2012年,美國工程建設行業(yè)采用BIM的比例從2007年的28%增長至71%,其中74%的承包商已經在實施BIM了,超過了建筑師(70%)及機電工程師(67%)。
自2002年,工程建設行業(yè)開始采用BIM這一詞匯,目前BIM在全球已經得到了很大的發(fā)展。
美國是較早啟動建筑業(yè)信息化研究的國家,發(fā)展至今,BIM研究與應用都走在世界前列。目前,美國大多建筑項目已經開始應用BIM,BIM的應用點也種類繁多,而且存在各種BIM協(xié)會,也出臺了各種BIM標準。根據(jù)McGraw Hill的調研,2012年工程建設行業(yè)采用BIM的比例從2007年的28%增長至2009年的49%直至2012年的71%。其中74%的承包商已經在實施BIM了,超過了建筑師(70%)及機電工程師(67%)。BIM的價值在不斷被認可。
關于美國BIM的發(fā)展,不得不提到幾大BIM的相關機構。
GSA
美國總務署(General Service Administration,GSA)負責美國所有的聯(lián)邦設施的建造和運營。早在2003年,為了提高建筑領域的生產效率、提升建筑業(yè)信息化水平, GSA下屬的公共建筑服務(Public Building Service)部門的首席設計師辦公室(Office of the Chief Architect,OCA)推出了全國3D-4D-BIM計劃。3D-4D-BIM計劃的目標是為所有對3D-4D-BIM技術感興趣的項目團隊提供“一站式”服務,雖然每個項目功能、特點各異,OCA將幫助每個項目團隊提供獨特的戰(zhàn)略建議與技術支持,目前OCA已經協(xié)助和支持了超過100個項目。
GSA認識到3D的幾何表達只是BIM的一部分,而且不是所有的3D模型都能稱之為BIM模型。但3D模型在設計概念的溝通方面已經比2D繪圖要強很多。所以,即使項目中不能實施BIM,至少可以采用3D建模技術。4D在3D的基礎上增加了時間維度,這對于施工工序與進度十分有用。因此,GSA對于下屬的建設項目有著更務實的流程,它承認并不是委托的所有公司都是BIM專家,但至少使用比2D繪圖技術更先進的3D、4D技術,已經是很大的進步了。
GSA要求,從2007年起,所有大型項目(招標級別)都需要應用BIM,最低要求是空間規(guī)劃驗證和最終概念展示都需要提交BIM模型。所有GSA的項目都被鼓勵采用3D-4D-BIM技術,并且根據(jù)采用這些技術的項目承包商的應用程序不同,給予不同程度的資金支持。目前GSA正在探討在項目生命周期中應用BIM技術,包括:空間規(guī)劃驗證、4D模擬,激光掃描、能耗和可持續(xù)發(fā)模擬、安全驗證等等,并陸續(xù)發(fā)布各領域的系列BIM指南,并在官網(wǎng)可供下載,對于規(guī)范和BIM在實際項目中的應用起到了重要作用。
在美國,GSA在工程建設行業(yè)技術會議如AIA-TAP等都十分活躍,GSA項目也常被提名為年度AIA BIM大獎。因此,GSA對BIM的強大宣貫直接影響并提升了美國整個工程建設行業(yè)對BIM的應用。
USACE
美國陸軍工程兵團(the U.S. Army Corps of Engineers ,USACE)隸屬于美國聯(lián)邦政府和美國軍隊,為美國軍隊提供項目管理和施工管理服務,是世界最大的公共工程、設計和建筑管理機構。
2006年10月,USACE發(fā)布了為期15年的BIM發(fā)展路線規(guī)劃(Building Information Modeling: A Road Map for Implementation to Support MILCON Transformation and Civil Works Projects within the U.S. Army Corps of Engineers),為USACE采用和實施BIM技術制定戰(zhàn)略規(guī)劃,以提升規(guī)劃、設計和施工質量和效率,見圖2。規(guī)劃中,USACE承諾未來所有軍事建筑項目都將使用BIM技術。
圖2 USACE針對BIM、NBIMS及互用性的長期戰(zhàn)略目標
其實在發(fā)布發(fā)展路線規(guī)劃之前,USACE就已經采取了一系列的方式為BIM做準備了。USACE的第一個BIM項目是由西雅圖分區(qū)設計和管理的一個無家眷軍人宿舍(enlist unaccompanied personnel housing)項目,利用Bentley的BIM軟件進行碰撞檢查以及算量。隨后2004年11月,USACE路易維爾分區(qū)在北卡羅來納州的一個陸軍預備役訓練中心項目也實施了BIM。2005年3月,USACE成立了項目交付小組(Project Delivery Team,PDT),研究BIM的價值并為BIM應用策略提供建議。發(fā)展路線規(guī)劃即是PDT的成果。同時,USACE還研究合同模板,制定合適的條款來促使承包商使用BIM。此外,USACE要求標準化中心(Centers of Standardization,COS)在標準化設計中應用BIM,并提供指導。
圖3 無家眷軍人宿舍BIM模型
在發(fā)展路線規(guī)劃的附錄中,USACE還發(fā)布了BIM實施計劃,從BIM團隊建設、BIM關鍵成員的角色與培訓、標準與數(shù)據(jù)等方面為BIM的實施提供指導。2010年,USACE又發(fā)布了適用于軍事建筑項目分別基于Autodesk平臺和Bentley平臺的BIM實施計劃,并在2011年進行了更新。適用于民事建筑項目的BIM實施計劃還在研究制定當中。
bSa
BuildingSMART聯(lián)盟(buildingSMART alliance,bSa)是美國建筑科學研究院(National Institute of Building Science,NIBS)在信息資源和技術領域的一個專業(yè)委員會,成立于2007年,同時也是BuildingSMART國際(buildingSMART International,bSI)的北美分會。bSI的前身是國際數(shù)據(jù)互用聯(lián)盟(International Alliance of Interoperability,IAI),開發(fā)了和維護IFC(Industry Foundation Classes)標準以及openBIM標準。
bSa致力于BIM的推廣與研究,使項目所有參與者在項目生命周期階段卻能共享準確的項目信息。BIM通過收集和共享項目信息與數(shù)據(jù),可以有效地節(jié)約成本、減少浪費。因此,美國 bSa的目標是在2020年之前,幫助建設部門節(jié)約31%的浪費或者節(jié)約4億美元。
bSa下屬的美國國家BIM標準項目委員會(the National Building Information Model Standard Project Committee-United States,NBIMS-US)是專門負責美國國家BIM標準(National Building Information Model Standard,NBIMS)的研究與制定。2007年12月,NBIMS-US發(fā)布了NBIMS第一版的第一部分,主要包括關于信息交換和開發(fā)過程等方面的內容,明確了BIM過程和工具的各方定義、相互之間數(shù)據(jù)交換要求的明細和編碼,使不同部門可以開發(fā)充分協(xié)商一致的BIM標準,更好地實現(xiàn)協(xié)同。2012年5月,NBIMS-US發(fā)布NBIMS第二版的內容。NBIMS第二版的編寫過程采用了一個開放投稿(各專業(yè)BIM標準)、民主投票決定標準的內容(Open Consensus Process),因此,也被稱為是第一份基于共識的BIM標準。2013年6月,NBIMS第三版已經開始接受提案。
圖4 美國國家BIM標準第一版與第二版
除了NBIMS外,bSa還負責其他的工程建設行業(yè)信息技術標準的開發(fā)與維護,包括:美國國家CAD標準(United States National CAD Standard)的制定與維護,2011年5月已經發(fā)布了第5版;施工運營建筑信息交換數(shù)據(jù)標準(Construction Operations Building Information Exchange ,COBie),2009年12月已經發(fā)布國際 COBie標準,以及設施工管理交付模型視力定義格式 (Facility Management Handover Model View Definition formats)等。