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内容摘要
随着我国经济的快速发展，国民生活质量的提高，建筑高层以及超高层越来越普遍，但高层建筑项目工程量大，施工工艺复杂，涉及专业较多，信息交流复杂，以及现场施工管理复杂和成本控制困难等特点，制约着我国建筑行业的发展，为更好的发展我国的房地产产业需要先进的技术提供稳定的支撑。
BIM是现在国内外建筑工程项目普遍运用的科学技术。
本文结合上海中心项目对BIM技术的应用案例，对BIM技术在上海中心项目各各领域的运用做了详细的介绍，并结合国内对BIM技术应用的实际情况，总结了BIM技术的存在的问题并分析了BIM技术在我国的发展前景。
关键词：
上海中心项目BIM技术应用案例发展前景
Abstract
ShanghaiCenterProjectBIMtechnologyApplications
Prospects
AsChina'
srapideconomicdevelopment,improvementofnationalqualityoflife,high-risebuildingsandsuperhigh-risemoreandmorecommon,butthehigh-riseconstructionprojects,theconstructionprocessiscomplex,involvingmoreprofessional,informationexchangecomplex,andon-siteconstructionmanagementcomplexAndcostcontroldifficultiesandothercharacteristics,restrictingthedevelopmentofChina'
sconstructionindustryforthebetterdevelopmentofChina'
srealestateindustryneedsadvancedtechnologytoprovideastablesupport.BIMisnowwidelyusedinconstructionprojectsathomeandabroadofscienceandtechnology.Inthispaper,theapplicationofBIMtechnologyinvariousfieldsofShanghaiCenterProjectisintroducedindetail,andtheapplicationofBIMtechnologyinChinaissummarized.TheproblemsofBIMtechnologyaresummarizedinthelightoftheactualsituationofBIMtechnologyapplicationinChina.ThedevelopmentprospectofBIMtechnologyinChinaisanalyzed
Keywords：
、总结——上海中心项目中的BIM技术对我国推广应用的启示
7
、BIM技术概括
BIM技术的产生
BIM技术是在市场需要和建筑行业发展需要下逐渐产生的。
1975年，美国乔治亚理工大学建筑与计算机学院的ChuckEastman教授指出未来将会发明出一种计算机系统，该系统可以智能模拟建筑物的实施过程，他将这种系统称为“建筑描述系统”[]。
1982年，Graphisoft公司提出虚拟建筑模型理念，并在两年之后推出ArchiCAD软件，紧接着芬兰的学者提出一种基于计算机的智能模型系统，并将其命名为“ProductInformationModel”。
在1986年，美国学者RobertAish提出“BuildingModeling”的概念，一年之后，Graphisoft公司在ArshiCAD虚拟建设的概念指导下第一次实现了BIM[2]。
1992年，在G.A.VanNederveen和F.P.Tolman共同发表的一篇论文里首次出现了“建筑信息模型”这个词。
然而，“建筑信息模型”并没有被普遍使用，直到2002年，行业分析家王新和JerryLaiserin第一次完整的提出BIM的概念，同年，Autodesk公司发步了题为“建筑信息模型”的白皮书。
BIM技术的概念
BIM（建筑信息模型）是指利用先进的三位数字设计和工程软件所构建的可视化的数字化建筑模型，为设计师、地产开发商和最终用户各环节人员提供模拟和分析的科学协作平台，帮助他们使用三维数字模型对工程进行设计、建造及运维管理[3]。
美国建筑科学研究院联合设施信息委员会对BIM的定义为：
建筑信息模型是对设施的物理特征和功能特性的数字化表示，它可以作为信息的共享源从项目的初级阶段为项目提供全寿命周期的信息服务，这种信息的共享可以为项目决策提供可靠的保证。
BIM技术国内外发展现状
1.BIM技术在国外的发展状况
美国发明了BIM，随后被欧洲，新加坡等发达国家普遍认可和应用。
2003年起，美国总务管理局（GSA）通过其下属的公共建筑服务处启动了一项被称为“国家3D-4D-BIM计划”的项目。
GSA又制订了许多策略进行支持和引导，为了确保该计划能正常实施。
英国政府要求全部建筑企业必须使用BIM。
2011年5月，英国内阁办公室发表的“政府建设战略”文件中有一整个章节是关于BIM技术，其中明确指出，到2017年前，政府要求全部建筑企业利用3D-BIM。
并将全部的文件以信息化管理。
韩国运用BIM技术非常领先。
韩国公共采购服务中心和韩国国土交通海洋部制定出了BIM技术相关标准。
韩国的大型建筑公司已经在积极应用BIM技术，如现代建设、三星建设、Daelim建设、大宇建设等公司。
其中，Daelim建设公司已经应用BIM技术到桥梁的施工管理中。
日本软件业比较发达，在建筑信息技术方面也拥有较多的国产软件，日本BIM相关软件厂商意识识到，BIM是需要多个软件来互相配合，是数据集成的基本前提，因此多家日本BIM软件商在IAI日本分会的支持下，以福井计算机株式会社为主导，成本了日本国国产解决方案软件联盟。
BIM技术在国内的发展状况
在我国，政府有关部门以及领先的建筑企业，对BIM技术的发展情况还无法和以上发达国家相比较，对数字化利用及标准制定表示期待，但BIM技术在国内的发展趋势逐渐明显。
相比2014年，中国BIM普及率超过11%，BIM试点提高近7%。
近来BIM在国内建筑业形发展迅速，政府相关部门、各行业协会的专家、科研院校、设计单位和施工单位等也开始重视和推广BIM技术。
中国第一高楼—上海中心、北京第一高楼—中国尊、华中第一高楼—武汉中心等项目应用BIM技术的工程项目越来越多。
其中，上海中心大厦工程证明：
通过应用BIM技术可以避免93%图纸错误，削减60%返工，缩短10%施工工期，提高项目效益。
、上海中心项目中BIM应用案例
上海中心大厦项目介绍
上海中心大厦项目位于浦东新区陆家嘴金融贸易区，处于东泰路、银城中路、花园石桥路与陆家嘴环路所形成的陆家嘴金融中心Z3-2块地，地块东邻上海环球金融中心，北面为金茂大厦。
上海中心大厦占地三万多平方米，建筑面积574058㎡，由地上121层主楼、五层裙房和五层地下室构成，总高度632m,主楼高度580m,总投资达150亿元左右。
上海中心大厦是上海最后一座超高层建筑，BIM技术贯穿到建设全过程生命周期中，运用BIM先进的技术来为上海中心大厦提供技术支持。
BIM建模技术的应用
上海中心大厦是我国创世纪的一座建筑，为中国第一高楼。
在设计之初就采用BIM作为技术支持，加之施工难度较大，信息流量大，施工管理复杂等因素，BIM的建模技术就为其提供了最佳的解决办法。
上海中心大厦的主体结构，中心是九宫格式的混凝土核心筒，外部用八根巨柱，八根角柱支撑，玻璃幕墙和外幕墙均悬挂在钢结构上。
由于施工环境的限制，所有的钢结构均在40公里外的工厂加工而成，然后运往施工现场进行拼装。
为保证施工质量，需要对构建进行预拼装，但一个分区的绗架重量就可达到3000多吨，直径达到60米，高30米，如果对其实体预拼装的话，需要用一个多月的时间。
BIM建模技术为其提供了快捷的解决方案。
BIM建模技术就是将其做成三维模型，形成一个整体，并可细化到一面墙、一扇窗、一根管线的安装位置，以往的平面图纸无法表现出这样复杂的空间关系。
BIM技术的应用可以让设计师不脱离现场实际情况下，利用BIM对构件进行实验和调整。
对于上海中心大厦的钢结构完全可以经过全站仪实测后将数据输入到BIM系统中完整预拼装，这样不仅节省了时间还有效的控制了项目的成本。
对于上海中心大厦的机电工程和空调工程来说，由于工程本身就结构复杂，加之施工现场的场地的限制，对设计师来说是一项巨大的挑战，如何才能将各各领域的工种联系到一起呢？
BIM又一次派上了用场。
在BIM建模系统中，设计师可以相互协作，在一个系统中将各各子工程组合到一起，形成一个整体。
施工者也可以从建模系统中获得整个工程的信息，提升了信息交流的效率。
在我国目前的审图规范中，还不可以用三维图进行审图，BIM又可以将三维转换成二位平面图，大大的提高了工程的工作效率。
BIM系统还可以对结构和材料的承压及受力进行分析，方便设计师对参数的修改，并进行模拟施工，有效的减少了反复修改图纸的频率。
BIM技术在机电工程的应用
上海中心大厦作为上海最后一座摩天大楼，从设计之初就引来了公众挑剔的目光。
机电工程又是一项庞大的安装工程，在施工中将面临以下几点问题：
大型设备数量多、分布广、吊装技术要求高。
超高层建筑的垂直运输工作量大，组织困难。
空间交叉施工多，专业间的协调管理要求高。
机电工程规模庞大，整个系统联通调试复杂。
面对各种施工问题，机电工程项目对现场的建筑及结构实际数据进行全方位的扫描与复核，并基于实际数据修正土建及结构施工单位提供的BIM模型，最后将机电管线模型与修正后的建筑结构模型进行合模，并进行管线综合、碰撞检查及优化处理，并基于BIM模型生成各专业施工图纸及构配件加工图纸。
（上安）BIM此外，采用BIM技术辅助制定施工方案和物流方案，辅助施工预算、质量、安全、动力、系统调试等管理工作，根据BIM模型导出各类管道加工图，开展工厂化预制工作，按照图纸对给排水、消防水、空调水管道切割下料、套丝、焊接。
管道的切割采用进口的流水线进行裁剪下料，将工厂化预制率达到百分之七十五。
以塔楼第九层为样板层，根据BIM模型导出的深化设计模型，以此安装走廊吊顶的管道，再安装空调和消防水管，然后安装强电和弱点管线。
样板间施工完成，并经相关测试后交业主、监理、设计确认后，再进行大面积流水做业，以达到机电施工的标准化，流水化和统一化。
最后进行机电系统的检测和调试。
上海中心大厦的机电工程由2011年07月1日开始施工，2013年03月31日外配套开通，2013年05月20日提前开业部分施工完毕，2013年09月10日提前开业部分施工调试完毕、2013年09月30日22层及以下部分机电完工并移交完毕。
在上海中心大厦机电安装项目中，采用BIM辅助进行安装，不仅节省了大量的时间，缩短了工期，还优化了施工方案，使工程协调稳定的施工。
BIM技术干预下的预制装配化施工在提高施工效率、减少二次返工、控制材料消耗与成本、确保计划实施等方面都大有裨益，尤其对超高层机电安装工程的施工具有重要的指导与示范意义。
BIM技术在施工成本控制的应用
⒈施工成本控制的目的
控制的目的就是保证预定目标的实现。
施工成本控制的基本原理是把计划成本作为项目成本控制的目标值，在项目进展过程中，定期地对实际支出额与目标值进行对比，发现并找出实际支出与计划目标值之间的偏差，分析产生偏差的原因，并积极采取纠偏措施予以控制，以确保控制目标的实现[4]。
施工成本控制的实施
上海中心大厦建设过程中，在项目经理的领导下，各个阶段的项目管理层、施工队伍以及施工班组共同参与其中的一个成本管理网络系统，系统中的每一个环节和每一个人分工明确，各自肩负着一定的成本管理和成本控制内容。
面对施工成本控制中存在的一些问题利用BIM技术可以有效的解决。
在上海中心大厦项目施工过程中，BIM自动化算量的特性被工程师应用，然后快速、准确地统计出所需的阶段性工程量，快速准确地配置施工资源，制定合理的人、材、机使用、计划，避免大进大出，均衡组织施工资源；
同时，利用BIM参数化的特点，在施工中发生设计变更时，及时调整WBS任务划分和进度计划，并优化资源使用计划，避免资源的浪费和闲置；
利用已经建立的施工模型，准确快速的统计出每个构件、每个工序及每个区域内的资源消耗量，通过现场监控获取资源实时状态，建立点对点的材料和设备供应，使材料和设备次性到位，减少材料和大型设备的二次搬运，有效提高各个工序之间的配合程度，从而减少了措施费。
利用BIM技术对项目进行虚拟施工（先试后建），发现施工中可能存在的问题，提前做好预防和应对措施，最大可能实现“零碰撞、零冲突、零返工”，利用虚拟施工大幅度减少返工成本；
施工现场的安全直接影响施工人员的工作情绪，进而影响施工进度和施工成本，BIM技术可以提高施工现场的安全管理。
在施工开始之前，在施工BIM模型中，对存在安全隐患的位置进行标记，并布置上安全护栏，然后利用三维可视化模型对现场施工人员进行安全交底，直观形象，使施工人员对存在安全隐患的位置印象更加深刻，并严格按照要求进行施工，防止安全事故的发生。
BIM技术在项目管理的应用
上海中心大厦工程项目采取观念上的转变和机制上的创新,建立一种“建设单位主导、参建单位共同参与的基于信息化技术的精益化管理模式”,实现参建各方对本工程建设项目进行有效的管理。
项目参建各方的项目相关信息存储在公共BIM的数据平台中,而参建各方间也通过对BIM技术的应用和管理,通过虚拟平台形成了一种精益化的管理模式。
当然,这个平台是在参建各方原有内部组织结构的基础上建立的一个可供共同工作的环型架构,可以真正实现信息的充分共享和无缝管理。
该项目依据管理架构方面的特特性制定了技术框架图。
在设计、施工、运营等不同阶段运用不同的软件技术方法达到不同需求。
同时在项目的整体实施过程当中，应用协同管理平台进行项目协同管理,有效控制各种技术材料，达到技术资料应用的有效性、唯一性和完整性，实现各部门数据的同步，如设计阶段通过BIM技术在参数化设计、可视化设计、可持续设计、多专业协同等方面的使用，提高设计图纸的质量、完整性和协调性。
施工阶段通过BIM技术在施工协调、施工深化图施工现场监控、施工模拟、机电安装模拟等方面的应用,实现对施工质量、安全、成本和进度的有效管理和监控。
运营阶段通过整合设计，施工阶段的BIM模型及其构件信息数据,应用在项运营维护、应急预案、空间及资产管理中提高运营维护的管理水平。
在项目管理上，为了能更好地应用BIM，并真正有效地运转起来，针对BIM项目工作、BIM业主管理以及BIM网上文档管理等方面制定了相关工作流程和管理细节。
针对BIM模型划分、模型文件以及模型构件等三个万面制定了相应的技术规则和标准，以确保各参与方按照统一的规范和标准来构建相关的BIM模型。
上述内容通过在正式的招投标合同内增加技术要求环节,来进一步确保BIM能够在各个阶段、各个环节得到充分的应用。
本章小结
2011年6月，住房和城乡建设部颁布了《2011-2015》年建筑业信息化发展纲要，提出了：
在“十二五期间”，全国普及建筑企业信息系统的了解和应用，提高建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用程度，推动信息化标准建设，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业作为总体目标。
[5]在国家政策的推动下，我国的建筑企业逐渐开始意识到BIM技术的重要性，并逐步的利用BIM运作建筑工程项目。
上海中心大厦项目就是一个典型的案例，它在建设全过程生命周期内引入BIM技术，成为我国首开先河的摩天大楼，同时，BIM技术的优异性也在该项目上得到了充分的体现。
、BIM技术在我国发展存在的问题
BIM技术作为下一代的计算机辅助设计的基础性技术，其重要性毋庸置疑。
我国作为一个大国，特别是我国正在进行着世界上最大规模的建设，有必要着力推进BIM技术的应用，以便促进我国建筑工程技术的更新换代。
在我国推广应用BIM技术存在以下三个方面的问题。
（一）应用软件问题
上面提到发达国家基于BIM技术的软件已经比较成熟，多数软件已经进入我国市场，但仅仅依靠它们是不够的。
一方面，这些软件目前还不能很好地满足我国设计规范的要求，另一方面，也是最重要的方面，我国必须形成有自主知识产权的应用软件，这样不仅可以制造新的经济增长点，也可以避免受制于人。
如上所述，目前在国家“十一五”支撑计划中已经包含了这样的应用软件的研究课题，在产业政策中也需要体现出对发展基于BIM技术的重视，以便推动我国企业发展这方面的技术。
（二）标准问题
目前作为BIM数据标准，IFC标准在国际上已日趋成熟，在此基础上，美国提出了NBIMS标准。
在美国，由于像Autodesk这样的大型软件开发商提供了成套的软件，软件之间可以直接交换数据，因而这样的标准的重要性没有体现出来。
实际上，因为BIM数据将应用于建筑工程的全生命期，时间跨度大多均为50年以上，从长远看，依靠某一个厂商支持的数据标准是不可取的。
对于我国，因为没有像Autodesk这样的大型软件开发商，所以需要鼓励更多的软件参与到基于BIM的应用软件开发中，为此颁布数据标准可以保证应用软件的数据互通。
目前，在这方面我国只是引进了IFC标准的平台部分，对国外标准的研究还比较薄弱，结合我国建筑工程的实际对标准进行拓展的工作更加缺乏。
同时，应该意识到，在实际过程中，不仅需要像IFC一样的技术数据标准，还需要较高层次的应用标准，例如三维建筑设计标准，才能更好地满足BIM技术的应用需求。
大专院校和科研院所有必要重视这方面的工作，国家有关部门对此应给予大力支持。
（三）应用模式问题
可以在划分为两个方面：
一方面是技术模式，现实中容易走向两个极端，一个是，只是小打小闹地在建筑工程的局部环节应用BIM技术，例如只将其应用于进行碰撞检测，这样做不利于充分地利用BIM技术带来的、可以共享三维模型数据的好处。
另外一个是，动辄求大求全，恨不得用一个软件或少数几个软件解决建筑工程施工阶段、甚至全生命期的所有问题。
这也没有必要，因为任何事情都不可能尽善尽美，任何人均不可以包打天下。
解决这样的问题的关键是去实践，只要能够满足实际要求，即可以作为有效的技术。
另一方面是应用模式。
IPD模式把业主、设计方、总承包商和分包商集合在一起，通过利用BIM技术，可以在建筑工程中收到很好的效果。
在我国，这样做能够收到预期的效果，即使解决了BIM的技术问题，为推广IPD还需要完成很多工作。
这主要是因为，我国建筑工程的发包模式、相关法规和政策与国外均不尽相同。
近几年来，建筑信息模型BIM技术在美国、欧洲、日本及香港等国家和地区的建筑工程领域取得大量的应用成果。
随着BIM技术在国内的应用日趋广泛，其应用成效受到各行各业的高度关注。
我国作为目前建设规模最大的国家，有必要着力推广BIM技术的应用。
但是BIM技术推广应用不如之前的CAD那么“一呼百应”，原因其实也很简单，就是它不仅仅是一种替换“绘图”的工具，BIM改变的是设计理念和思维。
BIM是一种设计理念、方法和工具的集成，目前承载这些工具的软件均为国外产品，本地化程度不高，和国内的一些标准、定的差异，这也是制约BIM在国内应用的问题之一。
所以，结合本文对上海中心项目对BIM技术的应用情况，得出以下几点BIM技术对我国推广应用的启示：
关于BIM标准。
BIM会推进全球一体化和信息的交流，实现信息交互共享与协同管理，政府和整个建筑行业应积极参与BIM标准的制定，完善建筑业行业体制、机制、规范。
同时，在BIM实际推广、应用过程中，不仅需要像IFC一样的技术数据标准，还需要较高层次的应用标准，例如三维建筑设计标准、施工应用及管理标准等，这样才能更好地满足BIM技术的应用需求。
关于BIM应用软件。
欧美建筑业已经普遍使用AutodeskRevit系列、BenetlyBuilding系列，以及Graphsoft的ArchiCAD等，而我国对基于BIM技术本土软件的开发尚处初级阶段，主要有天正、鸿业、博超等开发的BIM核心建模软件，中国建筑科学研究院的PKPM，上海鲁班和北京广联达等开发的造价管理软件等，而对于除此之外的其他BIM技术相产软件如BIM方案设计软件、与BIM接口的几何造型软件、可视化软件、模型检查软件及运营管理软件等的开发基本处于空白。
国内一些研究机构和学者对BIM软件的研究和开发在一定程度上推动了我国自主知识产权BIM软件的发展，但是都没有从根本上解决此问题。
因此，全面系统地研究并开发出一整套BIM系列软件刻不容缓，需要整个BIM技术的参与者共同努力。
关于BIM应用人才。
企业若要用好BIM技术，需要建立BIM人才队伍，尤其是BIM建模和模型维护人才队伍。
BIM团队的负责人也就是BIM技术经理的选择和培养至关重要。
BIM技术经理能够帮助和支持各个项目实施、应用BIM技术，为项目提供BIM应用解决方案。
项目团队负责人如果对BIM理解及应用过程没有深刻的认识和正确的判断，就无法得出恰当的执行方案，容易出现决策上的失误，直接导致公司决策层及项目团队设计人员对BIM技术的误解。
关于BIM市场认知。
不仅要让更多的政府职能部门、业主、企业从各自的角度来推动BIM技术的发展，更要创造一种互利共赢的局面。
同时，政府和行业还应积极针对BIM技术制定或推荐新的设计和施工技术标准以及项目管理规范。
目前在中国市场，软件公司（包括相关的软件销售公司）关注的是销售、市场份额，对产品配合实际项目应用及后续服务并不热衷，设计公司在实际应用中常常处于孤立无援的境地。
所以，我们需要专业的咨询公司提供BIM技术支持和管理服务，他们的客户是业主和设计单位，然后针对不同的工程项目，提出BIM一体化解决方案。
注释
[1]见李力.浅谈BIM的应用[J].深圳土木与建筑，2012,
（2）,第6页.
[2]见李东锋，陈臻颖.BIM技术在我国的应用现状研究[J].安徽建筑，2014,
（2）,第13页.
[3]见张建平，李力，林佳瑞，颜钢文.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，2012,（16）,第10页.
[4]见张茜茜.基于BIM的建设项目施工成本控制研究[J].江西建材，2015,（9）,第8页.
[5]见（国家统计局.2014年国民经济和社会发展统计公报.中国BIM门户网
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