BIM应用与发展概述

第1章BIM应用与发展概述

1.1B IM的基本概念

1.1.1BIM技术的定义

有记载的最早关于BIM概念的名词是“建筑描述系统”（Building Description System），由Chuck Eastman发表于1975年。1999年，Chuck Eastman 将“建筑描述系统”发展为“建住产品模型”（Building Product Model），认为建筑产品模型在概念、设计、施工到拆除的建筑全生命周期过程中，提供建筑产品丰富、整合的信息。2002年，Autodesk收购三维建模软件公司Revit Technology，首次将Building Information Modeling的首字母连起来使用，成为了今天众所周知的“BIM”，BIM技术开始在建筑行业广泛应用。值得一提的是，类似于BIM的理念同期在制造业也被提出，在上世纪90年代业已实现，推动了制造业的科技进步和生产力提高，塑造了制造业强有力的竞争力。一般认为，BIM 技术的定义包含了四个方面的内容：

1）BIM是一个建筑设施物理和功能特性的数字表达，是工程项目设施实体和功能特性的完整描述。它基于三维几何数据模型，集成了建筑设施其他相关物理信息、功能要求和性能要求等参数化信息，并通过开放式标准实现信息的互用[1]。

2）BIM是一个共享的知识资源，实现建筑全生命周期信息共享。基于这个共享的数字模型，工程的规划、设计、施工、运维各个阶段的相关人员都能从中获取他们所需的数据，这些数据是连续、即时、可靠、一致的，为该建筑从概念到拆除的全生命周期中所有工作和决策提供可靠依据[1]。

3）BIM是一种应用于设计、建造、运营的数字化管理方法和协同工作过程。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险[1]。

4）BIM也是一种信息化技术，它的应用需要信息化软件支撑。在项目的不同阶段，不同利益相关方通过BIM软件在BIM模型中提取、应用、更新相关信息，

并将修改后的信息赋予BIM模型，支持和反映各自职责的协同作业，以提高设计、建造和运行的效率和水平。

从BIM技术定义的四方面来看，BIM应具有如下特性，即基于计算机的直观性、可分析性、可共享性、可管理性。这里的“基于计算机”，是指利用计算机，与人工处理相比，例如，只要有二维图纸，工程师可以想象出三维形状，而计算机做不到。所以，“直观性”意味着只要有BIM，利用计算机即可将其直观地显示出来，不需要经过人工处理；“可分析性”是指利用计算机即可进行各种分析，例如，利用计算机就可以提取某一层或某一类构件的信息，并计算其工程量；“可共享性”是指利用计算机就可以进行信息共享，例如，在设计阶段的各专业（建筑、结构、给水排水、暖通空调、电气）之间，在各阶段的参与方（建设单位、设计单位、施工单位、运维单位等）之间共享几何形状等基础数据，避免重复建模；“可管理性”是指便于对相关信息进行管理，这里的信息可以是构件的材料信息、施工方法信息、价格信息等，因为在BIM中这些信息都与三维几何模型关联起来，从建筑组成要素对应几何模型部件，很容易找到需要的信息[3] [1]。

BIM技术应用最关键的要素是软件。只有通过软件才能充分利用BIM的特性，发挥BIM应有的作用，实现其价值。迄今为止，BIM应用软件可以分为三大类[2]。

1）以建模为主辅助设计的BIM基础类软件

BIM基础软件是指能为多个BIM应用软件提供可使用的BIM数据软件。例如，基于BIM技术的建筑设计软件可用于建立建筑设计BIM数据，且该数据可用于基于BIM技术的能耗分析软件、日照分析软件等BIM应用软件。目前这类软件的例子有，美国Autodesk公司的Revit软件，其中包含了建筑设计软件、结构设计软件及MEP设计软件；匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD软件等。

2）以提高单业务点工作效率为主的BIM工具类软件

BIM工具软件是基于BIM模型数据开展各种工作的应用软件。例如，利用建筑设计BIM设计模型，进行二次深化设计、碰撞检查以及工程量计算的BIM软件等。目前这类软件的例子有，美国Autodesk公司的Ecotect建筑采光模拟和分析软件，广联达公司的MagiCAD机电深化设计软件，还有基于BIM技术的工程量计算软件、BIM审图软件、5D管理软件等。

3）以协同和集成应用为主的BIM平台类软件

BIM平台软件实现对各类BIM数据进行有效的管理，以便支持建筑全生命期

BIM数据的共享。该类软件支持工程项目的多参与方及各专业的工作人员之间通过网络高效地共享信息。目前这类软件的例子包括美国Autodesk BIM 360软件、Bentley公司的Projectwise、Graphisoft公司的BIMServer等，国内有广联达公司的广联云等。这些软件一般支持本公司内部的软件之间的数据交互及协同工作。另外，一些开源组织也开发了开放的BIMServer平台，可基于IFC标准进行数据交换，满足不同公司软件之间的数据共享需求。

BIM技术对工程建设领域的作用和价值已在全球范围内得到业界认可，并在工程项目上得以快速发展和应用，BIM技术已成为继CAD技术之后行业内的又一个最重要的信息化应用技术。

1.1.2BIM技术的价值

对于我国建筑施工行业而言，BIM技术在施工阶段应用对于节约成本、加快进度、保证质量等方面可起到重要的作用。同时，BIM技术的不断深入应用对我国建筑施工行业的创新发展将带来巨大的价值。

1）可促进建筑施工行业技术能力的提升

BIM技术的应用可有效地提高工程的可实施性和可控制性，减少过程的返工。应用BIM技术可以支持建筑环境、经济、施工工艺等多方面的分析和模拟，实现虚拟的设计、虚拟的建造、虚拟的管理以及全生命期、全方位的预测和控制。例如，施工单位在正式施工之前利用BIM审图软件进行各专业设计的碰撞检查，提前发现设计问题，避免后续的变更。同时，在BIM模型上附加预算信息和进度信息，形成4D或5D的BIM模型，通过专业软件实现施工过程模拟，优化方案，协调资源，提高工程项目的可实施性。

BIM技术可有效提高施工建造阶段的协同工作效率。所有对建设项目不同阶段的有效设计、方案和措施都以项目参与人员对项目全面、快速、准确理解为基础。BIM技术不仅基于三维数字化参数模型，其核心是在整个建造过程中各参与方实现基于统一的模型进行信息交换和共享。它改变基于2D的设计专业之间、设计与施工之间的协作方式，改变了单纯依靠抽象的符号和文字表达的蓝图进行项目建设的管理方式。降低了项目参与人员对项目的理解难度，提升了不同专业间、不同参与方对项目的协同能力 [2]。

2）有助于施工行业管理模式的创新和提升