1.1 建筑信息模型概述

1.1.1 BIM简介

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基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。

BIM涵盖了几何学、空间关系、地理资讯、各种建筑元件的性质及数量。BIM可以用来展示整个建筑生命周期，包括兴建过程及运营过程，提取建筑内材料的信息十分方便，建筑内各个部分、各个系统都可以呈现出来。

BIM是一种数字信息的应用，并且可以用设计、建造、管理的数字化方法支持建筑工程的集成管理环境，使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。在一定范围内，BIM可以模拟实际的建筑工程建设行为。BIM还可以用四维立体视图模拟实际施工，以便在早期设计阶段就发现后期施工阶段会出现的各种问题，以提前处理，为后期活动打下坚固的基础。在后期施工时能作为施工的实际指导，提供合理的施工方案，合理配置材料使用，从而在最大范围内实现资源合理运用。

如果简单解释，可以将BIM视为数码化的建筑三维几何模型，在这个模型中，所有建筑构件所包含的信息，除了几何数据外，同时还具有建筑或工程的数据。这些数据为程式系统提供充分的计算依据，使这些程式能根据构件的数据，自动计算出查询者所需要的准确信息。此处所指的信息可能具有多种表达形式，诸如建筑平面图、立面图、剖面图、详图、三维立体视图、透视图、材料表或计算每个房间自然采光的照明效果、所需要的空调通风量、冬夏季需要的空调电力消耗等。

1.1.2 BIM的特点

真正的BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性和信息完备性八大特点。

1.可视化

可视化即“所见所得”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，例如，通常见到的施工图纸，只是各个构件的信息在图纸上采用线条的绘制表达，但是真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一些简单的东西来说，这种想象也未尝不可，但是近几年建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断推出，那么这种只靠想象的东西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面前。建筑业也需要设计出效果图，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；然而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，由于整个过程都是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来展示效果图以及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

2.协调性

协调性是建筑业中的重要内容，不管是施工单位还是业主以及设计单位，无不在做着协调及配合的工作。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，找出各个施工问题发生的原因，及解决方法，然后做出变更，做相应补救措施。那么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，经常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，由于绘制施工图纸时，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妨碍管线的布置，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。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。

3.模拟性

模拟性不仅能模拟设计出的建筑物模型，还能模拟出不能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，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

4.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的基础上可以实现更好的优化。优化受三样东西的制约：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模型提供了建筑物实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑变化以后的实际存在信息。建筑物复杂度高到一定程度，参与人员受本身能力的限制，就无法掌握所有的信息了，必须基于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，而更多地可以使业主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：例如在裙楼、幕墙、屋顶、大空间等处，我们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。

5.可出图性

BIM并不是为了出大家常见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸，而是通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化，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。

由上述内容，我们可以大体了解BIM的相关内容。BIM在世界很多国家已经有比较成熟的BIM标准或者制度。BIM在建筑市场内要顺利发展，必须和国内的建筑市场特色相结合，才能够满足国内建筑市场的需求；同时BIM将会给国内建筑业带来一次巨大变革。

6.一体化性

基于BIM技术，可进行从技术到施工再到运营，贯穿工程项目全生命周期的一体化管理。BIM的技术核心是一个由计算机三维模型形成的数据库，不仅包含了建筑的设计信息，而且可以容纳从设计到建成使用，甚至到使用周期终结的全过程信息。

7.参数化性

参数化建模指的是通过参数而不是数字建立和分析模型，简单地改变模型中的参数值就能建立和分析新的模型；BIM中图元以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。

8.信息完备性

信息完备性体现为BIM技术可对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述以及完整的工程信息描述。