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美国、英国、北欧、新加坡,他们的BIM发展怎么样了?

2021-03-11

从全球的BIM发展方向看,BIM技术与业务场景结合,更加有效的应用到各个阶段,为建筑业企业带来实实在在的价值,成为了现阶段应用BIM技术的共识。

BIM在全球各国的实施落地的过程中,出现了差异化的解读和诠释,BIM的涵义在不同的领域不断延展:

在施工领域形成了新的理念VDC(虚拟设计施工);再进一步在设计、施工、运维的全价值链上拓展形成了IDD理念(数字化集成交付);最终指向整体项目和企业数字化转型。

其背后的根本原因在于不同国家的国情和BIM导入期的影响。为此本文针对美国、英国、北欧、新加坡等4个典型性国家及区域BIM技术推广情况进行详细介绍,为我国推进BIM应用发展提供参考和借鉴。本文共计4835字,预计阅读13分钟。

01

美国

美国的BIM推广体系在全球范围来看比较具有独特性。美国的BIM技术发展更多是市场自发的行为,或者更偏向于BIM软件厂商驱动(注:美国BIM软件在全球BIM软件中占绝对多数份额)。

根据书籍《中美英BIM标准与技术政策》中记录的对Bentley Systems的计算机设计研发总监(Research Director for computational design)Volker Mueller的采访:

美国的BIM发展跟其他国家不太一样,是以产业为主导,先行将BIM技术和理念应用在实际的工程案例中。

通过具体工程案例的经验积累,再逐步要求企业、机构、政府制定相关的政策与制度,来加速BIM的推广,提升整体产业链的生产力和价值。

BIM在美国的发展阶段是从民间对BIM需求的兴起到联邦政府机构对BIM发展的重视及推行相应的指导意见和标准,最后到整个行业对BIM发展的整体需求提升。

美国BIM应用最大的特点便是自下而上的推动。软件商与科研机构、协会合作,基于理论体系不断研发产品与设备,推向企业,企业在实施的过程中根据经验形成标准与指南,再由协会及国家机构进行整合形成国家标准。

国家层面没有对应技术政策,靠市场驱动BIM技术的发展,即厂商支持、行业研究、业主主导,在推广的过程中不断有大量软件厂商的新产品以及技术和经济资源支持,从而对技术进行验证。

虽然美国没有对应的BIM国家政策,但在2007年发布的美国国家BIM标准第一版(NBIMS)把BIM应用定义为4个层级:

第4层级 Tier 4:聚合视图,例如“国土安全”——来源于多个建筑物的数据支持社会对信息的需求。

第3层级 Tier 3:衍生视图,例如“集成工作场所管理”,来自信息交换和模型视图的数据支持业主业务运营需求。

第2层级 Tier 2:模型视图,例如“LEED认证、结构设计、加工安装”,交换信息支持一个业务案例。

第1层级 Tier 1:IDM活动,例如“建筑师和结构工程师,设备制造商和机电工程师”,互相分离的交换。

由此可见,美国虽然没有对应政策,但一直把BIM作为建筑行业信息技术的基础:

美国国家BIM标准把BIM应用的最高级别定义为“国土安全”,在政府项目BIM应用中,他们首先审查项目应用的BIM软件及项目信息管理系统,通过政府审查后,才允许应用。

02

英国

纵观全球,英国的BIM推广体系最具有代表性。英国是国家层面在推动BIM技术的发展,并颁布了“BIM强制令”政策(政府建设战略2011)。

为了确保政策的落实和BIM Level 2愿景的实现,英国政府将政策的具体落实分配给了行业上的各个行业组织机构,不同的组织分担了不同的职责。

英国的BIM标准和政策制定上遵循着顶层设计与推动的模式。通过中央政府顶层设计推行BIM研究和应用,采取 “建立组织机构-研究和制定政策标准-推广应用-开展下一阶段政策标准研究”这样一种滚动式、渐进持续发展模式。

截至目前,英国的BIM应用系列标准以及相关BIM应用资源远远超过其他国家,英国的相关政策文件都把输出英国的标准体系和智力资源作为政府行业战略的主要目标之一。

与美国类似,英国也是把BIM应用和发展定义为4个层级:BIM Level 0, Level 1, Level 2, Level 3。

Level 0:最简单的形式,使用2D CAD图形(电子版或纸版)进行数据和信息交换,没有通用的规范和过程;即最传统的方式,所有图纸的生产和交换的变更、检查以及使用界面都基于手动模式。

Level 1:使用2D和3D混合的CAD 图形数据环境,具有标准化的数据结构和格式,遵循BS 1192:2007+A2:2016;每个部门之间的协作有限,每个部门控制和发布自己的信息,包括3D模型或从这些模型导出的2D绘图。

Level 2:协同工作模式,所有的信息和数据交换采用一体化的3D模型,模型的信息可以采用通用的数据格式,例如IFC 或COBie;客户必须能够定义和使用数据,业界将需要采用基于标准数据文件格式的常用工作方式。所有参与方将接受协作工作,并使用3D数据加载模型来整合和交换信息。

Level 3:完全(集成)协同工作模式,所有工作部门间采用统一的可分享的项目模型,这样可以消除信息冲突,并支持基于全生命期数据共享与管理。

英国BIM应用层级

英国政府在《政府建设战略2011》要求,2016年4月4日起,所有英国政府项目开始强制遵循BIM Level 2要求,并在2020年普遍到达BIM Level 2的水准。

在2015年,英国政府又发布了数字建造英国Level 3 BIM 战略计划,着手为未来的BIM Level 3的工作做准备,政府层面的BIM Task Group并入到Digital Built Britain项目,开始着手下一阶段任务——数字建造英国计划。

BIM在英国可以被认为就是“数字建造”,引入BIM标志着建筑业数字化时代的到来,BIM是建筑业和建设环境数字化转型的核心。

03

北欧

北欧的BIM应用推广现阶段已无强力政策牵引,以企业自发应用为主。

在北欧国家,BIM经过10多年的应用发展,在建筑行业的普及率非常高,以瑞典为例,从整体上说具有以下特点:

(1)自下而上,企业主导:BIM在瑞典的发展,可以追溯到2008年,施工企业从大型工程开始,尝试应用至今。在过去的十年中,瑞典的BIM发展经历了政府主导到企业自主应用的过程,大致可以分为四个时期,如下图所示:

瑞典BIM发展经历的四个阶段

截至目前,瑞典政府已有5年没有政策上的强力推动,但是95%以上的施工项目拥有BIM模型,专业包涵了结构、建筑、机电全专业模型。

在此过程中,政府没有明文推动,但瑞典的企业和高校自发推动BIM技术的应用。

(2)设计阶段应用深入:基于瑞典的国情和行业发展,正向设计目前已成为瑞典当地设计的主流方式。

首先,瑞典的整体设计时间长,一个施工两年期的项目,它在设计阶段花费的时间几乎与施工阶段等长。在设计的各个阶段,设计方会不断调整和优化方案,完成部分国内深化设计的工作。所以,瑞典的设计已经具备了进行深入利用BIM模型在各专业间不断优化的客观条件,充分发挥出BIM在可协调性上的优越性。

(3)施工阶段应用蓄势待发:在施工阶段,BIM应用目前刚好处在蓬勃发展的阶段。

近年来,VDC(Vitual Design and Construction)越来越流行,即利用计算机在实际施工前提前在数字世界建造一个数字虚体建筑,以此来不断提升生产的智慧性。

VDC可以简单理解为面向施工阶段BIM的具象化措施,它强调利用BIM协调Product(项目交付物-建筑物)、Organization(组织结构)、Process(工作流程),利用Metrics(度量数据)来提升项目管理能力,进行动态管理。

VDC应用在瑞典的兴起与瑞典行业承包模式的变化密不可分。

近年来,设计施工一体化模式在瑞典房建项目中逐渐成为主流。目前,瑞典70%的房建项目是设计施工一体化的交钥匙工程,尤其是住宅项目。瑞典的设计施工一体化,施工方不仅要负责施工,还会前置参与到设计阶段,在设计阶段即对未来在施工过程中可能出现的问题进行不断校核,防患于未然。

目前BIM技术在瑞典的设计及施工两方面的应用呈现两种不同的状态。在设计咨询单位应用的较为广泛,已成为普遍的设计方式;在施工领域,VDC等理念的快速发展也伴随着一系列现阶段的问题,BIM技术在施工阶段的发展空间还十分广阔。

04

新加坡

在新加坡的BIM应用推广过程中,政策规划引导举足轻重。新加坡政府的目标是建筑业的年生产率增长2%至3%,在这一领域,领先的政府权威机构建设局(BCA)于2008年引领多机构的共同努力,以实现世界上首个BIM(建筑信息模型)电子提交。

自2010年起,新加坡建筑业开始采用BIM并构建BIM能力。

2011年,政府协会和实体发布了BIM电子提交指南。

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

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

到2015年,所有新建筑工程

2015年至2018年间,各方之间建立BIM协作的意愿呈上升趋势,同时形成了虚拟设计和施工能力,以整合建筑业价值链。

在此期间,BCA于2012年发布了新加坡BIM指南的第一版,作为所有BIM提交申请人的参考,以支持他们的BIM应用。第二版于2015年问世,编制指南的目的是概述项目成员在项目的不同阶段使用BIM时的角色和职责。它被当作制定BIM执行计划的参考指南(由业主和项目成员商定),以成功实施BIM项目。该指南由BIM可交付成果、BIM建模和协作程序、BIM执行计划和BIM专业人员组成。

BIM可交付成果:定义各个项目成员在项目的不同阶段产生的输出,其中,所商定的可交付成果将由相关方签署。可交付成果由一套BIM模型元素组成,每个元素均由将在项目中使用的实际建筑构件的物理和功能特性的数字表示。

BIM建模和协作程序:它定义了“怎么做”,在整个项目中创建和共享促成BIM可交付成果的步骤。提供了一套建模要求,以指导项目成员在项目的不同阶段创建详尽程度的BIM可交付成果。同时提供了一套协作程序来指导项目成员与其他项目成员共享彼此的可交付成果。

BIM执行计划:为了有效地将BIM引入项目交付过程,项目团队在项目开展初期制定BIM执行计划尤为重要。它概述了团队在整个项目中遵循的总体构想和实施细节。通常在项目开始并在任命新的项目成员时定义该执行计划,以适应他们的参与。

BIM专业人员:介绍应对BIM使用和应用的职位,BIM经理和BIM协调员。确保在整个项目中自上而下实施BIM执行计划。

新加坡BIM发展路线规划包括促进企业和专业人士从传统2D建筑图则向3D模型过渡的战略和举措。

BCA在2010年实施了BIM发展路线规划,目标是到2015年80%的建筑将使用BIM。

这是政府计划的一部分,计划在未来十年将建筑业生产力提高25%。同时BCA推出了针对三个关键领域的第二个发展路线规划:包括质量更高的劳动力;更高数额的资本投资;整合更佳的建筑业价值链。

这三个关键领域标志着未来从3D建模向4D和5D BIM应用的过渡。然而,新加坡政府并未直接参考BIM应用的4D和5D发展路线规划,而是推出了一个全新概念,即集成数字交付。

集成数字交付

自2017年以来,IDD的概念已经逐渐为人熟知,它的建立基于BIM和VDC的使用。它通过使用数字技术来整合工作流程,并在整个建设和建筑工程生命周期中与同一个项目上工作的利益相关者连通。

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