二、软件配置

信息技术的高度发展促进了人们对软件技术的空前要求，BIM 的应用需求也催生了一大批与之相关的软件产品。然而，如前面所述，BIM 模型应用于项目建设周期各个阶段，涉及的专业众多，每个专业都有其对应的特点，要使用一个软件解决所有专业问题是难以做到的。因此，对应项目建设的各阶段，各类专业软件应运而生，经过多年的应用及发展也发挥着很大的作用。通常BIM 软件被认为是通过IFC认证的软件，即软件运行形成的模型数据文件能输出为IFC格式，具备同样功能的软件之间可直接进行信息交换。然而更多的与BIM 相关的其他软件在工程应用中发挥着不可忽略的作用，最终实现软件之间的快速有效的信息互用也是各类软件发展的方向。本小节主要从BIM 应用角度介绍各类软件的使用情况。

（一）BIM 应用软件的分类

BIM 应用相关软件主要分为三大类：第一类为创建BIM 模型的软件，包括BIM 核心建模软件、BIM 方案设计软件以及和BIM 接口的几何造型软件；第二类为利用BIM 核心软件开展其他工作的软件，即BIM 模型应用软件；另外，还有为各参与方提供共享信息的协同平台软件，如表1.4.1所示。

1.BIM 核心建模软件

BIM 核心建模软件，也是BIM 应用的基础，为项目实施阶段其他应用软件提供模型基础信息。BIM 核心建模软件主要以Autodesk、Bentley、Graphisoft/Nemetschek 和Gery Technology公司的产品为代表，如表1.4.2所示。

（1）Autodesk公司的Revit软件是区别于AutoCAD的独立软件平台，可进行各个阶段自由形状建模和参数化设计，并且能对早期设计进行分析。Revit平台的核心是Revit参数化更改引擎，它可以自动协调在任何视图界面所做的构件属性更改。软件包括Revit建筑、结构、机电系列，是我国目前普及应用最广的BIM 软件。

（2）Bentley基础设施全专业BIM 信息建模产品系列，Bentley产品在工厂设计（石油、化工、电力、医药等）和基础设施（道路、桥梁、市政、水利等）领域有无可争辩的优势。

（3）ArchiCAD是由Graphisoft公司开发的建筑设计BIM 软件，2007年Graphisoft加入德国Nemetschek集团，成为集团旗下13个子品牌之一，与AllPLAN、Vector Works等同属于Nemetschek集团。ArchiCAD是基于全三维的建筑设计BIM 软件，可完成模型创建、图纸深化、出图渲染等设计工作内容，拥有开放式的构架并且最大程度地兼容IFC通用格式标准，实现与多种软件进行协同工作。ArchiCAD属于面向全球市场的产品，也可以说是最早的具有市场影响力的BIM 建筑专业核心建模软件，更多地专注于建筑设计领域。在面对国内多专业综合设计院的协同需求时，借助IFC标准格式和OPENBIM 理念实现协同配合。AllPLAN主要市场区在德语区，Vector Works则是其在美国市场使用的产品名称。

（4）Dassault公司的CATIA是全球最高端的机械设计制造软件，在航空、航天、汽车等领域具有接近垄断的市场地位，应用到工程建设行业无论是对复杂形体还是超大规模建筑其建模能力、表现能力和信息管理能力都比传统的建筑类软件有明显优势，而与工程建设行业的项目特点和人员特点的对接问题则是其不足之处。Digital Project是Gery Technology公司在CATIA 基础上开发的一个面向工程建设行业的应用软件（二次开发软件）。

2.BIM 方案设计软件

BIM 方案设计软件用在方案设计阶段，主要作用是把业主设计任务书里的基于数字的项目要求转化为基于几何形体的建筑方案，用于业主和设计师之间的沟通和方案研究论证，其成果可以转换到BIM 核心建模软件进行设计深化。目前主要的BIM 方案软件有Onuma Planning System和Affinity等。目前国内尚无此类软件。

3.BIM 接口的几何造型软件

在初步概念建模阶段，建筑形体、体量研究或者遇到复杂建筑造型的情况，使用几何造型软件会比直接使用BIM 核心建模软件更方便、效率更高，甚至可以实现BIM 核心建模软件无法实现的功能。几何造型软件的模型也可以导入到BIM 核心建模软件进行深化设计。目前常用几何造型软件有Sketchup、Rhino和FormZ等。目前国内尚无此类软件。

4.能源（绿色）分析软件

能源（绿色）分析软件可以使用BIM 模型的信息在项目前期对建筑进行日照、风环境、热工、景观可视度、噪声等方面的分析。主要软件有国外的Echotect、IES、Green Building Studio以及国内的PKPM、斯维尔等。

5.机电分析软件

主要为水暖电等设备和电气分析软件，国外产品有Designmaster、IES Virtual Environment、Trane Trace等，国内产品有鸿业、博超等。

6.BIM 结构分析软件

BIM 核心建模软件自带的结构模块可进行大概的结构分析，对于复杂深化的结构则可采用专业结构分析软件来完成。专业结构分析软件是目前和BIM 核心建模软件集成度比较高的产品，即结构分析软件可以使用BIM 核心建模软件的信息进行结构分析，分析结果对结构的调整又可以反馈回到BIM 核心建模软件中去，自动更新BIM 模型。

结构分析软件主要有国外的ETABS、STAAD、Robot、Tekla以及国内的PKPM 等。

7.BIM 可视化软件

通过可视化软件可以对BIM 模型进行视觉效果分析，提高模型的真实程度以及展现动画效果以便进行更有效的外部沟通。常用的可视化软件包括3DS Max、Artlantis、AccuRender、Lightscape等。目前国内尚无此类软件。

8.BIM 模型检查软件

BIM 模型检查软件既可以用来检查模型本身的质量和完整性，例如空间之间是否有重叠，构件之间是否有冲突等；也可以用来检查设计是不是符合业主的要求，是否符合规范的要求等。目前具有市场影响力的BIM 模型检查软件是Solibri Model Checker，国内尚无此类软件。

9.BIM 深化设计软件

Tekla Structure（Xsteel）是目前最有影响力的基于BIM 技术的钢结构深化设计软件，该软件可以使用BIM 核心建模软件的数据，对钢结构进行面向加工、安装的详细设计，生成钢结构施工图（加工图、深化图、详图）、材料表、数控机床加工代码等。

10.BIM 模型综合碰撞检查软件

模型综合碰撞检查软件的基本功能包括集成各种三维软件（包括BIM 软件、三维工厂设计软件、三维机械设计软件等）创建的模型，进行3D协调、4D计划、可视化、动态模拟等，属于项目评估、审核软件的一种。常见的模型综合碰撞检查软件有Autodesk Navisworks、Bentley Projectwise Navigator和Solibri Model Checker等。目前国内尚无此类软件。

11.BIM 造价管理软件

基于BIM 技术的造价管理软件能利用BIM 模型提供的信息进行工程量统计和造价分析，并可以根据工程施工计划动态提供造价管理需要的数据，即所谓BIM 技术的5D应用。目前国内的造价类软件主要分为计量和计价软件，计量软件大都基于三维技术，可自动处理过程量计算规则，但在与BIM 核心建模软件和其他BIM 应用软件之间的数据接口方面仍亟待完善。

国外的BIM 造价管理软件有Innovaya和Solibri，国内主要以广联达软件、斯维尔软件以及鲁班软件为代表。

12.BIM 运营管理软件

根据美国国家BIM 标准委员会的资料，一个建筑物生命周期75％的成本发生在运营阶段，而建设阶段（设计、施工）的成本只占项目生命周期成本的25％。因此，BIM 模型为建筑物的运营管理阶段服务是BIM 应用重要的推动力和工作目标。美国排名第一的物业运营管理软件是ArchiBUS，2011年ArchiBUS公司在中国成立了一个合资公司，其产品可以和Revit BIM 模型做数据交互，系统针对企业内设施全生命周期管理，其中的空间管理为最大亮点，可在图形界面上管理企业空间，降低空间使用成本。Navisworks也因其极好的BIM 设计整合能力被越来越多地用于运营维护管理。

13.BIM 发布审核软件

最常用的BIM 成果发布审核软件包括Autodesk Design Review、Adobe PDF和Adobe 3D PDF，正如这类软件本身的名称所描述的那样，发布审核软件把BIM 的成果发布成静态的、轻型的、包含大部分智能信息的、不能编辑修改但可以标注审核意见的、更多人可以访问的格式，如DWF、PDF、3D PDF等，供项目其他参与方进行审核或者利用。这类软件目前在国内尚待开发。

14.协同平台软件

与BIM 应用相关的软件还包括对BIM 数据进行有效管理，以及实现在项目生命周期内BIM 数据共享的协同平台软件。这类软件一般是基于WEB的应用软件，能支持各参与方之间通过网络高效地共享信息，也是企业自身对项目进行管理的有效平台。此类软件通常由企业根据公司和项目特点自主开发。

（二）工程建造阶段BIM 相关软件的应用

目前国内建设项目中广泛使用的软件主要有招投标阶段的工程计量软件、计价软件；深化设计阶段的机电深化设计软件、钢结构深化设计软件、碰撞检查软件；施工阶段的场地布置软件、模板脚手架设计软件、5D施工管理软件以及BIM 平台软件。

1.招投标阶段BIM 软件应用

（1）工程计量软件。目前招投标阶段使用较广的BIM 工具软件主要是各专业的计量计价软件。工程量计算是招投标阶段的一项重要工作，对建设投资方和承包商均有着重大意义，基于BIM 技术的计量软件按照各专业工程量计算规范、定额计量规则，利用三维图形技术进行工程量自动计算，并形成工程量清单表格。软件主要分为两类：一类是基于独立图形平台开发的计量软件，一类是基于BIM 基础软件进行二次开发的计量软件。两类软件的操作习惯有较大区别，但都具有以下特征：

1）基于三维模型进行工程量计算。两类计量软件均是通过建立三维模型基础上对各类构件的工程量进行统计计算。虽然软件开发平台有差异，但最终都是以BIM 基础模型的导入结合计量软件自身的计量规则来完成工程量计算。

2）支持按工程量计算规则自动算量。BIM 设计软件往往也具备构件工程量统计功能，但在目前工程量清单招投标模式下，工程量的计算均依据相应的工程量计算规范中的规则，BIM 设计软件并不能实现按规范计算规则进行构件之间的工程量扣减以及归类等问题。反之，工程计量软件将工程量计算规范以及各地定额计算规则置于软件中，实现了工程量的自动计算，满足了工程造价所需要的各种数据的提取和调整需要。

3）支持三维模型数据交换标准。独立的计量软件包括三维模型的建立、工程量自动计算、输出工程量报表等完整应用，基于BIM 的计量软件通过导入BIM 基础模型完成工程量计算，并可将工程量数据导出到施工阶段的应用软件，进行信息共享。从而实现信息在各阶段各软件之间的顺利传递。

（2）工程计价软件。工程计价软件是工程造价类软件的主要组成部分，软件在工程量录入基础上自动生成规范的工程量清单，并结合各地区定额标准，可生成相应的招标控制价和投标报价表格，为招投标阶段以及施工过程中的造价确定和工程结算提供依据。目前国内已有成熟的工程计量和计价软件通常由软件生产商配套开发，代表软件主要有广联达、宏业斯维尔、鲁班等。

2.深化设计阶段BIM 软件应用

（1）机电深化设计软件。机电深化设计是在机电施工图基础上进行二次深化设计，包括安装节点详图、管线综合、支架吊架的设计、设备基础详图、预留孔洞图、预埋件位置和构造补充设计，以满足具体施工的需要。机电深化设计可直接在Revit系列建模软件中完成，也可在机电专业设计软件中来实现。基于BIM 技术的机电深化设计软件可在同一视图环境中对给排水、通风空调、电气、消防等多个专业进行三维模型的构建和调整，有的软件（如Revit MEP）还提供族库功能，供用户扩展系统内置构件库，满足复杂构建模型的创建。由于建筑物复杂的空间关系，特别是地下室、各种设备用房及周边管线密集，形成了机电专业之间、机电专业和建筑结构专业之间的冲突和碰撞，因此越来越多的机电深化设计软件内置支持碰撞检查功能，将管线综合的碰撞检查、整改、优化的整个流程在同一机电深化设计软件中实现。在模型应用上，机电深化设计软件首先需从建筑设计软件导入建筑模型用以辅助建模，深化设计完成后可继续将模型导出到后续的BIM 应用软件，因此该类软件也支持三维数据交换标准。

（2）钢结构深化设计软件。深化设计是施工详图不可或缺的组成部分，其影响着构件制造、安装等各阶段的进度。钢结构深化设计不但可对钢结构截面改进以降低钢材用量，同时能对各节点构件进行优化、归类、统一，以减少构件类型，形成流水加工，提高安装速度。国内的钢结构软件在设计阶段可大大提高设计计算和施工图绘制的效率，但与钢构生产厂家所需要的深化图纸还有一定差距，除大型钢构厂家施工技术人员的素质较高可直接用于车间生产外，多数中小企业还需要进行深化设计。目前国内钢结构深化设计常采用国外的详图设计软件Tekla Structure（Xsteel），通过该设计软件，可对节点进一步详细设计，提高安装效率和安装安全保障程度，例如在软件中可对不同构件设置不同等级和颜色以区分不同功能，通过不同视角查看节点任意零件部位等；而且该软件中含有强大的智能节点库，可随时调用创建各类节点；该软件同样也支持三维数据交换标准，实现模型的互用。

（3）幕墙深化设计软件。幕墙深化设计主要是对于建筑物的幕墙进行细化设计和优化，如幕墙收口部位的细化补充设计、预埋件设计、材料用量优化、局部不安全或不合理做法的优化等。幕墙专业三维设计软件主要有Revit、Rhino、Caita、Sketchup等，这类软件均能以三维模型的直观界面进行设计和展示，也可进行详细深化设计，国内仍采用Revit软件来完成幕墙模型的创建和深化，同时也实现软件之间的协同互用。

（4）碰撞检查软件。碰撞检查，也叫多专业协同、模型检测，即将各专业模型集成在同一平台中进行专业之间的碰撞检查及协调。如机电管线之间的碰撞检查、管线与结构梁的碰撞检查、机电管道穿越结构墙、板的预留预埋检查等。在传统的碰撞检查中，工程人员将多个专业平面图叠加，绘制负责部位的剖面图，判断是否发生碰撞。这种方式效率低下，并且很难进行完整全面的判断，设计中往往遗留大量的专业碰撞和冲突，造成施工过程中返工现象普遍。基于BIM 的碰撞检查软件应用，大大减少了这种返工的出现，成为BIM 技术典型的成功应用点，其主要的价值点在于：便于施工单位发现问题；便于施工人员和设计人员的沟通；可提前做好孔洞的预留；便于向施工班组交代碰撞问题及施工难点。碰撞检查可以在Revit建模环境中完成，也可以采用其他软件来完成碰撞检查，如Navisworks等软件。碰撞检查完成后软件自动生成碰撞报告以便进行修改。

在使用软件碰撞检查功能中，虽可以分析出碰撞点，但由于目前企业所使用的软件中碰撞条件设定项目不够详细，无法排除构件本应相接或与邻近构件落差等的合理碰撞，需通过三维可视图逐项对碰撞点进行判断、解读与分析，来确认是否合理碰撞，仍较为耗费工时。若使用者本身经验不足，还容易造成误判。因此，该类软件仍需进一步研发，使碰撞分析功能更为完善。

3.施工阶段BIM 软件应用

（1）施工场地布置软件。施工场地布置是施工组织设计的重要内容，在工程红线内通过合理划分施工区域，减少各项施工的干扰，使得场地布置紧凑合理，运输方便，同时满足现场防火、防盗等安全需要。基于BIM 的施工场地布置虽然也可以在Revit软件中完成，但不能直观反映施工现场的各种堆场、机械设施的布置等内容，与实际施工组织需要存在一定差距。目前通常采用专门的软件来完成场地布置工作，如广联达、斯维尔以及PKPM 的场地布置软件等。基于BIM 的三维场地布置软件能提供施工现场的场地、道路、堆料场、施工机械等内置的构件库，可快速地将各种构件布置在三维场地上，形成直观的实体模型，并且模型能实现BIM 其他应用软件之间的互用。

（2）模板脚手架设计软件。模板脚手架搭设是施工中重要的措施项目，基于BIM 的模板脚手架软件在三维图形技术基础上，进行模板脚手架的设计和验算，可提供准确的周转材料用量。

（3）BIM5D施工管理软件。BIM5D即在3D建筑信息模型基础上，融入“时间进度信息”与“成本造价信息”，形成由3D 模型+1D 进度+1D 造价的五维建筑信息模型。这样BIM 集成了工程量信息、工程进度信息、工程造价信息，不仅能统计分析工程量数据，还能将建筑构件的3D模型与施工进度的各种工作（WBS）相链接，动态地模拟施工变化过程，实施进度控制和成本造价的实时监控。BIM5D建筑信息模型是建筑业信息化技术、虚拟建造技术的核心基础模型，通过5D 建筑信息模型，能实现以“进度控制”、“投资控制”、“质量控制”、“合同管理”、“资源管理”为目标的数字化三控两管项目总控系统。

目前基于BIM 技术的5D施工管理软件主要有德国RID公司的iTWO软件、美国Vico公司的Vico软件、英国Sychro软件，国内的主要有广联达、斯维尔、鲁班等BIM5D管理软件。5D管理软件应用时，需要BIM 基础模型的导入，并支持施工流水段及工作面的划分，支持模型与施工进度计划的关联，由此对施工过程进行准确模拟；在软件中导入工程计量计价数据信息，将工程造价信息与建筑模型和施工进度进行挂接，以获得各进度节点的造价信息；同时，工程中的质量、安全信息均可以文字或图片方式与模型直接关联，完成质量安全管理。因此BIM5D管理软件必须支持多类BIM软件的互联。

（4）BIM 平台软件。BIM 平台软件是基于网络和数据库技术，将不同的BIM 工具软件连接到一起，以满足用户对协同工作的要求。从技术角度上讲，BIM 平台软件是一个将模型数据存储于统一的数据库中，并且为不同的应用软件提供访问接口，从而实现不同软件协同工作。因此也可以说BIM 平台软件是在后台进行服务的软件，与一般终端用户不一定直接交互。常见的BIM 平台软件有Autodesk BIM360、Vualt、Buzzsaw、Bentley公司的Projectwise、GraphiSoft公司的BIMserver等。国内也有大型施工企业根据企业特点致力于开发自己的BIM 平台软件。