1.2 BIM常用技术工具
BIM应用离不开软硬件的支持，在项目的不同阶段或是不同目标单位，需要选择不同软件并予以必要的硬件和设施设备配置。BIM工具有软件、硬件和系统平台三种类别。硬件工具如计算机、三维扫描仪、3D打印机、机器人全站仪、手持设备、网络设施等。系统平台是指由BIM软硬件支持的模型集成、技术应用和信息管理的平台体系。这里主要介绍软件工具。
BIM软件的数量十分庞大，BIM系统并不是靠一个软件实现，或靠某一类软件实现，而是需要各种不同类型的软件，而且每类软件也可选择不同的产品。这里通过对目前在全球具有一定市场影响或占有率，并且在国内市场具有一定知名度的BIM软件进行梳理和分类，希望读者对BIM软件有个总体了解。
BIM软件分核心建模软件和用模软件。接下来分别对属于这些类型软件的主要产品情况做一个简单介绍。
1. BIM核心建模软件
这类软件英文通常叫“BIM Authoring Software”，是BIM的基础，换句话说，正是因为有了这些软件才有了BIM，也是从事BIM的同行第一类要碰到的BIM软件。因此称它们为“BIM核心建模软件”，简称“BIM建模软件”。BIM核心建模软件分类如图1-1所示。
从图1-1中可以了解到，BIM核心建模软件主要有以下四个类别：
（1）Autodesk公司的综合性最强。包含Revit的建筑、结构和机电系列，在民用建筑市场借助AutoCAD的已有优势，有相当不错的市场表现。Revit平台的核心是Revit参数化变更引擎，它可以自动协调在任何位置（例如在模型视图或图纸、明细表、剖面图、平面图中）所做的更改，针对特定专业的建筑设计和文档系统，支持所有阶段的设计和施工图纸，多视口建模等，如图1-2所示。
图1-1 BIM核心建模软件分类
（2）Bentley侧重专业领域市场耕耘。其也具备建筑、结构和设备系列，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）领域有相当的优势，已开发出MicroStation TriForma这一专业的3D建筑模型制作软件（由所建模型可以自动生成平面图、剖面图、立面图、透视图及各式的量化报告，如数量计算、规格与成本估计），如图1-3所示。
图1-2 Revit建模工作界面
图1-3 Bentley建模工作界面
（3）ArchiCAD最早普及了BIM的概念。自从2007年Nemetschek收购Graphisoft以后，ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks三个产品就被归到同一个系列里面了，其中国内同行最熟悉的是ArchiCAD，如图1-4所示属于一个面向全球市场的产品，应该可以说是最早的一个具有市场影响力的BIM核心建模软件。Nemetschek的另外两个产品，AllPLAN主要市场在德语区，VectorWorks则是其在美国市场使用的产品名称。
图1-4 ArchiCAD建模工作界面
（4）Dassault公司的CATIA是全球最高端的机械设计制造软件。如图1-5所示，在航空、航天、汽车等领域具有相当的市场地位，应用到工程建设行业，对复杂形体、超大规模的建筑，其建模能力、表现能力和信息管理能力有明显的优势，但与工程建设行业的项目特点和人员特点的对接仍需磨合。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），其本体还是CATIA，就跟天正的本体是AutoCAD一样。
图1-5 CATIA建模工作界面
BIM的核心建模软件除了这四大系列外，目前还有四个在建模方面表现优秀的工具，它们是Trimble公司的草图大师sketchup、Robert McNeel的犀牛Rhino、FormZ和Tekla公司的Tekla Structure。其中sketchup和Rhino的市场占有份额较大。sketchup简单易用，建模极快，最适合前期的建筑方案推敲，但建立的是形体模型，难以适用于后期的深化设计和施工图；Rhino广泛应用于工业造型设计，简单快速，不受约束的自由造型3D和高阶曲面建模工具，让其在建筑曲面建模方面可大展身手；FormZ类似AutoDesk的3DsMax，也是国外3D绘图的常用设计工具；来自芬兰Tekla公司的Tekla Structures(Xsteel)用于不同材料的大型结构设计，在国外占有很大市场份额，目前在国内发展迅速，但操作相对复杂，对异形结构支持相对较弱。
2. BIM可持续（绿色）分析软件
可持续或者绿色分析软件，可以使用BIM模型的信息对项目进行日照、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Ecotect、Green BuildingStudio、IES以及国内的PKPM等。
3. BIM机电分析软件
水暖电等设备和电气分析软件。国内产品有鸿业、博超等，国外产品有Designmaster、IES Virtual Environment、Trane Trace等。
4. BIM结构分析软件
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，基本上两者之间可以实现双向信息交换，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到BIM核心建模软件中去，自动更新BIM模型。
ETABS、STAAD、Robot等国外软件以及PKPM等国内软件都可以与BIM核心建模软件配合使用。
5. BIM可视化软件
有了BIM模型以后，对可视化软件的使用有如下好处：
1）可视化建模的工作量减少了。
2）模型的精度与设计（实物）的吻合度提高了。
3）可以在项目的不同阶段以及各种变化情况下快速产生可视化效果。
常用的可视化软件和渲染工具包括3Ds Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等。
6. BIM深化设计软件
Xsteel是目前最有影响的基于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。
7. BIM模型综合碰撞检查软件
有两个根本原因直接促使了模型综合碰撞检查软件的出现：
1）不同专业人员使用各自的BIM核心建模软件建立自己专业相关的BIM模型，这些模型需要在一个环境里面集成起来才能完成整个项目的设计、分析、模拟，而不同的BIM核心建模软件无法实现这一点。
2）对于大型项目来说，硬件条件的限制使得BIM核心建模软件无法在一个文件里面操作整个项目模型，但是又必须把这些分开创建的局部模型整合在一起研究整个项目的设计、施工及其运营状态。
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 Navis works、Bentley Projectwise Navigator和Solibri Model Checker等。
8. BIM造价管理软件
造价管理软件利用BIM模型提供的信息进行工程量统计和造价分析，由于BIM模型结构化数据的支持，基于BIM技术的造价管理软件可以根据工程施工计划动态提供造价管理需要的数据，这就是所谓BIM技术的5D应用。
9. BIM运营管理软件
根据美国国家BIM标准委员会的资料，一个建筑物全生命周期75%的成本发生在运营阶段（使用阶段），而建设阶段（设计、施工）的成本只占项目全生命周期成本的25%。
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，在这方面美国运营管理软件ArchiBUS是最有市场影响的软件之一。
10. 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。
11.国内BIM相关软件概述
面对中国巨大的建筑市场需求，国内BIM相关软件也应运而生。
建筑设计发布的主要国产软件有天正建筑、斯维尔、理正建筑等。斯维尔近年来每年举办BIM建模大赛，而且出版了配套丛书，在业界有一定知名度。
建筑结构设计主流软件有：PKPM结构（自主平台）、盈建科（自主平台）、广厦结构（AutoCAD平台），以及探索者结构（AutoCAD平台，用于结构分析的后处理，出结构施工图）。其中PKPM软件能直接从DWG文件中提取建筑模，在方案设计、扩初设计和施工图设计等不同设计阶段方便地进行节能设计，最大程度地减轻建筑师的工作量；能帮助设计师完成所有相关的热工计算，提供大量不同保温体系的墙体、屋面和楼板类型，可方便地查询各种保温体系的适用范围和特点，进行节能和非节能设计、分析不同保温系统的工程造价比较。
建筑给水排水设计主流软件有理正给水排水、天正给水排水、浩辰给水排水等；建筑暖通设计主流软件有鸿业暖通、天正暖通、浩辰暖通等。
建筑电气设计主流软件有：博超电气、天正电气、浩辰电气等。
建筑节能设计主流软件：PKPM节能、斯维尔节能、天正节能等，均按照各地气象数据和标准规范分别验证，可直接生成符合审查要求的分析报告书及审查表，属规范验算类软件。
工程造价主流软件（主要分造价和算量）有：广联达（自主平台）、鲁班（AutoCAD平台）、斯维尔（AutoCAD平台）和神机妙算（自主平台）、品茗等。
施工安全计算主流软件有：品茗、PKPM等，均完全遵循中国标准规范，用于施工现场安全验算和施工专项方案编制。
其中，斯维尔公司主要提供工程设计、工程造价、工程管理、电子政务等建设行业信息化解决方案，在业内率先通过了ISO 9001国际质量系统认证和CMMI3国际软件成熟度模式认证。其主要产品有三维算量THS-3DA、安装算量THS-3DM、清单计价BQ2013、节能设计BECS2010、建筑设计Arch2012。