邢來(lái)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(jì)專業(yè)人員設(shè)計(jì)，構(gòu)建，測(cè)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?yàn)樗?D設(shè)計(jì)能力比傳統(tǒng)的2D設(shè)計(jì)更進(jìn)一步[1]。

1 BIM的組成部分

我們對(duì)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(gè)基本的定義。讓我們回顧一下BIM的組件來(lái)解開(kāi)它的真正意義。

1.1 B 代表建筑。這里要記住的關(guān)鍵點(diǎn)是“建筑”并不意味著“建筑物”。BIM可以用于設(shè)計(jì)具有四個(gè)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(diǎn)，根據(jù)動(dòng)詞“構(gòu)建”來(lái)思考“構(gòu)建”一詞是有幫助的。BIM是一個(gè)涉及建筑物的行為的過(guò)程，無(wú)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(xiàng)目有關(guān)。

1.2 I 代表信息。信息嵌入到項(xiàng)目的每個(gè)方面。這就是BIM“聰明”的原因。每個(gè)項(xiàng)目都有大量的信息，從價(jià)格到性能評(píng)級(jí)和預(yù)測(cè)的生命周期。它在地面被破壞之前很久就會(huì)告訴您項(xiàng)目的生活故事，它將有助于跟蹤整個(gè)項(xiàng)目生命周期中的潛在問(wèn)題。

1.3 M代表建模。在BIM中，每個(gè)項(xiàng)目都在虛擬環(huán)境中構(gòu)建兩次，以確保一切正常，并在實(shí)際環(huán)境中實(shí)現(xiàn)一次，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目。此步驟概述了建筑物的其他方面及其信息。它為建筑項(xiàng)目提供了測(cè)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(gè)建筑的整個(gè)生命周期中對(duì)這種表示進(jìn)行建模。在建造完成后很長(zhǎng)時(shí)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(hù)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(yuǎn)離一套單獨(dú)的圖紙，詳細(xì)介紹了使用一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)設(shè)施的過(guò)程。在這個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，參與項(xiàng)目的人員在一個(gè)可互相訪問(wèn)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(wèn)，共享和收集有關(guān)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)；從圖紙到非視覺(jué)，例如時(shí)間表，成本計(jì)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(shí)時(shí)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(gè)例子，建筑構(gòu)件可以是Bolon 的地板，建筑師從BIMObject 下載并通過(guò)CAD 或其他軟件程序?qū)⑵浞湃隑IM過(guò)程中的項(xiàng)目。

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

3 BIM的特點(diǎn)

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(jì)再到施工的整個(gè)過(guò)程。該過(guò)程的每一步對(duì)于在現(xiàn)實(shí)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(tái)中起草初始設(shè)計(jì)。BIM解決方案使多個(gè)用戶可以同時(shí)同時(shí)處理設(shè)計(jì)。這可確保盡可能多的眼睛在批準(zhǔn)之前看到設(shè)計(jì)。初始設(shè)計(jì)完成后，用戶可以向客戶展示設(shè)計(jì)以獲得批準(zhǔn)以繼續(xù)前進(jìn)。

3.2 3D建模。一個(gè)常見(jiàn)的誤解是BIM軟件只是一種設(shè)計(jì)工具。設(shè)計(jì)方面只是BIM流程的開(kāi)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(shí)元素在構(gòu)建后如何影響建筑物。例如，通過(guò)使用各種物理規(guī)則，BIM解決方案展示了陽(yáng)光如何在不同季節(jié)襲擊建筑物，陽(yáng)光如何影響建筑物的能源性能等。

3.3 施工。在推進(jìn)施工的時(shí)候，BIM解決方案讓用戶可以對(duì)建筑過(guò)程的步驟和要素進(jìn)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(tái)內(nèi)查看3D模型并執(zhí)行碰撞檢測(cè)，以確保設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)世界中有效。用戶可以模擬施工過(guò)程，分析和解決問(wèn)題，并確保項(xiàng)目及時(shí)完成。

4 BIM的應(yīng)用領(lǐng)域

對(duì)BIM的一個(gè)誤解是它只適用于建筑師，這是BIM最常見(jiàn)的誤解之一，舉個(gè)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(shí)所看到的摩天大樓，但它很可能已經(jīng)設(shè)計(jì)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(tái)內(nèi)存儲(chǔ)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(jì)工具的最明顯的群體。從建筑和設(shè)計(jì)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(hù)，思考建筑和設(shè)計(jì)生命周期中的所有內(nèi)容。

4.2 MEP（機(jī)械，電氣，管道）。環(huán)境保護(hù)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(xiǎn)和浪費(fèi)，因此用戶可以推動(dòng)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(jìn)行的建筑物盡可能堅(jiān)固。BIM軟件使這些用戶可以簡(jiǎn)化工作流程，將設(shè)計(jì)與細(xì)節(jié)連接起來(lái)，并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

5 BIM的優(yōu)點(diǎn)

5.1 更有效的項(xiàng)目規(guī)劃。通過(guò)從紙上繪圖轉(zhuǎn)向在線實(shí)時(shí)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(xiàng)目的每個(gè)人都在查看相同的數(shù)字繪圖，并且會(huì)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(guò)來(lái)會(huì)減少項(xiàng)目的時(shí)間和成本，因?yàn)椴恍枰倒ず椭貜?fù)繪圖，更安全的流程來(lái)降低構(gòu)建錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 對(duì)施工的好處。包含建筑信息模型的建筑項(xiàng)目將比沒(méi)有建筑信息模型的建筑項(xiàng)目更好。BIM是項(xiàng)目管理中的重要工具。它可以比傳統(tǒng)方法更好地預(yù)測(cè)工作成本，因?yàn)樗澜ㄖ牧蠎?yīng)該花多少錢。它還可以更好地估計(jì)項(xiàng)目應(yīng)該花多長(zhǎng)時(shí)間。這些知識(shí)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(xiǎn)。這可以幫助項(xiàng)目經(jīng)理在踏上工地之前緩解這些問(wèn)題[4]。

通過(guò)BIM，建筑師和工程師可以使用實(shí)施件的真實(shí)模型來(lái)了解它們的適用性。這將減少嚴(yán)重的延誤。因?yàn)楝F(xiàn)在團(tuán)隊(duì)會(huì)在到達(dá)工地之前知道某件事是否適合并相應(yīng)地進(jìn)行訂購(gòu)。所有這些都可以節(jié)省項(xiàng)目資金，因?yàn)樗麄儾槐負(fù)?dān)心最后一刻的變更單和延遲。

5.3 跟蹤歷史項(xiàng)目。BIM軟件為用戶提供了跟蹤整個(gè)項(xiàng)目歷史記錄的選項(xiàng)。BIM平臺(tái)提供的信息成為單一的事實(shí)來(lái)源。每個(gè)設(shè)計(jì)版本都存儲(chǔ)在BIM平臺(tái)中，而不是一堆二維繪圖設(shè)計(jì)。BIM軟件存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的每個(gè)版本，因此不會(huì)丟失任何東西。

5.4 改善協(xié)作。設(shè)計(jì)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(xiàng)目管理功能，以便團(tuán)隊(duì)可以跟蹤誰(shuí)在處理什么并查看彼此的設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)。使用BIM軟件，設(shè)計(jì)可以在任何地方進(jìn)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(shí)間之外遠(yuǎn)程訪問(wèn)設(shè)計(jì)。

6 BIM的前景

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