随着人民群众对住房需求的不断提升，住房城乡建设工作重心逐渐从解决“有没有”转向解决“好不好”。2023年，全国住房城乡建设工作会议要求为人民群众建设“好房子”，从人民角度出发大力提高我国住房品质。2024年“推动高质量发展”系列主题新闻发布会中，倪虹部长提出“好房子、好小区、好社区、好城区”四好建设，从单体建筑到城市建设层面推进住房城乡建设领域改革，为人民群众创造高品质生活空间。
作为新一代促进信息技术与建筑工业化技术协同发展的新成果，住房和城乡建设部高度重视并支持BIM技术的研究与推广。2011年住房和城乡建设部在《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》明确指出要推进BIM技术从设计向施工阶段的应用纵向拓展，这标志着国家层面对BIM技术的正式推广与应用推进。2015年在《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中指出，要推进BIM技术在在建筑全周期中的深度应用，深入设计、施工、运维等阶段使用。并在2017年进一步指出要加快推进BIM技术在规划、勘察与维护中的集成应用。2017年至今，随着政策的持续推动，BIM技术在我国的应用范围逐渐扩大，从大型公共建筑扩展到住宅、市政基础设施、城市监控运维等领域。BIM技术已使方案设计的错误率平均降低30%，设计周期缩短20%。
在当前BIM市场规模中，我国BIM应用市场规模占比达到78.3%，BIM系统及维护市场规模占比21.7%，这显示了BIM技术的实际应用在建设项目中的广泛性与重要性。与此同时，中国的BIM技术市场也在快速发展，市场规模也由2016年的40.5亿元增长至2020年的119.1亿元，复合增长率为31.0%，从单体建筑到城市建设层面，BIM技术都将为住建领域数字化转型提供有力支持。
1.BIM技术从单体建筑到城市尺度的应用实践分析
1.1政策规范层面
2017年起，我国与BIM相关的技术标准逐渐应用于建设领域。目前全国大部分省、市、自治区已经出台区域BIM技术相关政策。据不完全统计，截止至2024年11月，我国国家层面发布相关政策76项，包括住房和城乡建设领域32项，环境检测、保护与治理19项等。地方政府中上海发布BIM相关政策29项、北京发布23项、重庆和天津发布数量均为20项、宁夏发布9项、贵州与西藏均发布4项。
观察BIM政策的分布情况可以发现，政策的制定已经不再局限于某些经济较发达的地区，而是开始向中西部地区扩展。这表明BIM技术的应用正在我国各个地区得到推广和普及，BIM技术的应用正在全国范围内逐步推开，华东以及华南等经济发达地区对BIM的政策关注相对较多，西部的新疆维吾尔自治区、西藏自治区以及各省市对于BIM的相关政策推行力度较弱。
从政策内容来看，当前我国对BIM技术的相关政策关注点聚焦于BIM技术在工程项目中的应用范围以及应用程度、应用内容的制定方面。北京、上海、重庆等省市从交付标准、应用标准等方面的政策制定与规范上取得了较快进展，有效支撑了整体市场的活跃度。另外实行相关的BIM技术以及推广计划，鼓励或者要求相关企业在新项目的施工中应用BIM技术。部分试点城市如深圳和天津提供一定经济补贴政策，对于积极使用BIM技术的实际项目以及研发提供一定资金补助，最高单次补助高达200万元。
1.2应用实践层面
在单体建筑层面，BIM技术能够快速创建高精度三维模型，进行空间布局、结构设计与功能规划。同时进行结构分析、能源消耗分析等智能分析，自动优化设计方案，减少设计错误和变更，降低施工成本。施工阶段通过BIM技术模型可以更精准的了解施工要求，提前熟悉并解决施工中可能存在的难点与问题，减少冲突与返工，提高施工效率与质量。
在社区街区层面，BIM技术注重整体规划方案优化、性能分析预测、公众参与沟通。包括建筑群、地下管网以及公共设施的规划布局，建筑群日照分析、热环境分析等性能模拟，再将结果生成三维可视化效果图，增强公众对于规划方案的认可度。BIM技术在运维管理阶段可以对相关资产进行精细化数字化管理，收集资产包括型号、维修频率、配件型号、安装位置等相关信息，分析计算设备维护需求，提高管理效率。但当前BIM技术在小区、社区层面仍旧缺乏电梯加装、停车位布局优化、电动车充电桩等方面的技术使用实践。
在城市建设层面，BIM技术与地理信息系统（GIS）、物联网（IoT）技术的结合，能够将城市中复杂的各系统转化为数字孪生体之间的参数耦合，从而实现对城市生命线工程的数字孪生构建。运维管理阶段，通过整合基础地理信息数据、全空间建筑三维模型以及物联网感知数据，形成具备统一时空基准、实体相互关联且属性状态、协同更新的数字化平台，为城市的运行管理提供便利。
1.3软件技术层面
在单体建筑层面，BIM技术其中常用的软件有Revit、Navisworks、AutoCAD、ArchiCAD等，多用于建筑设计、结构分析、碰撞检测、渲染动画。2010年起，广联达、盈建科、云建信等中国BIM行业上市公司快速发展，注重提供建筑全生命周期的数字化解决方案。在该领域，BIM与AI技术的结合已经实现建筑初步的强排设计、估算、校对、工程量预估、报价预测等功能。据统计，如今BIM技术的使用中可排除90%的图纸错误，与此同时，数字化BIM技术的使用也减少了60%的返工，节省了10%左右的施工进度。通过与AI技术的结合使用，市场上一些软件的建筑楼梯间设计已经达到100%自动排布，节省90%的设计时间，相关技术已经在头部建筑设计企业落地使用。同时智能排布技术已经延伸至整栋建筑，以及与开发系统、工程系统连通。
在社区以及街区层面，BIM模型中的属性信息与GIS（地理信息系统）相结合，弥补BIM技术在社区级别的应用空白，为BIM模型中的对象添加地理空间信息、模型空间定位、元素空间拓扑及其属性。新建小区中BIM技术可应用至全生命周期阶段，已建成小区社区对BIM技术的应用则更加注重公共设施优化以及安全管理能力提升等运维方面。当前我国BIM技术与GIS技术的融合应用已经支持工程涉及各个专业场景包括DWG/PDF/JPG在内的多种图纸、文字、表格的高精度识别，在建筑、管网、电力等专业构建识别准确率达95%~99%及以上，达到70%的设计效率提升，降低40%的设计错误率。不同专业的图纸构建识别融合以及项目的协作平台构建辅助BIM技术在小区与社区层面应用，未来有潜力进一步关注整体性布局规划，将充电设施、电梯布置与电力管网相融合，将停车位布局与交通流线统一设置。
在城市建设层面，BIM技术通过融入GIS与IoT技术，共同形成城市信息模型（CIM）。BIM+GIS+IoT的技术结合实现进度、成本、质量、安全、材料的信息可视化功能。该应用层面中，BIM技术聚焦于规划设计阶段与运维阶段，包括城市生命线工程的打造以及智慧运维平台的建立。当前我国CIM平台建设正处于快速发展阶段，大规模项目实践增加，标准制定与相关政策出台速度加快，CIM平台应用深度加深。截止到2021年7月，全国共有45个城市启动了数字孪生系统的建设。领域内领头城市数字孪生平台目前已达到30万余使用用户，已经能够适配各类国产化自主可控基础环境，包括CPU、操作系统、数据库、中间件等，构建包含勘测、土建、机电、交通等城市多领域的协同管理以及二三维一体化设计平台，打造城市数字孪生平台。
2.当前存在的技术应用问题
2.1BIM技术自我创新及国产化程度不足
一是BIM技术与新兴技术结合不足。当前BIM技术已经能够较好地实现与人工智能（AI）、IoT、大数据等技术的融合，但结合应用场景与应用深度不足，且与AR、VR、人工智能等新兴技术融合研发数量较少。
二是BIM技术国产化研创程度低。在国内BIM技术软件市场中国外厂商占据主导地位，其中Autodesk(市占率67.92%)、Bentley(市占率14.37%)，BIM软件国产化率不到10%。虽然近几年国产BIM软件已成百花开放的态势，但大部分国产BIM软件缺失图形引擎或直接使用国外厂商相关技术引擎。同时从单体建筑到大尺度空间，使用的GIS、北京天正、北京理正、探索者等与BIM技术紧密结合的相关软件同样面临自主研创深度及国产化不足的问题。
2.2各专业之间信息转换协同不足
一是缺乏统一的标准和规范。单体建筑到城市建设涉及到多个建设层面，所使用软件彼此间的兼容性和互操作性不足，如GIS的CityGML数据模式与BIM技术常用的IFC技术还存在极大的互通技术难题。
二是数据质量不统一。单体建筑到城市建设中涉及到的数据往往由不同的机构或部门收集和管理，存在格式、标准和精度上的差异，甚至由于采集手段、设备精度或人为因素等原因存在误差或缺失。
2.3 BIM技术应用成熟度不足
一是应用阶段有限。企业在设计阶段、施工阶段、运维阶段使用BIM技术的比例分别为92%、46%、19%，尚未实现全生命周期覆盖。新建房屋及社区中BIM技术的使用相对较多，针对老旧房屋、老旧小区乃至老城区应用不足。
二是专业人才短缺。单体建筑到城市建设覆盖多个空间维度，涵盖较为复杂的专业领域系统，需要专业人员具有跨学科、跨领域、跨行业的综合性技术能力，BIM技术专业人才的供应当前无法跟上行业迅猛增长的需求。
3.BIM技术推进策略
3.1加强BIM与新技术深入融合与自主研创能力
一是加强实现BIM技术与其他技术的融合。促进BIM技术与GIS、IoT的技术深度融合，构建查询与分析宏观微观一体化、室内外一体化的地理空间信息的基础技术平台。关注BIM技术与协同设计的技术融合，及时跟进无人机、激光雷达以及深度相机等硬件设备与实景建模领域的提升应用。积极探索BIM技术与其他先进技术的结合，如人工智能、物联网、大数据、虚拟现实和增强现实技术等，拓展BIM技术在设计优化、自动检测、实时监控、直观展示等方面的技术能力。
二是提高BIM技术自主研创能力与国产化水平。鼓励国内软件企业和科研机构对BIM进行本土化改造，使其更好地适应国内的设计规范、施工标准和项目管理流程，包括数据格式的转换、软件界面的本地化以及功能模块的定制等。同时注重软件的国产化研发，从国产软件代替复刻，到轻量插件改良应用，最后颠覆重构底层语言。建立相应的自主研创以及国产化BIM技术评价体系标准，助力BIM技术从单体建筑到城市应用的创新化发展。
3.2加强BIM协同开放平台构建
一是构建各行业与软件之间协同工作标准、数据交换标准、模型精度标准，建立统一的开放平台进行复杂的数据交互，增强BIM技术与各类软件的兼容性，扩展其在从单体建筑至城市级项目中的应用深度和广度。
二是统一模型质量水平。包括数据以及模型的数据格式、命名规范、编码规则等，明确数据质量的要求与具体指标，并对数据成果及时审核验证。及时引入先进数据采集技术，如无人机测绘、激光扫描等，提高数据采集的效率和精度。
3.3加强推广BIM技术应用
一是加强政策支持与标准制定，推进BIM技术应用覆盖单体建筑到城市建设。建立和完善BIM技术的相关标准和规范，确保不同软件之间的数据交互和共享，推动BIM技术在建设项目全周期的应用。
二是加强人才培养与引进，举办BIM技术的培训课程、研讨会，提升现有从业人员的BIM技能水平，增强市场对于BIM技术的认知度和接受度，从而逐渐将BIM技术应用于单体建筑、社区街区、城市建设等广泛领域。
4. 结语
本文从政策规范、应用实践、软件技术等多个维度，全面分析了BIM技术在我国单体建筑到城市尺度的应用现状，并针对当前面临的挑战提出了相应的推进策略。从政策层面的大力推广到技术层面的不断创新，BIM技术的应用正逐步深入到建筑行业的各个环节，展现出其在提升建筑品质、优化项目管理、增强城市运维能力等方面的独特优势。然而，BIM技术的自我创新及国产化程度不足、各专业间信息转换协同的挑战、技术应用成熟度的不足等问题，仍是制约BIM技术发展的关键因素。
未来，需要进一步加强BIM技术与新技术的深入融合，提高自主研创能力，建立开放的BIM协作平台，同时规范模型标准，广泛普及BIM技术。借助政策扶持、专业人才培育和技术互动等多元化措施，可以预测BIM技术将在建筑领域实现深入融合，从而为人民群众创造更加安全、舒适、便捷的高品质生活环境，为单体建筑到城市建设的可持续发展贡献力量。