解析建筑信息模型

（1）BIM 模型概念

BIM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，进而实现有效管理的新型模式。BIM概念最早提出于20 世纪70年代，伴随着信息技术在建筑业的深入运用而产生。由于其发展时间较长，且概念的提出者又从多个方面来理解与之相关的问题，因此，常以不同的名称出现，如单一建筑模型、集成建筑模型、通用建筑模或虚拟建筑模型等。

（2）BIM 模型内容

根据广州优比建筑咨询有限公司何关培先生的总结，BIM 模型可以采用图2 所示的河洛图进行理解。图的内核由BIM 技术和BIM 流程两极组成，用黑白两色表示，BIM 通过技术和流程两极的相互作用来完成工程建设行业赋予BIM的使命，实现BIM 对项目、客户和行业的价值。图的外圈由业务需求、BIM 应用、BIM 工具和标准、BIM模型和信息组成，称之为BIM四象，分别用绿、红、紫、黄四种颜色表示，外围同样颜色框内的文字是对相应内容的解释。BIM四象之间的关系可以简单描述如下：业务需求（不管是主动的需求还是被动的需求）引发BIM 应用，BIM 应用需要BIM 工具和BIM 标准，BIM 工具和标准产生BIM 模型和信息，BIM模型和信息支持相应业务需求的高效优质实现。

其中，业务需求来自于社会和业主对用更少成本、更短时间建设更高质量建筑物的要求，这种要求迫使开发商、设计、施工等建筑业参与方向技术和管理寻求解决方案，包括企业为提高自身竞争力主动产生的需求，以及在该企业的客户或政府主管部门各种合约或非合约、强制或非强制的要求下被动产生的需求两种。不同类型的业务需求最终引发了各种与之对应的以解决业务需求为目标的BIM应用。

BIM 应用既有时间跨度，又有空间跨度，大致可理解成项目阶段、项目参与方和BIM应用层次三个维度，覆盖从概念产生到设施拆除的整个生命周期，涉及建设项目的所有参与方和利益相关方，并最终产生3D可视化、建筑性能分析、设计方案审核、4D 施工方案和施工计划模拟、5D动态预算管理、现场进度和质量监控、自动化加工制造、工业化建造、团队和流程改造、打通产业链、BIM运营维护管理等具体应用需求。

BIM 工具用来实现各种不同的为满足业务需求的BIM 应用内容，由不同的软件厂商所研发，包括BIM核心建模软件、BIM 方案设计软件、与BIM接口的几何造型软件、可持续分析软件、机电分析软件、结构分析软件、可视化软件、模型检查软件、深化设计软件、模型综合碰撞检查、造价管理软件、运营管理软件、发布和审核软件等。鉴于BIM应用覆盖不同类型的建设项目和建设项目的整个生命周期、涉及项目所有参与方和利益相关方、以及需要使用不同厂家研发的数十上百种软件工具，由此，需要设置BIM标准，包括标准制定和遵守的层次（如国际标准、国家标准、行业或地区标准、企业标准和项目标准），以及标准本身内容的种类，如信息互用（交换）标准、信息分类标准、BIM基础标准、BIM 应用标准（指南）。

BIM 模型和信息是由遵守BIM 标准的BIM 工具在实施BIM应用的过程中产生的工作成果，这个成果用来解决BIM 用户的具体业务需求，典型的IBM模型包括设计模型、特定系统的分析模型、协调综合模型、施工模型、4D 模型、5D模型、加工预制模型、竣工验收模型、运维模型等。

由上可知，BIM模型的技术核心是一个由计算机生成的数据库，但也并非单一的软件技术库，而是由一个信息化产品带动了一个行业进步的创新模式。它创造了一个工作平台或载体，贯穿项目的设计、施工和运营管理等整个生命周期，实现各种信息资源的一体化项目管理与实施，可有效提高项目管理水平。

（3）BIM 模型效能

BIM 模型与传统项目管理模式相比，具有以下优势：①提高项目质量与性能。利用BIM技术使得在项目早期就可以对建筑物不同方案的性能做各种分析、模拟、比较，从而得到高性能的建筑方案；同时积累的信息不但可以支持建设阶段降低成本、缩短工期、提高质量，而且可以为建成后的运营、销售、维护、改建、扩建、交易、拆除、使用等服务。②实现工程信息设计与施工阶段的三维可视化完整传递。BIM咨询团队在设计阶段即把所有团队的图纸和信息通过三维协同等手段统一地整理、整合在一起，采用BIM可视化技术，构建业主方、设计方、施工方、监理方、顾问方等多方共同利用的可视化平台，准确传递资料和信息，提高工作效率并保障施工阶段效果。③优化控制设计方案。BIM技术通过顾问式优化设计、三维可视化管线综合、各专业系统设计纠错报告，有效地控制设计阶段可能产生的问题，尽可能在设计阶段发现问题、解决问题，形成科学的设计方案。④协助指导项目施工管理。基于BIM技术平台，构建施工阶段BIM模型，并根据施工进度和完成情况实时更新模型，分阶段、分步骤跟踪模拟，模型全程协助指导施工、反馈施工进度、材料使用、成本预估、支付申请等。⑤合理掌控项目变更行为。采用BIM模型辅助方式，在工程发生变更前即以3D方式审核确认变更的必要性和可行性以及工程量参考，并记录变更的实施，从而将变更管理掌握在可控制的范围内。⑥整合散落的工程信息。拥有一个涵盖工程整体、方便调阅相关各类资料文档的平台对于业主方掌控整体情况等方面具有重要意义。采用BIM技术，集成项目全过程资料，可实现上述目标。

据美国施工管理协会（CMAA）工艺工程师Soad Kousheshi 和A/E/C 战略公司（A/E/C Strategy,Inc.）Eric Westergren判断，“由于协调失误、信息遗漏、材料浪费、沟通效率低下，以及当前设计施工方法中存在的其它问题，建筑成本中有多达30%浪费在了现场。”通过采用BIM技术，可以更好地控制项目的设计质量、提升施工效率、更好地预测和控制成本，高效有序地完成项目工作（据Autodesk公司统计，BIM技术可改善项目产出和团队合作79%，三维可视化更便于沟通，提高企业竞争力66%，减少50%-70%的信息请求，缩短5%-10% 的施工周期，减少20%-25% 的各专业协调时间）。BIM模型给整个工程建筑行业带来巨大的影响，不但业主和施工单位将因此改变部分的工作流程，调整分工，甚至与工程相关的制造行业也将投入到建筑行业信息化的浪潮中。

（4）BIM 模型应用推广

BIM 模式是创建信息、管理信息、共享信息的数字化方式，是建设行业数字化管理的发展趋势。鉴于BIM的良好运用前景，国外正广泛推进BIM模型的应用工作。如在美国，BIM已逐渐成为一种面向对象的开发方法，为更好地让各方围绕BIM并行开展各项业务和技术工作，除不断开发更好的软件工具、建立更好的业务流程实践之外，美国还建立了数据交换标准。同时美国还建立了国家BIM标准，用于指导行业更好地运用BIM，帮助企业衡量运用BIM的成熟程度，提供了一套能力成熟度模型，包括如生命周期视图、变更管理等11 个维度等。受此影响，2007-2009年美国的BIM 用户从28% 增长到48%，超过50% 的建筑设计公司、超过60% 的设计项目应用BIM设计方法，越来越多的施工单位加入到BIM 行列，一些大型的商业设计企业，BIM 的普及率更是达到了80%以上，代表性的公司设计代表项目包括美国西雅图的 EMP 音乐厅、美国洛杉矶的Disney 音乐厅、西班牙的Guggenhein 博物馆等。

政府在推动BIM 变革中发挥着重要的引导作用，如美国俄亥俄州政府于2009 年底出台了一份旨在推动BIM应用的相关“协议”，目前该协议仍处于复核、修改阶段，但明显可以看出州政府对于BIM推广的决心：①政府管理部门应该给予BIM 以适当的鼓励政策，比如，强制政府项目、大型项目使用BIM设计建造（如协议规定了凡是政府类项目，造价在400 万美元以上或机电造价占项目40%以上的项目，必须使用BIM）；对使用BIM 的项目予以审批上的优先或提速；制定BIM设计项目的指导性的取费标准，规范市场。②政府应发挥引领和服务的职能，比如，政府将建立数字城市模型作为城市管理手段之一，带头引领城市建设信息的数字化；组织相关机构搭建行业BIM信息库，统一标准，搭建统一平台，实现有偿共享，互通有无；组织行业内交流、行业间交流，特别是设计业与建设方的BIM交流、设计方与建材制造业的交流，加快BIM的传播速度。此外，协议还描述了近期、中期及远期目标，规定了许多相关概念、程序、最终成果等方面。

在政府制定标准与优惠政策的同时，行业协会也成为推广BIM 模型应用的重要力量。如2008年4月成立的buildingSMART 韩国分会，以推动韩国建设领域的BIM 理念技术和尖端建设IT技术的研究、普及和应用为目标，汇聚了韩国主要的建筑公司、协会、政府部门和高校研究单位，来共同推动BIM理念和技术在韩国的实施应用。该协会在2009年组织了大型的BIM 技术体验培训，推及BIM相关应用软件在建筑工程的设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段的应用。

在国内，越来越多的设计和施工总承包企业意识到BIM对整个产业的影响，开始引入BIM，并将这项技术尽可能的融入到创作、生产、管理的各项流程当中，提升自身竞争能力，如中建总公司、上海建安、北京城建、浙江建工等勘察设计企业，已将BIM在作为提高质量、进度、成本等方面管理水平的一项重要工具。但是，截止2010 年底，了解BIM的建设单位仍是少数，大部分业主与施工单位仍缺乏信息化改革的动力，同时，BIM建模软件的本地化推进仍显不足，缺乏共享机制，也阻碍BIM模型在中国勘察设计领域的广泛应用。