建筑信息模型（BIM）综述

邢来成

（重庆交通大学 土木工程学院，重庆400074）

BIM代表建筑信息建模，是一种软件技术，允许建筑设计专业人员设计，构建，测试和管理。BIM软件产品经常用于建筑行业，由于这些行业构成绝大多数BIM软件用户，因此这些解决方案倾向于为这些领域的用户提供专用工具。BIM软件在这些行业中很受欢迎，因为它的3D设计能力比传统的2D设计更进一步[1]。

1 BIM的组成部分

我们对BIM是什么以及它不是什么有了相当深刻的理解，因此我们可以提出一个基本的定义。让我们回顾一下BIM的组件来解开它的真正意义。

1.1 B 代表建筑。这里要记住的关键点是“建筑”并不意味着“建筑物”。BIM可以用于设计具有四个墙壁和屋顶的结构。这种先入为主的“建筑”概念源于其根源，在词源意义上，它的字面意思是“房屋”。然而，为了获得BIM的真正要点，根据动词“构建”来思考“构建”一词是有帮助的。BIM是一个涉及建筑物的行为的过程，无论是与建筑，基础设施，土木工程，景观美化还是其它大型项目有关。

1.2 I 代表信息。信息嵌入到项目的每个方面。这就是BIM“聪明”的原因。每个项目都有大量的信息，从价格到性能评级和预测的生命周期。它在地面被破坏之前很久就会告诉您项目的生活故事，它将有助于跟踪整个项目生命周期中的潜在问题。

1.3 M代表建模。在BIM中，每个项目都在虚拟环境中构建两次，以确保一切正常，并在实际环境中实现一次，从而实现项目。此步骤概述了建筑物的其他方面及其信息。它为建筑项目提供了测量或标准最终外观和效果的类比或小规模表示。它将继续在整个建筑的整个生命周期中对这种表示进行建模。在建造完成后很长时间内，该模型可以成为建筑物业主参考的工具，有助于为维护和其它决策提供信息[2]。

2 BIM的工作原理

2.1 通用数据环境。BIM远离一套单独的图纸，详细介绍了使用一个数字系统协同设计设施的过程。在这个数字系统中，参与项目的人员在一个可互相访问的在线空间中生成并共享他们的数据，称为公共数据环境（CDE）。从CDE（通常是服务器或基于云的系统），可以访问，共享和收集有关项目的数据；从图纸到非视觉，例如时间表，成本计划和性能要求。

2.2 数字BIM模型。根据CDE 中收集的数据，生成实时建筑信息模型。这种数字模型（通常是3D）包括建筑几何，空间关系，地理信息等以及建筑构件。作为一个例子，建筑构件可以是Bolon 的地板，建筑师从BIMObject 下载并通过CAD 或其他软件程序将其放入BIM过程中的项目。

由于设施中使用的所有产品都可通过数字建筑模型访问；建筑师，客户，供应商，建筑商，环境经理以及参与项目的任何其他人都可以探索模型并访问有关每个对象的信息。例如，通过点击数字模型的不同部分，例如地板，可以访问其数据；制造商，成本，耐用性，环境认证，何时需要更换以及从何处获取。项目投入的数据越多，可以在此处访问更详细的信息。

3 BIM的特点

使用BIM解决方案的目的是创建用户可以操作的3D 模型。3D模型使用户能够理解物理结构中的空间，材料和各种系统之间的关系[3]。BIM软件可用于从规划到设计再到施工的整个过程。该过程的每一步对于在现实世界中构建结构的用户都至关重要。

3.1 规划。BIM用户首先在软件平台中起草初始设计。BIM解决方案使多个用户可以同时同时处理设计。这可确保尽可能多的眼睛在批准之前看到设计。初始设计完成后，用户可以向客户展示设计以获得批准以继续前进。

3.2 3D建模。一个常见的误解是BIM软件只是一种设计工具。设计方面只是BIM流程的开始。这些工具为用户提供3D 建模功能。一旦用户创建了3D模型，就可以模拟和可视化物理建筑的各种元素。BIM可以深入了解真实元素在构建后如何影响建筑物。例如，通过使用各种物理规则，BIM解决方案展示了阳光如何在不同季节袭击建筑物，阳光如何影响建筑物的能源性能等。

3.3 施工。在推进施工的时候，BIM解决方案让用户可以对建筑过程的步骤和要素进行排序，包括完成施工所需的材料和工作人员。施工人员可以在BIM平台内查看3D模型并执行碰撞检测，以确保设计在现实世界中有效。用户可以模拟施工过程，分析和解决问题，并确保项目及时完成。

4 BIM的应用领域

对BIM的一个误解是它只适用于建筑师，这是BIM最常见的误解之一，举个例子，就好比CAD一样，很容易假设BIM仅用于您驾车穿越城市时所看到的摩天大楼，但它很可能已经设计了您驾驶的道路了。BIM软件不仅适用于建筑师。这些工具在平台内存储大量信息，使其适用于建筑行业内许多不同领域的用户。

4.1 AEC（建筑，工程，建筑）。AEC专业人员是使用建筑设计工具的最明显的群体。从建筑和设计结构的初始概念和构思到建筑物的施工后管理以跟上维护，思考建筑和设计生命周期中的所有内容。

4.2 MEP（机械，电气，管道）。环境保护部的人员在房屋内部建立内部系统，例如电气或管道。BIM软件可帮助这些用户快速准确地估算系统。它们降低了风险和浪费，因此用户可以推动更好的MEP 制造。

4.3 结构工程。这些工程师可以利用BIM工具确保他们正在进行的建筑物尽可能坚固。BIM软件使这些用户可以简化工作流程，将设计与细节连接起来，并提高设计质量。

5 BIM的优点

5.1 更有效的项目规划。通过从纸上绘图转向在线实时数据共享，该流程可确保透明度，协作，控制以及最终更好的结果，参与项目的每个人都在查看相同的数字绘图，并且会注意到一旦发生潜在变化。共享信息应该产生协调的数据，这反过来会减少项目的时间和成本，因为不需要返工和重复绘图，更安全的流程来降低构建错误的风险。

5.2 对施工的好处。包含建筑信息模型的建筑项目将比没有建筑信息模型的建筑项目更好。BIM是项目管理中的重要工具。它可以比传统方法更好地预测工作成本，因为它知道建筑材料应该花多少钱。它还可以更好地估计项目应该花多长时间。这些知识也有助于工作成本。它可用于帮助了解网站周围的各种风险。这可以帮助项目经理在踏上工地之前缓解这些问题[4]。

通过BIM，建筑师和工程师可以使用实施件的真实模型来了解它们的适用性。这将减少严重的延误。因为现在团队会在到达工地之前知道某件事是否适合并相应地进行订购。所有这些都可以节省项目资金，因为他们不必担心最后一刻的变更单和延迟。

5.3 跟踪历史项目。BIM软件为用户提供了跟踪整个项目历史记录的选项。BIM平台提供的信息成为单一的事实来源。每个设计版本都存储在BIM平台中，而不是一堆二维绘图设计。BIM软件存储设计的每个版本，因此不会丢失任何东西。

5.4 改善协作。设计新建筑有很多手，因此BIM确保同事可以轻松地相互协作。许多BIM工具提供项目管理功能，以便团队可以跟踪谁在处理什么并查看彼此的设计说明。BIM的审查和标记功

能使协作保持整洁有序。

5.5 从任何位置设计。使用BIM软件，设计可以在任何地方进行，而不仅仅是在办公室。BIM通常是基于云的软件，这意味着用户可以在正常工作时间之外远程访问设计。

6 BIM的前景

BIM将能够推进建设，减少错误并增加利润。它将彻底改变建筑，项目管理和建筑管理，这些4D模型是建筑的未来。很明显，BIM正在通过使建筑过程更加高效，安全和协作来改善行业，但我们相信BIM的内在力量可以通过减少建筑浪费来支持可持续建筑的潜力，这是BIM真正发挥作用的地方。