张跃先：所建皆所愿！用BIM技术推动建筑领域中国式现代化的思考与实践

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的简称，其本质上是一种数字技术。2002年，欧特克（Autodesk）公司提出BIM概念并推出自己的BIM软件产品，近些年国内的广联达、北京构力科技、中设数字等公司逐步推出国有自主知识产权的BIM图形平台，BIM技术已经在全国乃至全球范围内得到业界的广泛认可。

首先，BIM是一个综合的数据底座。它是建设项目物理世界的数字化信息，其核心在于采用三维数字手段构建建筑信息模型，是建设项目各类信息资源的集大成者。然后，BIM 是一个共享的知识资源。它是一个分享有关建设项目的信息库，可以为项目的建设者和使用者，提供全生命周期科学决策的可靠手段。再者，BIM是一个协同的操作平台。在项目的不同阶段均有积极作用，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。

BIM技术可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中。相较传统建造方式和建设管理模式，它是串联数字设计、智能生产、智慧物流、智能施工、智慧运维等的基础。这一革新性、革命性转变，对于深化建筑业供给侧结构性改革，促进建筑业绿色低碳、智慧安全高质量发展，进而驱动产业升级、资本聚集、产业集群，提供技术支撑和功能保障。

山河智能总部大楼 “BIM+装配式+智能生产”示范项目。

总的来说，BIM技术的核心价值，在于其独特的可视化表达能力和信息整合共享功能。运用这一先进技术，能够串联起建造的全过程，是整体的，不是局部的；是立体的，不是平面的；是可视的，而不是揣测的，可以模拟预见建造过程中可能出现的各种潜在问题，并能持续优化从设计、生产、施工到运维的整体解决方案，支持达成“所见即所建，所建皆所愿”的宏伟愿景。

——BIM技术可以实现设计阶段“四大目标”。一是协同设计，同台唱戏。通过BIM模型的创建，将建筑空间三维数字化，各专业设计师在同一平台上协同设计，“同台唱戏，一气呵成”，避免在施工图设计中出现各专业技术表达不一致的问题，大大提高建筑设计质量和效率。二是人工智能，一键生成。BIM设计软件支持建筑方案参数化设计，通过设定需求数据，自动组合各种类型的标准化构件，从而快速生成多种建筑方案，减少设计时间和人力成本。三是身临其境，立体可视。BIM技术提供了三维可视化环境。通过可视化展示，使每个项目参与人员和业主直观的理解设计方案和意图，展现项目的空间结构和具体细节，提前发现和规避问题。四是实景三维，仿真可控。利用无人机对场地三维测绘、场地模拟，从而生成现场三维模型，再叠加数字孪生BIM模型，可以进行精确的仿真分析和虚拟建造过程模拟，模拟建筑物结构、消防疏散、管线综合等实际情况，对设计方案进行安全评估，提前找出潜在的安全隐患。

——BIM技术可以提升生产阶段“三大效益”。一是设计与生产联动。采用BIM技术可以实现设计环节与生产环节的信息联动。将BIM建筑信息模型导入工厂中央控制系统，转化成机械设备可读取的生产数据信息，实现预制部品部件的“数字图纸交付、柔性智能生产”，大幅提升生产作业精细化程度。二是产品与质量联动。利用BIM技术可以进一步提升产品质量。生产企业从BIM模型中提取详尽的数据，对生产内容进行拆解重构，形成标准化部品部件，确保生产产品与设计要求一致。同时利用物联网技术将产品信息如生产原料、生产日期、关联人员等实时保存，“一件一码”“实模一致、图模一致”，质量可控，可以溯源。三是数据使用和数据价值联动，通过BIM技术可实现对装配式建筑部品部件生产成本和生产效率的优化。基于BIM技术，搭建标准化部品部件库平台，梳理符合建筑模数化尺寸要求的部品部件，纳入到数据平台管理，形成可调取、可通用的部品部件信息模型库、数据库，指导实现生产环节的部品部件标准化，推动生产成本在规模中得到优化，装配式建筑品质和效益在集成中得到实现。

——BIM技术可以解决施工阶段“两大难题”。一是施工组织设计更精准。通过将BIM模型嵌入施工模拟软件中，模拟施工过程中的各种情况，包括施工进度、人员安排和材料使用等，更真切地规划施工组织过程；同时，通过模拟BIM模型中不同系统之间的关系，进行各个系统之间的碰撞检测。同时，在管线综合过程中，通过智能算法，做到有压管让无压管、小线管让大线管、施工简单避让施工难度大等深化要求。二是施工现场管理更可控。运用数字孪生指导项目施工，利用BIM技术与智慧工地、物联网设备、传感器等相结合，进行危险源标识预警，“一人一码、一件一码、一车一码”，实时监测施工现场安全状况及项目进度，保障施工本质安全，提升整体施工效率。

——BIM技术可以达成运维阶段“三大愿景”。一是数字化交接。BIM模型可以把竣工信息以数字化方式交接到运维阶段，对建筑资产进行自动化管理。通过对资产数据信息的掌握，协助运营和维护人员，科学制定维护、维修计划等周期性工作计划，提高管理效率，降低管理成本。二是可视化嵌入。利用BIM可视化技术对建筑空间进行管理，建立数字孪生空间，管理建筑的不同功能和不同用户的空间，使空间使用效率得到最大优化，提高建筑资产的使用价值。三是智能化预警。将BIM成果提交给智慧物业、智慧消防、城市生命线、房屋安全管理等数智平台，通过对建筑燃气安全、消防安全、结构安全辅之以智能感知与传输设备，进行可视化管理和预测、预报、预警，提升物业管理水平，保障建筑运维安全。

建筑行业需要用创新的数字科技保障达成“提质增效、本质安全”的目标。而BIM技术具备了可视化、可模拟、大数据分析等特点，不仅为建造者提供了服务，也为决策者、管理者提供了更加直观、便捷和专业的视角，可以帮助我们更好地理解和管理项目。通过基于BIM技术的产业链协同模式，智能建造产业链的数据交换格式、数据交换媒介、数据交换平台等问题都能有效解决。BIM技术将真正成为信息在产业链上下游流转的润滑剂，推动实现全生命周期的“一模一样、有模有样”，打造市场规范、良性发展、高效协同、安全可靠的优势产业链。

近年来，长沙在发展智能建造上进行了大量探索和实践，在BIM技术应用上形成了一批做法和成果。

——政府推动。省级层面，省政府办公厅发布了《关于推进新型建筑工业化发展的若干意见》，该意见作为全省行业引领性文件，明确“推进建筑信息模型（BIM）报建和智能辅助审查试点，实现全周期数字化管理。支持探索推进建筑工程‘BIM一模到底’数字化应用和国内自主可控BIM软件应用，逐步实现装配式建筑的BIM全覆盖”。聚焦实现“像造汽车一样造房子”的目标，加快构建建筑信息化协同发展新格局。市级层面，2021年，长沙六部门联合印发了《推广建筑信息模型（BIM）应用工作实施意见》，明确“鼓励并推动BIM正向设计应用，重点在政府投资重大基础设施、大型公共建筑以及BIM技术应用效果突出、采用EPC模式的项目中推广”。2023年初，长沙市政府办公厅印发《关于推动智能建造与新型工业化协同绿色低碳高质量发展行动方案》，进一步明确“建立基于BIM正向设计的协同工作模式，开展国产化BIM应用的项目试点”。支持鼓励以BIM应用试点建设“穿针引线”，带动建筑产业数字赋能、提质增效。

——政策驱动。长沙研究出台了一系列政策，旨在层层递进、闭环推动建设工程领域积极开展BIM应用。一是在模式上创新。印发《关于组织实施一体化（EMPC）建造方式推动新型建筑工业化的通知》，明确“大力推广‘BIM+M+EPC’新型建造方式和建设管理模式，依规定将建筑工程主要部品部件生产企业或基地作为平等的市场主体纳入EPC项目投标联合体”。与此同时，长沙成功申报了“一种基于EMPC模式的智能建造方法及系统”国家专利证书，并率先推出国内首个配套的工程总承包计价体系，为工程建设的提质增效和本质安全构筑坚实底座，逐步实现“看得见的在工厂，看不见的在云上”的美好愿景。二是推广上发力。印发《关于加快推进房屋建筑工程和市政基础设施工程BIM技术应用的通知》，明确“政府投资5000万元以上，总建筑面积2万平及以上的房屋建筑工程，轨道交通、综合管廊、给排水等市政设施工程，按要求积极开展BIM示范应用”。该文件进一步明确了BIM技术应用试点范围，探索了“一模多用”模式，将BIM数字要求逐步延伸至项目建造全过程，为全面推进建造数字化转型提供有力支撑。三是在审批上改革。制定《长沙市全生命周期数字化管理改革试点工作方案》，以长沙作为国家工程项目全生命周期数字化审批管理改革试点为契机，明确“探索基于BIM的建筑全生命周期审批监管模式和制度机制。逐步推广“BIM+EMPC”的新型建造方式和建设管理模式，实现从设计到生产、再到施工的一体化管理”。拟通过基于BIM技术的全过程审批倒逼建筑产业数字化转型发展。四是在安全上应用。印发《长沙市建筑施工领域安全生产“十条措施”》，明确“各建设行政主管部门对技术复杂的市政和房建工程，尤其是地下隐蔽工程，要建立和推广使用BIM正向设计制度。重大工程项目要积极推行BIM+EMPC的工程总承包建造方式和建设管理模式”。强化BIM在施工组织设计、危大工程中的应用，通过BIM技术数字孪生和信息技术，提前预警、预判、处置安全风险，助推行业实现高质量发展和高水平安全良性互动。

——场景带动。用数字技术推动产业转型发展，应用是前提，场景是关键。目前，长沙正在构建多元化、多层次BIM技术应用场景，围绕建设各阶段与信息技术深度融合，突出“业务，数据、技术”核心生产要素融合，逐步打造以“BIM+装配式、+智能生产、+智慧物流、+智能施工、+智慧物业、+智慧城市（运营）”为主线的智能建造1.0到5.0级标准化应用场景。长沙针对智能建造五大应用场景已编制评价导则。

长沙一大批示范项目已率先应用智能建造技术并产生积极效应，如黄花机场（BIM+装配式）、岳麓山实验室（BIM+装配式+智慧运维）、浏阳金阳新城人才公寓（BIM+智能施工及园林）、三一云谷（BIM+装配式+智能生产物流+智能施工）、东方红科创中心（BIM+装配式+智慧运维）、暮坪湘江特大桥（BIM+装配式+智能施工+智慧运维）等，这些试点示范项目的成功实施，为长沙智能建造快速发展树立了新的标杆。

三一云谷“BIM+装配式+智能生产物流+智能施工”示范项目。

——研发促动。当前，长沙正在建设全球研发中心城市，住建领域依托智能建造行业领军企业，以市场为主体为导向，加快构建智能建造“五大研发中心”。其中以洋湖设计创意中心为基地，依托湖南省建筑设计院、华阳国际，打造自主可控的BIM技术研发中心；以马栏山BIM创意智谷为基地，依托中星智建“智慧工地”管理技术，打造数智工地研发中心；以三一科学城为基地，依托三一筑工筑享云操作系统，打造装配式柔性智能生产研发中心，为智能建造提供系统解决方案；以远大住工、诚友绿建为基地，依托其在装配式建筑的自主研发能力、智能制造能力，打造乡村建设新型建筑工业化产品研发中心；以湖南省建筑设计院为基地，依托智能建造产品开发优势，强力攻关打造基于BIM数字孪生的智慧排水、智慧建筑、智慧监测以及建筑能碳运维中心。

基于BIM技术应用的智能建造是一种新动能、一种新形态、一种新方向。通过BIM技术“穿针引线”实现“所见即所建，所建皆所愿”是未来建筑行业发展的新方向。我们将坚持创新发展、数字赋能，充分发挥BIM技术在住建领域的技术优势和基础支撑作用，建设更多绿色低碳、智慧安全的“好房子”，在建筑业现代化高质量发展道路上书写新的宏伟篇章。

（作者：长沙市住建局党组书记、局长 张跃先）