1.1 建筑信息模型（BIM）概述

建筑环境行业正在就建筑信息模型（BIM）定义、原因及实现方式等进行激烈争论。BIM重申了该行业信息密集性的重要性，并强调了技术、人员和流程之间的联系。专家们正在预测该行业即将发生的革命性变革，各国政府正在实施各种全国性方案，并且希望从中收获重大利益，个人及各类组织正在迅速为其发展进行调整，虽然有些方面已实现一定程度的积极发展，但其他方面的发展趋势尚不明朗，仍需假以时日。

1.1.1 什么是BIM

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。

BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，为设计团队及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

虽然没有公认的BIM定义，但大部分相关资料都对“BIM是什么”的问题给出了相似的答案。没有公认定义可能是BIM始终在不断变化：新领域和新的前沿因素不断地慢慢扩充“BIM”的定义。尽管如此，业界仍然给出了一些典型的定义，在这些定义中固有的，以及在关于BIM的最近争论中涉及的一些潜在力量需要明确强调说明。

● “建筑”“设施”“资产”及“项目”等词汇的使用表明在建筑信息模型中的词汇“建筑”导致的概念模糊。为了避免在动词“建筑”与名词“建筑”之间的概念混淆，许多组织都使用“设施”“项目”或“资产”等词汇代替“建筑”。

● 更多地关注词汇“模型”或“建模”而不是“信息”，这样做比较合理。有关BIM的大多数讨论文件都强调建模所捕获的信息比模型或建筑工作本身更重要（此指引文件认为，所捕获的信息依赖于开发模型的质量）。有些专家形象地把BIM定义为“在建筑资产的整个生命周期的信息管理”。

● “模型”通常可以与“建模”互换使用。BIM清晰地表现了模型和建模过程，但最终目标远不只于此：通过一个有效的建模过程，实现有效、高效地利用该模型（和模型中存储的信息）才是最终目的。模型是否重要？建模过程是否重要或模型的应用是否最重要？

● 是否仅与建筑物相关？BIM也应用于建筑环境的所有要素（新建的和已有的）。在基础设施范围中，BIM应用越来越流行，BIM在工业建筑中的应用早于在建筑物中的使用。

● BIM是否与信息通信技术（ICT）或软件技术相关？此技术是否已经成熟到能够使我们仅注重与过程和人相关的问题？或者此技术是否仍然与这些问题交织在一起？

● 强调BIM的共享非常重要。当整个价值链包含BIM，并且当技术、工作流程和实践都已经能够支持协作与共享BIM时，BIM可能成为“必须拥有”。

显然，BIM的整体定义涉及3个相互交织的方面。

● 模型本身（项目物理及功能特性的可计算表现形式）。

● 开发模型的流程（用于开发模型的硬件和软件、电子数据交换和互用性、协作工作流程及项目团队成员就BIM和共有数据环境的作用和责任的定义）。

● 模型的应用（商业模式、协同实践、标准和语义，以及在项目生命周期中产生真正的成果）。

不能只因为对建筑环境行业各方面有不同程度的影响就仅在技术层面对BIM进行处理。受影响的有以下主要方面。

（1） 人、项目、企业及整个行业的连续性，如图1-1所示。

（2） 项目的整个生命周期，以及主要利益方的世界观，如图1-2所示。

（3） BIM与建筑环境基础“操作系统”的联系，如图1-3所示。

（4） 项目的交付方式，影响所有项目过程。

1.1.2 BIM概念的起源及在我国的普及情况

1975年，“BIM之父”——乔治亚理工大学的Charles Eastman教授创建了BIM理念至今，BIM技术的研究经历了3大阶段：萌芽阶段、产生阶段和发展阶段。BIM理念的启蒙，受到了1973年全球石油危机的影响，美国全行业需要考虑提高行业效益的问题，1975年，Eastman教授在其研究的课题“Building Description System”中提出“a computer-based description of-abuilding”，以便于实现建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率。

随着全球建筑工程设计行业信息化技术的发展，BIM技术在国外发达国家逐步普及发展。发展中国家在实施BIM的舞台上姗姗来迟。这似乎不合常理，因为发展中国家的建筑工程量日趋增长，并且利用BIM可能取得巨大效益，图1-4所示为BIM在全球的应用情况。

在我国，建筑信息模型被列为国家“十一五”规划的重点科研课题。

近几年，BIM技术得到了国内建筑领域及业界各阶层的广泛关注和支持，整个行业对掌握BIM技术的人才的需求也越来越大。如何在高校教育体系中与行业需求相结合，培养并为社会提供掌握BIM技术并能学以致用的专业人才，成为当前建筑教育所面临的课题之一。

BIM不仅是强大的设计平台，更重要的是，BIM的创新应用——体系化设计与协同工作方式的结合，将对传统设计管理流程和设计院技术人员结构产生变革性的影响。高人力成本的、高专业水平的技术人员将从繁重的制图工作中解脱出来而专注于专业技术本身，而较低人力成本的、高软件操作水平的制图员、建模师、初级设计助理将担当起大量的制图建模工作，这也为社会提供了一个庞大的就业机会（制图员/模型师群体和高等院校的毕业生就业）。

1.1.3 BIM的特点

真正的BIM符合以下5个特点。

一、可视化

可视化即“所见即所得”的形式。对于建筑行业来说，可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的，如经常拿到的施工图纸，只是各个构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达，但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的对象来说，这种想象也未尝不可，但是近几年建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的对象就未免有点不太现实了。所以，BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。建筑业也有设计方面出效果图的事情，但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性。BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM中，整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来实现效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造，以及运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

二、协调性

这个方面是建筑业中的重点内容，不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相互配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各施工问题发生的原因及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等。那么这个问题的协调真的就只能出现问题后再进行协调吗？在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题，例如，暖通等专业中的管道在进行布置时，由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的，真正施工过程中，可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置，这种就是施工中常遇到的碰撞问题，像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗？BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。当然，BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决如电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等问题。

三、模拟性

模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如，节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工；同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

四、优化性

事实上，整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，当然，优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受3种因素的制约：信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。基于BIM的优化可以做下面的工作。

（1） 项目方案优化：把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来，这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而是知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。

（2） 特殊项目的设计优化：如裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。

五、可出图性

BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，以及一些构件加工的图纸，而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，帮助业主出如下图纸。

（1） 综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）。

（2） 综合结构留洞图（预埋套管图）。

（3） 碰撞检查侦错报告和建议改进方案。