BIM 戰略計劃,著手為未來的BIM Level 3的工作做準備,政府層面的BIM Task Group并入到Digital Built Britain項目,開始著手下一階段任務——數字建造英國計劃。

BIM在英國可以被認為就是“數字建造”,引入BIM標志著建筑業數字化時代的到來,BIM是建筑業和建設環境數字化轉型的核心。

03

北歐

北歐的BIM應用推廣現階段已無強力政策牽引,以企業自發應用為主。

在北歐國家,BIM經過10多年的應用發展,在建筑行業的普及率非常高,以瑞典為例,從整體上說具有以下特點:

(1)自下而上,企業主導:BIM在瑞典的發展,可以追溯到2008年,施工企業從大型工程開始,嘗試應用至今。在過去的十年中,瑞典的BIM發展經歷了政府主導到企業自主應用的過程,大致可以分為四個時期,如下圖所示:

瑞典BIM發展經歷的四個階段

截至目前,瑞典政府已有5年沒有政策上的強力推動,但是95%以上的施工項目擁有BIM模型,專業包涵了結構、建筑、機電全專業模型。

在此過程中,政府沒有明文推動,但瑞典的企業和高校自發推動BIM技術的應用。

(2)設計階段應用深入:基于瑞典的國情和行業發展,正向設計目前已成為瑞典當地設計的主流方式。

首先,瑞典的整體設計時間長,一個施工兩年期的項目,它在設計階段花費的時間幾乎與施工階段等長。在設計的各個階段,設計方會不斷調整和優化方案,完成部分國內深化設計的工作。所以,瑞典的設計已經具備了進行深入利用BIM模型在各專業間不斷優化的客觀條件,充分發揮出BIM在可協調性上的優越性。

(3)施工階段應用蓄勢待發:在施工階段,BIM應用目前剛好處在蓬勃發展的階段。

近年來,VDC(Vitual?Design?and?Construction)越來越流行,即利用計算機在實際施工前提前在數字世界建造一個數字虛體建筑,以此來不斷提升生產的智慧性。

VDC可以簡單理解為面向施工階段BIM的具象化措施,它強調利用BIM協調Product(項目交付物-建筑物)、Organization(組織結構)、Process(工作流程),利用Metrics(度量數據)來提升項目管理能力,進行動態管理。

VDC應用在瑞典的興起與瑞典行業承包模式的變化密不可分。

近年來,設計施工一體化模式在瑞典房建項目中逐漸成為主流。目前,瑞典70%的房建項目是設計施工一體化的交鑰匙工程,尤其是住宅項目。瑞典的設計施工一體化,施工方不僅要負責施工,還會前置參與到設計階段,在設計階段即對未來在施工過程中可能出現的問題進行不斷校核,防患于未然。

目前BIM技術在瑞典的設計及施工兩方面的應用呈現兩種不同的狀態。在設計咨詢單位應用的較為廣泛,已成為普遍的設計方式;在施工領域,VDC等理念的快速發展也伴隨著一系列現階段的問題,BIM技術在施工階段的發展空間還十分廣闊。

04

新加坡

在新加坡的BIM應用推廣過程中,政策規劃引導舉足輕重。新加坡政府的目標是建筑業的年生產率增長2%至3%,在這一領域,領先的政府權威機構建設局(BCA)于2008年引領多機構的共同努力,以實現世界上首個BIM(建筑信息模型)電子提交。

自2010年起,新加坡建筑業開始采用BIM并構建BIM能力。

2011年,政府協會和實體發布了BIM電子提交指南。

到2013年,超過20000平方米的新建筑工程的任何工程提交都需要采用電子提交。

到2014年,超過5000平方米的新建筑工程的任何工程提交都需要采用電子提交。

到2015年,所有新建筑工程

2015年至2018年間,各方之間建立BIM協作的意愿呈上升趨勢,同時形成了虛擬設計和施工能力,以整合建筑業價值鏈。

在此期間,BCA于2012年發布了新加坡BIM指南的第一版,作為所有BIM提交申請人的參考,以支持他們的BIM應用。第二版于2015年問世,編制指南的目的是概述項目成員在項目的不同階段使用BIM時的角色和職責。它被當作制定BIM執行計劃的參考指南(由業主和項目成員商定),以成功實施BIM項目。該指南由BIM可交付成果、BIM建模和協作程序、BIM執行計劃和BIM專業人員組成。

BIM可交付成果:定義各個項目成員在項目的不同階段產生的輸出,其中,所商定的可交付成果將由相關方簽署??山桓冻晒梢惶譈IM模型元素組成,每個元素均由將在項目中使用的實際建筑構件的物理和功能特性的數字表示。

BIM建模和協作程序:它定義了“怎么做”,在整個項目中創建和共享促成BIM可交付成果的步驟。提供了一套建模要求,以指導項目成員在項目的不同階段創建詳盡程度的BIM可交付成果。同時提供了一套協作程序來指導項目成員與其他項目成員共享彼此的可交付成果。

BIM執行計劃:為了有效地將BIM引入項目交付過程,項目團隊在項目開展初期制定BIM執行計劃尤為重要。它概述了團隊在整個項目中遵循的總體構想和實施細節。通常在項目開始并在任命新的項目成員時定義該執行計劃,以適應他們的參與。

BIM專業人員:介紹應對BIM使用和應用的職位,BIM經理和BIM協調員。確保在整個項目中自上而下實施BIM執行計劃。

新加坡BIM發展路線規劃包括促進企業和專業人士從傳統2D建筑圖則向3D模型過渡的戰略和舉措。

BCA在2010年實施了BIM發展路線規劃,目標是到2015年80%的建筑將使用BIM。

這是政府計劃的一部分,計劃在未來十年將建筑業生產力提高25%。同時BCA推出了針對三個關鍵領域的第二個發展路線規劃:包括質量更高的勞動力;更高數額的資本投資;整合更佳的建筑業價值鏈。

這三個關鍵領域標志著未來從3D建模向4D和5D BIM應用的過渡。然而,新加坡政府并未直接參考BIM應用的4D和5D發展路線規劃,而是推出了一個全新概念,即集成數字交付。

集成數字交付

自2017年以來,IDD的概念已經逐漸為人熟知,它的建立基于BIM和VDC的使用。它通過使用數字技術來整合工作流程,并在整個建設和建筑工程生命周期中與同一個項目上工作的利益相關者連通。

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