建筑信息模型（BIM）綜述

邢來成

（重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶400074）

BIM代表建筑信息建模，是一種軟件技術(shù)，允許建筑設(shè)計專業(yè)人員設(shè)計，構(gòu)建，測試和管理。BIM軟件產(chǎn)品經(jīng)常用于建筑行業(yè)，由于這些行業(yè)構(gòu)成絕大多數(shù)BIM軟件用戶，因此這些解決方案傾向于為這些領(lǐng)域的用戶提供專用工具。BIM軟件在這些行業(yè)中很受歡迎，因為它的3D設(shè)計能力比傳統(tǒng)的2D設(shè)計更進一步[1]。

1 BIM的組成部分

我們對BIM是什么以及它不是什么有了相當(dāng)深刻的理解，因此我們可以提出一個基本的定義。讓我們回顧一下BIM的組件來解開它的真正意義。

1.1 B 代表建筑。這里要記住的關(guān)鍵點是“建筑”并不意味著“建筑物”。BIM可以用于設(shè)計具有四個墻壁和屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)。這種先入為主的“建筑”概念源于其根源，在詞源意義上，它的字面意思是“房屋”。然而，為了獲得BIM的真正要點，根據(jù)動詞“構(gòu)建”來思考“構(gòu)建”一詞是有幫助的。BIM是一個涉及建筑物的行為的過程，無論是與建筑，基礎(chǔ)設(shè)施，土木工程，景觀美化還是其它大型項目有關(guān)。

1.2 I 代表信息。信息嵌入到項目的每個方面。這就是BIM“聰明”的原因。每個項目都有大量的信息，從價格到性能評級和預(yù)測的生命周期。它在地面被破壞之前很久就會告訴您項目的生活故事，它將有助于跟蹤整個項目生命周期中的潛在問題。

1.3 M代表建模。在BIM中，每個項目都在虛擬環(huán)境中構(gòu)建兩次，以確保一切正常，并在實際環(huán)境中實現(xiàn)一次，從而實現(xiàn)項目。此步驟概述了建筑物的其他方面及其信息。它為建筑項目提供了測量或標(biāo)準(zhǔn)最終外觀和效果的類比或小規(guī)模表示。它將繼續(xù)在整個建筑的整個生命周期中對這種表示進行建模。在建造完成后很長時間內(nèi)，該模型可以成為建筑物業(yè)主參考的工具，有助于為維護和其它決策提供信息[2]。

2 BIM的工作原理

2.1 通用數(shù)據(jù)環(huán)境。BIM遠離一套單獨的圖紙，詳細介紹了使用一個數(shù)字系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計設(shè)施的過程。在這個數(shù)字系統(tǒng)中，參與項目的人員在一個可互相訪問的在線空間中生成并共享他們的數(shù)據(jù)，稱為公共數(shù)據(jù)環(huán)境（CDE）。從CDE（通常是服務(wù)器或基于云的系統(tǒng)），可以訪問，共享和收集有關(guān)項目的數(shù)據(jù)；從圖紙到非視覺，例如時間表，成本計劃和性能要求。

2.2 數(shù)字BIM模型。根據(jù)CDE 中收集的數(shù)據(jù)，生成實時建筑信息模型。這種數(shù)字模型（通常是3D）包括建筑幾何，空間關(guān)系，地理信息等以及建筑構(gòu)件。作為一個例子，建筑構(gòu)件可以是Bolon 的地板，建筑師從BIMObject 下載并通過CAD 或其他軟件程序?qū)⑵浞湃隑IM過程中的項目。

由于設(shè)施中使用的所有產(chǎn)品都可通過數(shù)字建筑模型訪問；建筑師，客戶，供應(yīng)商，建筑商，環(huán)境經(jīng)理以及參與項目的任何其他人都可以探索模型并訪問有關(guān)每個對象的信息。例如，通過點擊數(shù)字模型的不同部分，例如地板，可以訪問其數(shù)據(jù)；制造商，成本，耐用性，環(huán)境認(rèn)證，何時需要更換以及從何處獲取。項目投入的數(shù)據(jù)越多，可以在此處訪問更詳細的信息。

3 BIM的特點

使用BIM解決方案的目的是創(chuàng)建用戶可以操作的3D 模型。3D模型使用戶能夠理解物理結(jié)構(gòu)中的空間，材料和各種系統(tǒng)之間的關(guān)系[3]。BIM軟件可用于從規(guī)劃到設(shè)計再到施工的整個過程。該過程的每一步對于在現(xiàn)實世界中構(gòu)建結(jié)構(gòu)的用戶都至關(guān)重要。

3.1 規(guī)劃。BIM用戶首先在軟件平臺中起草初始設(shè)計。BIM解決方案使多個用戶可以同時同時處理設(shè)計。這可確保盡可能多的眼睛在批準(zhǔn)之前看到設(shè)計。初始設(shè)計完成后，用戶可以向客戶展示設(shè)計以獲得批準(zhǔn)以繼續(xù)前進。

3.2 3D建模。一個常見的誤解是BIM軟件只是一種設(shè)計工具。設(shè)計方面只是BIM流程的開始。這些工具為用戶提供3D 建模功能。一旦用戶創(chuàng)建了3D模型，就可以模擬和可視化物理建筑的各種元素。BIM可以深入了解真實元素在構(gòu)建后如何影響建筑物。例如，通過使用各種物理規(guī)則，BIM解決方案展示了陽光如何在不同季節(jié)襲擊建筑物，陽光如何影響建筑物的能源性能等。

3.3 施工。在推進施工的時候，BIM解決方案讓用戶可以對建筑過程的步驟和要素進行排序，包括完成施工所需的材料和工作人員。施工人員可以在BIM平臺內(nèi)查看3D模型并執(zhí)行碰撞檢測，以確保設(shè)計在現(xiàn)實世界中有效。用戶可以模擬施工過程，分析和解決問題，并確保項目及時完成。

4 BIM的應(yīng)用領(lǐng)域

對BIM的一個誤解是它只適用于建筑師，這是BIM最常見的誤解之一，舉個例子，就好比CAD一樣，很容易假設(shè)BIM僅用于您駕車穿越城市時所看到的摩天大樓，但它很可能已經(jīng)設(shè)計了您駕駛的道路了。BIM軟件不僅適用于建筑師。這些工具在平臺內(nèi)存儲大量信息，使其適用于建筑行業(yè)內(nèi)許多不同領(lǐng)域的用戶。

4.1 AEC（建筑，工程，建筑）。AEC專業(yè)人員是使用建筑設(shè)計工具的最明顯的群體。從建筑和設(shè)計結(jié)構(gòu)的初始概念和構(gòu)思到建筑物的施工后管理以跟上維護，思考建筑和設(shè)計生命周期中的所有內(nèi)容。

4.2 MEP（機械，電氣，管道）。環(huán)境保護部的人員在房屋內(nèi)部建立內(nèi)部系統(tǒng)，例如電氣或管道。BIM軟件可幫助這些用戶快速準(zhǔn)確地估算系統(tǒng)。它們降低了風(fēng)險和浪費，因此用戶可以推動更好的MEP 制造。

4.3 結(jié)構(gòu)工程。這些工程師可以利用BIM工具確保他們正在進行的建筑物盡可能堅固。BIM軟件使這些用戶可以簡化工作流程，將設(shè)計與細節(jié)連接起來，并提高設(shè)計質(zhì)量。

5 BIM的優(yōu)點

5.1 更有效的項目規(guī)劃。通過從紙上繪圖轉(zhuǎn)向在線實時數(shù)據(jù)共享，該流程可確保透明度，協(xié)作，控制以及最終更好的結(jié)果，參與項目的每個人都在查看相同的數(shù)字繪圖，并且會注意到一旦發(fā)生潛在變化。共享信息應(yīng)該產(chǎn)生協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)，這反過來會減少項目的時間和成本，因為不需要返工和重復(fù)繪圖，更安全的流程來降低構(gòu)建錯誤的風(fēng)險。

5.2 對施工的好處。包含建筑信息模型的建筑項目將比沒有建筑信息模型的建筑項目更好。BIM是項目管理中的重要工具。它可以比傳統(tǒng)方法更好地預(yù)測工作成本，因為它知道建筑材料應(yīng)該花多少錢。它還可以更好地估計項目應(yīng)該花多長時間。這些知識也有助于工作成本。它可用于幫助了解網(wǎng)站周圍的各種風(fēng)險。這可以幫助項目經(jīng)理在踏上工地之前緩解這些問題[4]。

通過BIM，建筑師和工程師可以使用實施件的真實模型來了解它們的適用性。這將減少嚴(yán)重的延誤。因為現(xiàn)在團隊會在到達工地之前知道某件事是否適合并相應(yīng)地進行訂購。所有這些都可以節(jié)省項目資金，因為他們不必擔(dān)心最后一刻的變更單和延遲。

5.3 跟蹤歷史項目。BIM軟件為用戶提供了跟蹤整個項目歷史記錄的選項。BIM平臺提供的信息成為單一的事實來源。每個設(shè)計版本都存儲在BIM平臺中，而不是一堆二維繪圖設(shè)計。BIM軟件存儲設(shè)計的每個版本，因此不會丟失任何東西。

5.4 改善協(xié)作。設(shè)計新建筑有很多手，因此BIM確保同事可以輕松地相互協(xié)作。許多BIM工具提供項目管理功能，以便團隊可以跟蹤誰在處理什么并查看彼此的設(shè)計說明。BIM的審查和標(biāo)記功

能使協(xié)作保持整潔有序。

5.5 從任何位置設(shè)計。使用BIM軟件，設(shè)計可以在任何地方進行，而不僅僅是在辦公室。BIM通常是基于云的軟件，這意味著用戶可以在正常工作時間之外遠程訪問設(shè)計。

6 BIM的前景

BIM將能夠推進建設(shè)，減少錯誤并增加利潤。它將徹底改變建筑，項目管理和建筑管理，這些4D模型是建筑的未來。很明顯，BIM正在通過使建筑過程更加高效，安全和協(xié)作來改善行業(yè)，但我們相信BIM的內(nèi)在力量可以通過減少建筑浪費來支持可持續(xù)建筑的潛力，這是BIM真正發(fā)揮作用的地方。