关于BIM建筑软件的若干思考

宗 亮， 邓丽琼

(江西应用技术职业学院土木工程系，江西赣州341000)

关于BIM建筑软件的若干思考

宗 亮， 邓丽琼

(江西应用技术职业学院土木工程系，江西赣州341000)

随着近十年计算机技术的突飞猛进，BIM软件技术产生并有了长足的发展，BIM技术已经在国内外一些大型的项目上得到了应用，由BIM引起建筑领域的巨大变革正初现端倪。然而BIM设计软件中的模型信息互转与数据变更机制、专业构件的关联性与阶段信息的流动性、建筑软件提供的设计方式、多专业协同等等方面都存在着众多不足。文章针对以上的不足，从信息来源、应用与维护、模型建立以及其与现代技术关系的几个方面入手，提出了几点浅显的看法。

BIM； 建筑软件； 信息

1 BIM软件概述

BIM (建筑信息模型)，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。

建筑信息模型的五大特点决定BIM软件不是简单地将数字信息进行集成，而是将数字信息集成、管理与应用，可以狭隘的说BIM软件是一个信息管理的系统工程。在建筑工程整个生命周期中，建筑信息模型可以实现集成管理，使数字信息具有关联性又具有自由流动性。建筑数据信息会建立各种关联，通过各种关联使建筑模型在不同行业内具有不同的展示形式，在建筑生命周期内的不同阶段也有不同的核心数据。BIM软件需要管理的模型是一个既包括建筑物的信息模型，同时又包括建筑工程项目管理行为的模型。

2 BIM软件信息

2.1 BIM软件信息特点——流动性、多面性、关联性

信息是BIM软件不可或缺的部分，信息来源于方案与设计阶段的模型信息，施工与监控阶段构件信息，运维与养护阶段的物业信息……

BIM信息的来源是“分布式”的，围绕不同专业核心建立起不同专业的建筑信息。分布式信息一个主要的难点是信息整合，每个阶段的每个单位(专业)信息保持时效，同时还要保证与不同阶段的其他专业信息关联。不同专业之间的信息需要有一个互通标准和传递机制才能建立关联并保证有效信息更改与更新，这个互通机制与变更过程就叫做多专业协同。

不同项目阶段需要得到的建筑信息可以不同，这样就要求BIM软件信息具有流动性，不同专业出发点想要得到展示的建筑信息也不相同，使得BIM信息具有多面性。使用BIM软件的每一个相关单位(专业)都希望BIM能管理本单位(专业)的建筑信息，同时还希望能在需要的时候与其他单位(专业)的信息进行互通，这样就要求BIM信息具有关联性。流动性、多面性、关联性是BIM信息三个最基本的特点。

针对以上BIM信息的特点，BIM软件在设计底层时做成一个大容器，以一个数据文件存在。各种各样的专业信息要能写入其中，专业信息需要遵守容器统一的写入写出规则，也叫信息的序列化。容器里边的专业信息想要有一定的关联性，决定信息有一个串联的主线，这个主线必须存在于整个建筑全生命周期内，这个主线就是专业内最小建模粒度—专业建筑构件。不同专业的最小建模粒度不同，譬如说同样是门，结构与建筑装修的表现形式是不同的，也就是最小建模粒度不同。结构只是要表现有个墙洞，建筑装修或许会精确到门上把手，而后期物业会更加详细地在建筑装修的基础上补充把手的型号、生产以及维修信息。这样一个容器内的信息靠这条主线就串联起来了。

每个专业在专业内划分属于自己的最小建模粒度的专业构件，在专业内进行软件设计时可以作为一个父类，这个父类的每个实例都要保证唯一性，其他的建筑专业信息会以这个父类为基础继承出带有本专业信息的子类。上边的例子中结构不需要建立把手这样的专业构件，而建筑装修需要建立把手这样的专业构件，物业或许需要继承建筑装修的把手专业构件，继续丰富把手信息。

2.2 BIM软件的核心数据与冗余信息

美国Gehry Technology的BIM专业人员谈到关于BIM的项目经验:每一个项目都完全在电脑中模拟，从造型设计分析到建材造价施工组织等等，通常需要数十万小时的员工工作时间，最终一个项目的文件信息量总在数万GB之上。如果BIM软件会产生这样的BIM，那与传统建筑软件相比不会具有多大优势，而且产生许多新的问题，把简单问题复杂化。BIM要保证这样的理念，保证核心数据与信息完备，冗余数据根据核心数据值变化而改变，同时冗余数据内容随项目阶段或专业的变化而改变。要做到不仅让BIM软件信息量尽可能的多，而同时又要保证存储文件尽可能的小，同时要保证可视化这个特点能够充分显现，模型操作流畅自如，这样的软件才是具有“活”路的软件，这样的BIM才是“活”的出路。还要求操作运行自如流畅。

再次强调BIM软件不能是模型信息简单的堆砌与集成，它是建筑信息模型的整合、优化和再利用!BIM应该是一个开放式的协作建筑信息模型平台，允许在这个BIM平台上有各式各样的众多的工具软件，或者通过标准化接口，各种工具软件能够得到写入写出本专业需要的信息，在设计软件时就应该考虑到这一点。

3 BIM软件几个容易忽略的衍生功能

3.1 模型信息查看

BIM信息的几个特点使得建筑模型具有动态性的特点，模型的输出或打印在现阶段只能是某一时刻的瞬态。模型的多维性与信息的复杂性，使得模型信息查看也成为需要考虑的问题，首先可以考虑模型信息局部导出，其次具备局部信息查看功能。软件是不只是能写入信息，方便的查看信息也很重要。

3.2 模型自检查

模型检查可以是信息录入合理性检查，发生在建筑模型建立阶段；也可以是模型是否符合规范的检查，发生在建筑模型的审图阶段。设计人员的构件合理不合理，是违反制图标准还是违反建筑规范。不同阶段的模型检查不同，施工阶段或者甲方需要检查的内容是模型有没有按照自己既定要求建立。

3.3 标准化的模型接口

这个功能很重要，因为BIM本就是个动态信息管理软件，管理的信息具有时效性，所以永远也不可能写出一个包括所有信息的大而全BIM软件，在发展的过程中总是会借助于其他既有工具软件来进行方便的工作，那么标准化模型接口就变成BIM平台一个重要导入导出信息手段。在数字化革命前沿，标准化总是专家学者们考虑最多的问题，这也说明了它的重要性。

以上几个功能，模型信息查看、模型自检查不论是通过平台本身展示，还是通过标准化接口输出查看，这些都是实现模型信息方便查看的手段，就像3D电视一样，有裸眼的，也有需要配备3D眼镜的，功能一定要有，只不过查看的方式不一样罢了。

4 BIM与现代建筑工艺与科技技术

2011年，住房和城乡建设部印发《2011～2015年建筑业信息化发展纲要》。针对专项信息技术应用，《纲要》要求加快推广BIM、协同设计、移动通讯、无线射频、虚拟现实、4D项目管理等技术在勘察设计、施工和工程项目管理中的应用，改进传统的生产与管理模式，提升企业的生产效率和管理水平。由此可见，BIM技术与现代的建筑工艺与科技技术在建筑领域是联系在一起的，而且是相辅相成，相互促进的。

4.1 装配式建筑

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。装配式生成要求建筑构件有统一的标准或者规格，这样是不是会对建筑造型有所限制呢?答案是否定的。相反，装配式建筑生产方式会促进BIM在信息标准化方面的进步。像汽车领域，零配件的标准化与规格化，不会使汽车设计成为固定模型，相反会延伸出很多的造型。统一装配使建筑有了更好的结构力学支撑，更强的抗震性能，使得建筑师在造型上会更加的大胆。

装配式建筑强调完善建筑行业与企业信息化标准体系和相关的信息化标准，注重推动信息资源整合，提高信息综合利用水平。BIM在信息化标准方面会因为装配式建筑受益。后期的建筑设计直接与装配式建筑构件工厂数据共用，建筑设计(包括结构、水暖电专业)后的建筑模型会通过BIM软件直接发送到装配式建筑构件工厂工人手中，生产工人在生产完毕时，已经通过射频技术，把构件的材料信息与生产信息录入信息模型中，当然两种信息如果已建立起了关联也可以单独保存。

4.2 射频技术(RFID )、物联网与3D技术

物联网(IOT, Internet Of Things)指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其中关键技术是RFID电子标签技术。通过装置在各类物体上的电子标签(RFID) ,传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予智能。

BIM中的工程材料动态管理完全符合物联网的监控管理方式。通过物联网与射频技术能够快速获得建筑构件的信息，包括模型信息、材料信息，以及生产信息等等，建立起计算机模型与实际构件的关联关系，减少因丰富信息而需要的人工消耗。同时更好的便于使用中建筑的物业维护。

未来3D技术(3D显示与3D打印技术)的发展，也会对BIM的三维设计带来巨大的发展。

5 小结与展望

本文介绍了BIM软件设计的几点想法，主要是由BIM中的信息引发而来的，在未来物联网与射频技术更会为BIM带来一个新的发展时期，BIM的信息更加需要一个传输与互通标准。而建筑装配式生成方式的到来会推动BIM信息传输与互通接口标准化的发展，构件的标准化不会限制建筑的造型，相反会极大的缩短建筑工期，并极大促进建筑设计的三维造型。

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[3] 姜立，张志远，张雷，等.BIM技术在PKPM建筑工程软件系统中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2012(2)：78-87.

[4] 张雷，姜立，叶敏青，等.基于BIM技术的绿色建筑预评系统研究[J].土木建筑工程信息技术，2011(1)：31-35.

宗亮(1980～)，男，硕士，讲师，研究方向:建筑工程；邓丽琼(1983～)，女，硕士，讲师，研究方向:工程管理。

TU17

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[定稿日期]2015-07-03