2.3 国外 BIM 技术应用综述
BIM 技术最早应用是在设计行业，从 1982 年，AutoDesk 推出第一套 autocad软件开始，人们就开始逐渐甩掉手工图板，通过计算机来进行建筑设计了。到了 1987 年，首款 BIM 建筑设计软件 ArchiCad 问世，提供专业的 BIM.BIM 现在是建筑设计师们普遍使用的建模工具，已经成为建筑行业不可缺少的设计工具。
随着信息化技术的发展，目前该技术已经在国外项目设计、建筑施工和后期项目运行维护的各个领域和环节得到了广泛应用。BIM 技术的产业化推广和应用，对建筑业的发展具有显着的社会效益、经济效益和环境效益。
2.3.1 美国--BIM 技术的起源地
BIM 技术最早起源于美国 Chuck Eastman 博士 20 世纪末提出的建筑计算机模拟系统（Building Description system）[16].经过多年的发展，美国在 BIM技术研究和应用方面已处于世界领先地位，并且目前大多数建筑项目都已经在应用 BIM 技术。美国哥伦比亚大学房地产研究中心杰西？肯南（Jesse M.Keenan）教授在讲授 BIM 的课程时介绍美国建筑行业的概况：在美国，过去几年建筑业被视经济增长的领头羊，是一个非常重要的产业。2012 年，美国建筑业生产总值约 12000 亿美金，占国民生产总值的 9%,其中有 700 万人从事建筑行业，占总劳动人数的 5.5%[23].建筑行业经营状况与国家经济状况基本同步，特别是非住宅类项目投资，受经济大环境影响较为明显。如今美国建筑行业已接近饱和1美国建筑业被认为是一个落后业。对照中国和韩国建筑业生产力快速增长，欧盟、日本保持正常水平。面对这个现状，美国致力利用 BIM 技术建立建筑全生命周期信息模型、充分利用电子信息化系统进行参数分析和建筑产业化实施促进行业发展，改变这一现象。美国建筑业利润低，仅有 2%左右，但却有利可图，行业投资回报逐年增加，项目管理显得尤为重要。
（1）BIM 技术应用的广泛性
在美国政府大力推广下，建筑行业内半数企业使用 BIM 或 BIM 相关工具，过去两年使用率增长了 75%,现今 1/3 企业在 60%以上项目使用 BIM[24].在未来两年内，预计使用率将增加两倍。BIM 在美国建筑行业的应用情况来看，整合了项目全寿命周期的信息管理资源，做到项目设计 3D 可视化，工程建造细节具体可实施，引进时间参数和成本参数，实施 4D 全过程施工和 5D 项目成本管理，项目管理全过程质量、进度、安全和成本和项目后期维护目标可实施。BIM 技术运用，改变了原先项目管理模式，减少 50%的设计变更数量，降低了错误与冲突检测，节省了资源，提高行业生产力[20].
（2）BIM 软件选择的多样性。
美国政府层面、设计公司、施工企业、总承包企业在 BIM 软件的选择上都不限定某一款软件作为 BIM 专用。现存美国建筑业在使用的 BIM 建模软件都有其不足之处，以常用的 Revit 为例，其主要缺陷就是不能把大型建筑单独建模，也不能把各个专业综合到一个模型中，这也限定了该软件的使用，Revit 软件本身在建筑方面不如 ArchiCAD,结构方面不如 Tekla,机电方面不如 Bentley.
从调研情况看，美国许多企业针对主流软件 Revit 和 Tekla 要做二次开发，这些 BIM 的二次开发点主要集中在 BIM 对象的编码规则、不同版本模型变化分析、不同信息在模型中的定位追踪、数据和信息分享、变更管理的可追溯记录、各类数据信息的快速分类统计、报表与可视化对应等以下几个方面。
关于施工方面 BIM 软件的应用，基于 BIM 施工计划相关软件 Chuck 博士认可的有：基于 4D 的计划与实践、计划分配的新方法、异地构件预制、碰撞检查的创新方法、使用 BIM 进行成本估算、通过移动设备进行设计审查和发现问题、现场机器人的应用等内容[16].
根据图 2.2[20]显示，在美国 BIM 应用与效益数据的研究调研中可以看到，在美国 BIM 技术使用的频率和效益上，有的方面匹配较好，有的方面匹配差距较大。借鉴美国的研究思路，我们可以进行数据挖掘统计后研究开发适合我国国内的 API.在 BIM 的信息内容方面可以划分为几个层次，底层数据库、三维可视化模型、视图、文档、定位追踪系统等。
在美国斯坦福大学整合设施工程中心（CIFE）中，根据 32 个项目总结了使用 BIM 技术的如下效果[25-26]:①预算外变更能够消除 40%;②造价估算耗费时间缩短 80%;③控制造价估算在 3%精确度范围内；④通过发现和解决冲突，使合同价格降低 10%;⑤及早实现投资回报；⑥缩短项目 7%的工程工期。
在斯坦福大学 CIFE 中心的夏季年会上美国 SERA Architects 介绍的一份研究和实践 BIM 应用效益评估的资料，根据该公司做过的 20 个项目的数据进行的统计，应用 BIM 对设计时间、施工时间、资料请求单数量、Emial 数量和变更成本等五项指标进行了统计分析，每项指标从两个方面进行说明[27],具体内容如下：
由上图2.3可见，采用传统的设计方法每1000平方英尺设计天数为7.2天，建筑设计院通过 BIM 设计的设计天数可以缩减到 4.2 天，如果由各参建方共同参与使用 BIM 技术进行设计可以将设计天数缩减到 2.9 天。
由上图 2.4 可见，一个 50000 平方英尺的建筑通过各参建方共同参与采用BIM 技术设计，设计天数可以从原来的 359 天减少到 146 天，设计时间减少了213 天，提高了劳动效率。
由上图2.5可见，每 1000 平方英尺使用 2D 图纸进行施工的天数为 12.6天，如果是 BIM 设计施工天数可以缩减到 6.4 天，如果各参建方共同参与施工天数可以缩减到 4.2 天。
由上图 2.6 可见，一个 50000 平方英尺的建筑通过各参建方共同参与使用BIM 技术进行施工，施工时间比使用 2D 图纸减少 421 天，仅需要 208 天就可以完成，大大提高了劳动生产率。
由上图 2.7 可见，每 1000 平方英尺需要的 RFI（资料申请单）数量用 2D进行设计需要 5.8 天，用 BIM 设计需要 4.2 天，如果各参与方共同用 BIM 设计仅需 2.9 天，相比 2D 设计缩短了一半时间。
由上图 2.8 可见，一个 50000 平方英尺需要的 RFI（资料申请单）数量用2D 进行设计需要 290 天，用 BIM 设计需要 216 天，如果各参与方共同用 BIM 设计仅需 145 天，相比 2D 设计缩短了一半时间。根据市场价格，如果假定一个RFI 的成本为 750 美元，减少 RFI 可以节省 108750 美元。
由上图 2.9 可见，每 1000 平方英尺需要的 Email 数量用 2D 进行设计时有257 封，用 BIM 设计时有 218 封，如果各参与方共同用 BIM 设计时只有 126 封，大大缩减了 Email 往来的数量。
由上图 2.10 可见，一个 50000 平方英尺需要的 Email 数量用 2D 进行设计时有 12800 封，用 BIM 设计时有 10900 封，如果各参与方共同用 BIM 设计时只有 6300 封，减少 Email 往来 6500 个，有效提高了工作效率。
由上图 2.11 可见，每 1000 平方英尺的变更成本比例使用 2D 进行设计达6.9%,用 BIM 设计时达 3.6%,如果各参与方共同用 BIM 设计时达 2.6%,缩减了变更成本。
由上图 2.12 可见，一个 50000 平方英尺项目的变更成本使用 2D 进行设计需要 521 美元，用 BIM 设计时需要 270 美元，如果各参与方共同用 BIM 设计时需要 197 美元，比 2D 设计的项目可以节省 32.4 万美元。
2.3.2 英国-政府要求强制使用 BIM
英国与大多数国家相比在 BIM 使用方面，英国政府要求强制使用 BIM.在2011 年 5 月发布的“政府建设战略（Government Construction Strategy）”文件中的一个章节明确提出到 2016 年政府要求全面协同使用 3D·BIM,所有文件都要应用信息化管理，并强制要求国家的公共建筑使用 BIM 模型。在 2013 年底以前，英国 7 个大部门的政府采购项目都要求使用 BIM,并且提出关于 BIM 的法律、保险、商务等方面的条款制定要基本完成，并有大量企业、机构进行基于 BIM 实践研究。英国政府要求强制使用 BIM 的文件及相关举措得到了英国建筑业 BIM 标准委员会（AEC（UK）BIM Standard Committee）的支持。英国 BIM相关标准的制定和颁布为英国的 AEC 所属企业如何从 CAD 过渡到 BIM 提供了操作性强、切实可行的方案和程序，例如，该如何命名对象、如何命名模型、单个组件如何建模、与其他应用程序或专业的数据进行交换等。标准委员会为了在特定 BIM 产品应用中能更好的解释和扩展通用标准中一些概念，便于建筑企业的理解和掌握，标准委员会成员还针对特定产品编制了的特定 BIM 产品标准。
这些标准委员会的成员主要来自于建筑行业日常使用 BIM 工作的各专业技术人员，因此这些标准不只在理论上，更能在 BIM 技术的实际应用实施效果上发挥积极作用。
英国的设计公司在 BIM 应用实施方面较为领先，这与伦敦集聚了全球众多领先的设计企业总部，如 Foster and Partners、Zaha HaddArchitects 和 BDP等，和很多领先的设计企业欧洲总部，如 HOK、SOM 和 Gensler 有关，这些设计公司理念领先，资金雄厚[28].因此，英国政府发布强制使用 BIM 文件能够在这里得到有效执行，这也使得英国的 AEC 企业比世界其他国家和地方在 BIM 应用上发展速度更快[20].
2.3.3 北欧-重视建筑设计的 BIM 使用
建筑业信息技术软件厂商所在地主要集中在丹麦、挪威、瑞典和芬兰等北欧国家，如 BIM 应用中的常用软件 Tekla 和 Solibri,而在此之前 ArchiCAD 的发源地也是邻近的匈牙利，ArchiCAD 的应用率也很高。这些国家是全球最先采用模型设计的国家，积极推动建筑信息化技术的互用性和开放标准的进步。北欧四国政府强制但并未要求全部的建筑企业所有部分都要使用 BIM,由于当地气候条件及建筑信息技术软件先进的研发实力，BIM 技术的发展主要源自企业的自觉行为。
2.3.4 澳大利亚-运维方面较早采用 BIM 技术
悉尼歌剧院在运维中较早采用 BIM 技术，在 2007 年，澳大利亚合作研究中心之建筑业创新研究计划（Cooperative Research Centre for ConstructionInnovation）发布的《Adopting BIM for facilities management - Solutionsfor managing the Sydney Opera House,BIM 设施管理应用--悉尼歌剧院运维管理解决方案》[29],其中主要技术方案是“Bentley+Maximo”.
2.3.5 新加坡-政府多部门协同应用
新加坡建筑组织机构（简称 BCA）为了鼓励建筑行业的 BIM 先行者，新加坡计划投入 600 万美元的基金用于 BIM 培训、咨询、软件、硬件费用等[20].新加坡 BIM 路线图的一个重要组成部分是鼓励新加坡大学提供 BIM 相关课程及研讨。新加坡建筑行业的任何企业都可以申请 BIM 基金，基金分为企业层级和项目协作层级两部分，企业层级最多可申请 20000 新元；项目协作层级至少需要在 2 家以上公司开展 BIM 协作，每家公司、每个主要专业最多可申请 35000 新元。BCA 还规定申请的企业必须派员工参加 BCA 学院组织的 BIM 建模/ 管理技能等课程的培训。新加坡在创造需求方面决定政府部门必须带头在所有新建项目中明确提出 BIM 需求，并确立了示范项目。在提高 BIM 能力与产量方面，BCA通过激励措施鼓励新加坡的大学开设 BIM 课程，并针对毕业学生开设密集的 BIM培训课程，对一些行业专业人士设立 BIM 专业学位。
早在 1995 年新加坡就重视建筑信息技术的研究，新加坡国家发展部启动了一个 CORENET（Construction and Real EstateNetwork）的 IT 项目。其主要目的是通过对业务流程再造（BPR），提升生产效率、作业时间和效果，同时采用先进的信息技术实现建筑业各参建方之间高效、无缝地沟通和交流。Corenet 系统包括 e-Submission、e-plan Check 和 e-info 三个部分。在整个系统中，居于核心地位和最具特色的的是 e-plan Check 子系统。该子系统的作用是使用自动化程序对建筑设计成果进行数字化检查，查出违反建筑规范要求的内容。整个项目涉及到了五个政府部门中的八个相关机构。为了确保实施效果，在系统的研发过程中新加坡政府高度重视与相关国际组织的合作与对接，使该系统得到了国际组织的全方位支持，系统采用了国际互可操作联盟（IAI）所制定的 IFC2x2 标准作为建筑数据定义的方法和手段。整个系统采用 C/S 架构，设计人员先通过系统的 BIM 工具对设计成果进行准备，然后提交给系统进行在线自动审查[20].
新加坡政府还采取了一系列积极的政策措施[30],主要包括：
①广泛征集业界测试和试用来保证系统的运行效果；②注重通过各种形式与业界沟通，加强人才培养；③加强与国际组织的合作。这些措施保证了 CORENET 项目（特别是 e-plan check 子系统）的顺利实施，也取得了较好的效果，使得该系统在国际上更大的范围内得到广泛认可。
