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泰达视野|BIM技术在智慧城市的应用(上)
来源:火狐体育nba直播 | 作者:火狐体育nba直播 | 发布时间 :2024-03-03 12:53:48 | 29 次浏览: | 分享到:

  泰达图书馆秉承“ 搭建平台、服务社会、传承文明 ”的服务宗旨,集近二十年为政府和企业高端决策服务之行业智慧与经验,从2021年开始,充分运用互联网思维和现代新媒体技术,在纷繁芜杂的海量信息中抽丝剥茧,条分缕析,全方位追踪解构当下热点,推出“泰达视野”——知识服务类电子刊物。

  20多年前,在国内工程建设行业,一场名为CAD(computer aided design 计算机辅助设计)的技术革命,宣告工程设计制图行业开始告别传统的“绘图板+丁字尺”手工绘图模式(简称“图板时代”);而时至今天,又一场来势更为迅猛的技术浪潮BIM(Building Information Modeling 建筑信息模型)技术也已悄然兴起。建筑业正处在由高速度增长向高质量发展的转折时期,BIM技术以其巨大的价值导向力,正在逐渐改变建筑行业的未来。据相关统计,2021-2025年全国对于BIM技术的人才需求已达到130万人之多。以BIM技术为代表的新一代信息技术,融合工程建设的新技术、新工艺、新材料、新设备的应用,正深度重塑建筑产业新生态,推动建筑业数字化转型。2020年7月,住建部、发改委等13部门联合发布《关于推动智能建造与建设工业化协同发展的指导意见》,意见指出:“在建造全过程加大BIM技术、互联网、物联网、大数据、人工智能等新技术的集成与创新应用;积极应用BIM技术,加快构建数字设计基础平台和集成系统,实现设计、工艺、制造协同;通过融合遥感信息、城市多维地理信息、建筑及地上地下设施的BIM技术等多源信息,探索建立表达和管理城市三维空间全要素的城市信息模型(CIM)基础平台。”本期将带大家认识BIM技术,了解BIM技术在国外的发展与推进规划。

  翻译过来可以为:建筑信息模型是包含了创建与管理设施物理与功能特性的数字化表达的过程。过程中产生的一系列建筑信息模型(Building Information Models)作为共享的知识资源,在设施从早期概念阶段到设计、施工、运营及最终的拆除全生命周期过程中的决策提供支持。

  作为大众化、标准化的定义,的BIM定义中认为BIM具有三大特点:

  1)设施(建筑物)物理和功能特性的数字表达,可以包括几何、空间、量等物理信息,还包括空间的能耗信息、设备的使用说明等功能性信息;

  2)设施(建筑物)信息的共享知识资源,可以在不同专业、不同利益相关方等之间进行信息的传递与共享;

  可翻译为:BIM是创建与管理设施物理与功能特性的数字化表达的过程。BIM是关于设施共享的知识资源,为设施全生命周期的决策制定提供较为可靠的信息支持。从最早期的概念阶段到最终的拆除阶段,不难发现,对BIM的定义很大程度上受到了美国国家BIM标准的影响,并强调了BIM的数字化、信息共享、协同作业等方面的特点。美国国家BIM标准第三版引用buildingSMART对BIM的定义,将BIM(Building Information Modeling)的概念进一步扩展为Building Information Modeling、Building Information Model以及Building Information Management。这一定义补充了BIM作为信息化管理手段的作用,极大的丰富了BIM的内涵。

  美国乔治亚理工大学建筑与计算机学院的查克伊士曼博(Chuck Eastman,Ph.D.)在其研究的课题“Building Deion System”中提出了BIM的概念, 当时发表于《AIA杂志》。

  在欧洲,特别是英国,类似BIM的研究与开发工作在逐步进行。当时,美国通常称之为“建筑产品模型( Building Product Model)”,而在欧洲,尤其是芬兰它被称为“产品信息模型(Product Information Model)”。

  BIM研究由于受到计算机硬件与软件水平的限制,以及AutoCAD软件的冲击,BIM仅能作为学术研宄的对象,很难在工程实际应用中发挥作用。

  计算机软硬件水平的迅速发展以及对建筑生命周期的深入理解,推动了BIM技术的不断前进。自2002年,BIM这一方法和理念由欧特克公司提出并推广之后,BIM技术变革风潮便在全世界内席卷开来。前期的BIM一词是英文词组“Building Information Model”的缩写,之后出现了一个词语更替,即将BIM中的“Model”替换为“Modeling”,将BIM定义为“Building Information Modeling”,前者指的是静态的“模型”,后者指的是动态的“过程”,可以直译为“建筑信息建模”、“建筑信息模型方法” 或“ 建筑信息模型过程”,但约定俗成目前国内业界仍然称之为“建筑信息模型”。

  根据全球著名咨询公司Research and Market于2020年9月发布的《建筑信息模型(BIM)全球市场轨迹与分析》报告,全球建筑信息模型(BIM)市场规模在2020年约为48亿美元。该公司在COVID-19疫情的背景下进行了2020—2027的早期市场分析,预计BIM技术市场规模在2027年将达到136亿美元,复合年增长率为17.1%。

  美国、加拿大、日本、中国和欧洲将逐步推动BIM市场,中国仍将是这一地区市场群中增长最快的国家之一。亚太地区在澳大利亚、印度和韩国等国的带动下预计在2027年BIM技术市场规模达到16亿美元。根据美国联合市场研究(Allied Market Research)发布的《全球BIM技术市场》报告,BIM技术主要使用在在商业和基础设施建设领域,且到2022年将占全球市场的63%。

  随着数字化时代的到来,BIM技术给建筑业带来的新建造管理模式将受到业界慢慢的变多的关注,加速建筑行业发展的步伐。政府及组织仍然是推进BIM技术的主要动力,以下为BIM技术发展较为前沿的英国、美国、新加坡、日本的发展进程介绍。

  英国是国家层面推进BIM技术实施最早的国家,在制定BIM技术全球标准中充当关键角色。随着数字化发展的需要,英国于2017年成立英国数字建设中心(CDBB),2019年CDBB制定了英国数字计划的发展路线,从多条路线上分节点探索发展进程,以支持国家数字孪生系统的开发。2019年10月英国BIM技术联盟、英国数字建筑中心(CDBB)和英国标准协会(BSI)共同启动的英国BIM技术框架,取代了BIM-level2,集成了BIM 技术最新标准及指导、构件资源库等信息直接供项目各阶段使用,能够更好地完成建筑的全周期信息化管理。同时自2016年10月3日起,英国每个政府部门一定要具有电子检验供应链BIM技术信息的能力。

  美国处于引入创新数字基础设施技术的前沿,主导北美地区BIM技术行业的发展,其BIM技术的发展主要在于地方政府机构以及企业的推动。自2010年开始,美国威斯康星州对所有公共建设项目作出规定,要求投资超过250万美元的新建项目和投资超过500万美元的改造项目,均要采用BIM技术。美国GSA从2008年起要求所有使用或部分使用美国政府拨款的主要项目,总投资超过3500万美元,均要符合GSA制定的系列BIM技术指南。同样,2010年开始,美国LACCD也要求其校园改造项目中的所有工程都要采用 BIM技术,并且符合其制定的两个BIM技术应用标准。麦格劳希尔公司定期对BIM技术在全国的应用进行调研,其多个方面数据显示美国市场过去十几年BIM技术应用和实施一直稳步增长。这种市场自发的增长,主要源于BIM技术为建筑行业各个参与方带来的效益。

  新加坡政府一直坚定地推动新加坡BIM技术的发展,使新加坡成为BIM技术应用最广泛的国家之一。1997年开始启动建筑信息化CORENET项目(Construction and Real Estate Network),2000年至2004年期间相继开发了:建筑图纸自动审图功能的e-Plan Check、集成建筑规划IBP (Integrated Building Plan)系统、集成建筑服务IBS (Integrated Building Services)系统。在2007年新加坡建设局(BCA)发布了世界上首个BIM技术电子提交系统 (e-Submission System)。2011年,BCA成立了建设和房地产网络中心(Construction and Real Estate Network, 简称CORENET),用以审批建设项目交付的BIM模型,并与一些政府部门合作确立了示范项目。2012年BCA与buildingSMART分会合作发布新加坡建筑信息模型指南。2013年起BCA强制要求提交建筑BIM模型,2014年起提交结构与机电BIM模型,并且最终在2015年前实现所有建筑面积大于5000平方米的项目都一定要提交BIM模型的目标。通过经济政策的鼓励,组织推广培训会议等手段使系统顺利启用,逐渐在2015年通过电子提交系统及电子审批系统实现了所有建筑项目都一定要提交BIM模型的目标,电子审批系统完善了建筑业工作流程,提高了项目审批效率及建筑生产质量。目前,新加坡国家研究基金会(NRF)、新加坡总理府、新加坡土地管理局(SLA)和新加坡政府技术局(GovTech)提出虚拟新加坡项目,建设动态的三维(3D)城市模型和协作数据平台,平台包括政府提供的公共资源信息及物联网动态数据,为城市规划、智慧城市建设、公共安全管理等领域提供助力。

  日本通过制定BIM技术导则的形式进行行业推广,随着2009年成立综合项目交付小组IPD-WG以来,专职进行BIM技术理论研究及标准制定,并于2012年发布基于建筑师角度的 《JIABIM技术导则》。2014年,日本国土交通省发布了针对政府投资项目的日本现行唯一官方BIM技术标准《BIM技术导则(政府建设项目BIM模型制作及应用相关指导)》。与此同时BIM技术软件公司开始本土化开发,与大型建筑公司进行合作,制定BIM技术应用规范。目前日本在政府和大型建筑项目的设计和施工阶段应用十分广泛。

  近十年来,在建筑业加快速度进行发展背景下,各国BIM技术应用在政府引导下逐步推进,下表所示为美国、英国、新加坡、澳大利亚等国家陆续出台的BIM技术推进规划,为BIM技术应用发展指明了发展趋势和阶段目标。

  2015年实现超过5000平米的新建建筑均采用BIM技术提交所有专业的图纸给政府审查。设计机构提交建设局的设计模型一定要采用能够 兼容政府审图系统的通用格式,材料可同时供有关部门如房屋发展 局、土地管理局、建设局、交通局、能源部门登录Corenet平台并联审批。2017年10月提出集成数字交付(IDD)战略,鼓励更多的建筑环境 行业公司实现数字化。2018年新加坡国家研究基金会(NRF)等部门提出虚拟新加坡项目, 建立城市3D管理模型和平台。

  2011年5月, 内阁办公室发布了 “政府建设战略(Government Construction Strategy)”,要求到2016年,政府明确要求前公司实现3D-BIM的全面协同,并将全部的文件以信息化管理。2019年10月英国BIM联盟、英国数字建筑中心和英国标准协会共同启动了英国 BIM框架,进一步规划全产业链信息化管理标准。

  响应国家基础设施委员会(NIC)2017年的“公共产品数据报告”,英国财政部2018年7月启动的国家数字孪生计划(NDTP)。计划未来十年结合BIM技术,开发信息管理框架,利用高质量,安全的数据能改善建筑基础架构的构建和管理。

  2020年全国住房联合会和英国BIM技术联盟的成员正开发一套示例性的文件和指南,以支持住房协会实施数字资产管理。生成一套BIM技术文档供住房协会发展使用,这中间还包括建设全周期参与人员及建造方案等信息。

  2003年开始GSA下属公共建筑服务部门的首席设计师办公室(OCA)推出了全国3D-4D-BIM计划。从2007年起,GSA就要求所有大型项目(招标级别)都需要应用BIM技术,鼓励采用3D-4D-BIM技术,且给予不同程度的资金支持。

  2006年10月,USACE发布了15年的BIM技术发展路线规划,为USACE采用和实施BIM技术制定战略规划,以提升规划、设计以及实施工程质量与效率。USACE规划所有军事建筑项目都将使用BIM技术。

  2016年2月发布《澳大利亚基础设施规划》,规划未来15年基础设施发展计划,提出对于政府出资建设的大型基础设施必须强制使用BIM技术。

  为支持《澳大利亚基础设施规划》落地,澳大利亚政府委托APCC与行业合作,围绕BIM技术实施工作拟定合理的指导意见,制定BI技术实施过程中所涉及的通用标准和技术条款。

  2012年6月受澳大利亚工业、创新、科学、研究和高等教育部委托发布了一份“国家BIM行动方案”(National Building Information Modeling Initiative),2016年7月1日起所有澳大利亚政府的建筑采购要求使用基于开放标准的全三维协同BIM技术进行信息交换。

  [4]戴路,隋伟旭,徐亚军.BIM技术在施工项目管理中的应用探索[J].土木建筑工程信息技术,,:1-7.

  [5]周哲敏,刘占省,王竞超,王欢欢.BIM技术在国内外的发展及使用情况研究[A].天津大学、天津市钢结构学会.第十七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C].天津大学、天津市钢结构学会:全国现代结构工程学术研讨会学术委员会,2017:7.

  [6]上海市住房和城乡建设管理委员会.2021上海市建筑信息模型技术应用与发展报告[R].2021.

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