建筑信息模型优势及其在国内应用现状分析

丁东山 赵继伟 张元晖

(华北水利水电大学水利学院，河南郑州 450045)

大型建筑项目具有投资规模大、建设时间久、参与单位多、功能要求高、项目的设计和管理复杂性高以及生命周期信息量大和信息化程度高等特点，传统的基于二维信息共享、信息管理和信息沟通等方式不能适合现在的要求［1］。信息化时代对大型项目的信息的快速传递、高效共享、快速存储及其快速修改和应用都提出了很高的要求。所以，以建筑信息模型BIM(Building Information Modeling)为代表的建筑信息模型技术是顺应时代发展的一个产物。BIM技术通过三维的工作平台和信息传递的方式，通过协同管理，在一个中心文件中实现多参与方共同设计、管理等操作，从而实现信息实时、快速和准确地传递到各个参与方，避免了因为信息传递的缺失造成的损失。

BIM技术作为一种创新的方式，自提出后已经在国外引起了巨大的变革，并在无数案例中发挥着优势。本文就BIM价值、技术特点、应用现状及未来发展动态展望，分析并寻找其应用障碍，对在我国建筑业推广BIM技术提出自己的一些看法和建议。

1 BIM技术的价值

建筑信息模型(BIM)核心是一个由计算机建立三维模型的数据库，是对项目的物理特征和功能特性的数字化表达，容纳从设计到建成使用和全生命周期的信息。模型数据库利用中心文件实现多专业协同设计，建立后可以持续即时提供统一的项目设计、进度和成本信息。云技术将建筑信息海量数据分布存储，分布计算模式和平台管理的优势可以在数字环境中保持数据库的实时不断更新并且提供即时访问，从建筑物开始到全生命周期提供全信息共享知识资源［2］。这样可使各个项目参与方都清楚全面的了解项目的进程。

归结来说，BIM技术的精髓在于将信息贯穿项目的整个寿命期，全信息的特点对项目的建造以及后期运营管理综合集成意义重大［3］。

2 BIM技术的特点

多维可视化:可视化是将传统在二维图纸上的离散线条式变成用三维的立体图形的形式。BIM的可视化是一种将构件之间形成关联性和反馈性的可视，项目的全生命周期过程中的沟通、讨论、决策等都在可视化中进行。协调综合性:传统施工图纸是各专业自行绘制，设计时沟通不及时到位就会产生碰撞问题。模型可在施工前对各专业的碰撞问题进行即时检测，生成碰撞报告，在施工前修改。多维模拟性:模拟性不仅模拟设计模型，还可以模拟真实世界中没有的事物。在设计阶段，BIM可以对设计、效果上需要分析的设计模拟实验。如:施工阶段的控制成本5D模拟;运营阶段可以模拟处理日常紧急情况的模拟，如消防疏散模拟等。优化可关联性:大型建筑项目复杂程度高，参与人员无法掌握所有的信息。传统的二维图纸的修改因各专业独自修改时可能出现新的问题。BIM及与其配套的优化工具可以对复杂项目进行优化。BIM中的模型修改一处，可以自动在相关联的位置发生修改，减少失误，节省时间和投资。可出图性:BIM通过对项目可视化展示、模拟、优化后，可以出设计图、综合管线图、效果图等，还可以方便的得到任意剖面和局部三维图。带动产业链:建立BIM模型后，集成现在的GIS和CAD信息，生成虚拟的数字城市。数字城市和综合能力将得到很大的提高，为城市规划的决策者提供了直观、真实的参考［4］。

3 BIM的功能

1)BIM与成本预算。借助BIM中的可计算信息数据库，计算机会将模型作为建筑来对待。如构件包含本身的属性以及与其他构件的关系。因此，在制作构件明细表时，它会作为一种由真实材料构成的建筑构件被包含在内。在进行成本预算时，传统模式是要先将CAD图纸导入成本预算软件中或手工算量。这就增加了出现人为错误的风险，也使原图纸中的错误继续扩大。

如果使用BIM模型来取代图纸，可以直接生成与设计保持一致的材料的明细表。设计出现的变更也自动反映到所有与之相关的施工文档和明细表中，利用API接口、开放式数据库连接(ODBC)和输出到Excel等方法将模型的数据直接导入预算软件或者导出为表格进行预算。2)BIM模型施工动画的创建。模型建立后，利用NAVISWORKS可以方便制作动画。NAVISWORKS能够快速将三维文件整合到一个共享的虚拟模型中，以便审阅几何图元、对象信息及关联ODBC数据库。冲突检测、重力和第三方视角进一步提高了三维体验的真实性，能够快速创建动画和视点，根据实际的施工进度制作出施工动画，可以更直观的模拟出施工过程，提早发现并解决问题，节省投资，缩短工期。

4 国内外BIM发展现状

BIM技术源自美国。美国制定BIM标准后就迅速得到推广和应用。欧洲、日本、新加坡等都在大力推广该技术。国外的大型的项目都基本上应用到了BIM技术。

建筑业发展的现代化、信息化、工业化的方向将使BIM成为中国建筑业信息化未来的主旋律。如今，BIM已被明确写入建筑业发展“十二五”规划。中国的香港和深圳BIM发展领先于其他地方。目前只有北京就民用BIM的设计标准在征求意见。但设计院和科研机构都在积极推进BIM技术。

5 国内BIM发展障碍

作为下一代的主流BIM技术，在国内推广比较缓慢。总结的主要原因有:1)目前国内的建筑行业体制缺乏相对统一的标准和较为完善的BIM应用行业标准［5］。政府的主导、协调和扶持政策还没有完全发挥应有的作用。2)国内的设计软件核心技术还处于劣势。专业技术缺乏和操作的不方便是推广BIM技术的一个障碍。国产软件创建三维的模型在功能要求等方面目前还不能满足相关执业主体对技术应用的要求。3)国内的建筑企业和单位的业务能力不同;设计院更不愿意投入BIM的培训;各大高校对BIM理论的重视程度不高、科研水平薄弱等都制约了BIM在国内的推广发展。4)BIM理论和技术在国内目前还处于摸索阶段，在现今建筑业竞争日趋增大的环境下，很多单位都不愿意尝试。

对于这些障碍，提出如下建议:首先要探索出与中国市场经济相结合的建筑业发展的商业模式，政府要在BIM发展中起到主导、政策扶持和协调等作用，尽快制定符合国内建筑业发展的BIM标准。BIM的推广在社会总成本、总效益及环境保护等各大方面是非常有利的。其次，高校要积极投入到研究符合国内BIM发展的理论和软件上，要将BIM纳入教学体系中，推动BIM在中国建筑业的发展。再次，国外的BIM发展处于领先水平，我们充分总结其经验，结合国内实际，理清BIM技术的核心关系，会取得比发达国家更快的进步。

6 BIM在国内发展的思考

目前国内在BIM领域并没有很好的发展环境。表现在:1)从业人员并没有因为做BIM收入增加，这是早期的一批人从传统业务中转来做BIM又返回去的根本原因;2)国内BIM发展的环境下，从事BIM服务短时间很难获得很好的回报;3)很少有业主方真正在BIM方面进行持久和稳定的投入。

作为一个被期待着产生巨大创新价值的新方法和技术，BIM领域在过去的几年一直吸引着业界的目光。通常一个这样的新技术会产生一批收益丰厚的业务或岗位，从而能够吸引行业中的佼佼者和敢于创新的人们不断的投身进来，但这一点并没有能如许多人所愿［7］。

7 结语

BIM技术将引领建筑信息化进入新的高度，BIM是从技术上、传统思路和方法对建筑行业的革新。尽管BIM技术在国内发展缓慢，但必定是建筑业的发展趋势。只要我们总结国外经验，结合国内实际、坚持探索、高度认识其重要性，就会取得很大的进步。我国建筑市场活跃，参与主体很大，相信在各参与方的积极努力下，BIM技术必将成为我国建筑业的科技进步新高度。

［1］陈 前，张 原.浅谈 BIM 技术及其应用［J］.Value Engineering，2012，31(23):61-64.

［2］魏鲁双，刘尚蔚.云技术在钢闸门工程软件中的应用［J］.华北水利水电学院学报，2013，34(3):16-18.

［3］魏 群，魏鲁双，孙 凯.BIM技术在平板钢闸门三维设计软件研发中的应用［J］.华北水利水电学院学报，2013，34(3):5-8.

［4］何关培，李 刚.BIM应用将给建筑业带来什么变化(续)［J］.信息化·特别关注，2011(9):47-49.

［5］何清华，钱丽丽.BIM技术在国内外应用现状及障碍研究［J］.工程管理学报，2012(2):79-80.

［6］张春霞.BIM技术在我国建筑行业的应用现状及其发展障碍研究［J］.建筑经济，2011(9):120-121.

［7］中国 BIM 论坛.http://www.bim123.com/.