ArchiBIM三维协同设计及BIM技术路线

企业科技成果：艾德伽三维建筑设计软件的应用与二次开发

ArchiBIM 三维协同设计及BIM技术路线

张益勋

一、什么是BIM？

BIM是建筑信息模型（Building Information Model）的字母缩写，是当前AEC （建筑、工程、施工）业内热门专有技术名词。其实称作建筑信息管理也许更恰当

（Building Information Manage）。它强调将建筑的所有信息（几何、非几何、材料性

能等等）存储在一个数字建筑模型中，并向所有相关的用户开放，满足他们的各种

需求。BIM作为一种理念已成为AEC业内面相未来的共识，并成为CAD投资商们

现在及未来的主要开发方向。

更多信息详见/bim

⏹特征

与传统的基于二维兼三维的CAD系统有明显的不同，BIM系统通常具有以下特征：

所有信息高度集成，是基于单一数据库的三维数字模型；

以参数化方法为主来驱动图形；

系统内部具有较强自我协调能力；

丰富的几何与非几何信息；

支持IFC格式的外部信息交换；

更方便的信息管理；

因此，BIM系统是对以图纸为导向的传统CAD辅助制图及手工制图体系的一次颠覆，不是一支‘笔’换成另一只‘笔’的简单升级，而是一次革命性改进。

⏹系统组成：

一个完整的BIM系统一般由建筑、结构、MEP（给排水、暖通、电气）等子系统组成，它们或全部或部分地整合在一个大系统中。

⏹目前市面上已知的BIM系统：

目前市面上已知的BIM系统主要有匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD、Autodesk公司收购的Revit Building系统、Bentley公司的Microstation Architecture

系统、Gehry Technologies公司的DP（Digital Project）等等。

二、为什么要BIM——“三维协同设计”？

建筑设计和施工仰赖图纸为表达方式的时期已经跨越了几百年的历史，CAD的出现结束了手工制图的历史但并没有带来彻底革新的局面，三维的空间仍被辅以若干个单向投影视图来描述，或以实体模型来补充。虽然计算机的出现标志着人类从此进入了信息化时代，计算机本身作为信息工具已在各个领域加速了人们处理事务的速度，扮演了信息存储与传递的无可替代的角色，但在计算机辅助设计和制图领域尚未摆脱绘图笔的角色，作为信息工具并没有得到真正或完全体现，这种情况一直持续到BIM系统的出现。

BIM与其说是一个系统不如说是一个模式，因它对传统设计模式的改变超过了它作为一个工具的价值，这个过程通常被称为“三维协同设计”。

我们是否需要“三维协同设计”？

它与现有模式有何不同？

当然，建筑是一门空间艺术，我们总是用三维来描述它，从古至今都是如此。而且当今的建筑设计已经不再重复古代的建筑创作，变成一门综合的建筑艺术，建筑设计不再是建筑师个人的独立行为，建造房屋也不再是简单地灰砂砖石的堆砌，更多的人和更多的工种被卷入进这个行业，建筑师从一个独奏演员逐渐变为主奏兼乐队指挥，一部和谐的交响乐自然需要乐队的“协同”。

传统的设计方式并非“协同”而是“协调”。这是BIM和CAD的本质区别。

“协调”是整个设计进程中的主题，设计的过程也是协调的过程。“协调”的质量直接影响到设计进度、建造进度、设计更改、业主花费、建筑艺术效果、设计企业信誉、等等。传统的“协调”方式经常费时费工且不能最大限度地达到目的。然而，很少有人对当今的“协调”方式有过深层反思，是不是他们对目前的方式很满意呢，或认为已足够应付他们的日常需要呢？答案是否定的，但是局面仍未改变。

“协调”与“协同”有着本质区别，前者是指设计的一系列活动按线性排列，时间上有先后次序，设计的进行是阶段性和间断性的。而后者则将这一系列活动同步进行，在时间上没有先后次序或很不明显，设计活动为实时交互，其效果将产生很大差别。

⏹传统的设计模式

符合以下事实但不局限于此：

在通常的2D工作模式里，专业间的配合过程就是信息传递的过程，建筑专业作为先行专业要不断地听取其他专业及其他咨询公司的意见来先修改设计，基本过

程就是“传递-修改-再传递-再修改”的过程，建筑师提供拷贝给其他专业，却以

口头或另外的方式获得反馈信息；

其他专业要在稍晚的时间才能真正进入设计制图阶段；

专业间的协调靠“专业综合”活动及次数来保障；

“专业综合”活动通常是阶段性的，综合次数与项目的复杂程度成正比；

协调的效果以次数、责任心和经验来保障，并且花费制图以外的时间。

Xref外部参照协调模式

这是ACAD提出的一种外部文件参照模式。有经验的事务所（如贝聿铭事务所）多采用Xref（外部参照）的方式来进行建筑专业内部或和咨询公司的协调。这

种方式的原理是用Xref命令建立文件间的指涉关系，具体操作就是把完整的设

计图按设计职责和范围分解成一个个独立的片断，每个片断的动态变化反映了

设计的真实过程；最终将相关的片断通过Xref组合成一张完整的图（即一个电

子文档）。这种模式结合了网络功能和Xref的参照作用，是2DCAD类目前较有

效的协同设计模式。

但Xref也有它文件数量大而且分散的局限性（贝氏的一个项目通常由500~600

个文件组成），文件关系复杂加重了文件管理负担，因此在国内很少被设计师采

用。并且此种模式不能够离线操作，降低了操作的实用性和灵活性，还使文件

冒丢失的风险，其对网络性能的依赖也较高。

⏹传统设计模式存在的问题：

设计永远是个同步的过程，但传统模式的信息传递却总是间断的，线形排列的，导致设计与沟通的时滞，其结果是在时间和人力本来有限的情况下不知不觉地浪

费时间和人力；

专业之间的协调靠阶段性的综合活动来完成，由于承受设计周期紧迫的压力综合活动也不能够得到次数和质量的保障；

虽然有建筑师提供的电子拷贝，很多信息仍然需要设备工程师和建筑师面对面地沟通才能获得，占用了双方的时间；在复杂空间的设计中，项目的参与者不能从

二维信息中获得准确的三维信息，对空间的理解是有限的；

设备工程师永远在建筑师提供的拷贝（副本）上工作，这份拷贝在拿到不久即已“过期”，双方的基础资料始终不能同步更新（除非是Xref模式），基础资料的

差异也是导致错漏碰缺的原因之一；

Xref模式是在文件间建立相互指涉关系，项目越复杂文件指涉越多导致文件关系越复杂，需要强化管理才能可靠运行，安全性、可操作性均较差，有一定的局

限性；

图1：Xref模式

设备专业的最终图纸几乎很少有能和建筑专业的图纸保持一致的。

即使他们愿意拷贝建筑的最后一版图，也要花去额外的时间和精力。

⏹三维协同设计的不同与优势：

一个系统的效能永远大于构成该系统元素单一效能的总合，BIM系统的作用就