BIM在建筑设计中的应用探索

摘要：BIM（建筑信息模型）是建筑行业的继"甩图板"以来的第二次变革，是国内外建筑行业发展的主流趋势。本文从BIM的缘起开始，结合工作中对BIM软件的应用，从成效和存在的问题上进行分析，探讨BIM在建筑设计中的应用心得。

关键词：BIM・建筑信息模型・建筑设计・应用现状・发展前景

前言

BIM技术的应用正在引发整个建筑行业的变革。BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。

一、BIM的缘起

BIM 概念最早是由美国乔治亚理工学院（Georgia Tech College）建筑与计算机专业的的恰克・伊士曼（Chuck Eastman）博士在1975年提出的，在其80年代所出版的“Building Product Models”一书中，详细介绍了建筑物的组件信息模型、计算机建模的演化过程、信息交换标准、信息建模概念、ISO STEP与IFC等，并阐释了诸多关于建筑信息模型理念。近年来，很多国家的建筑机构和行业学会对BIM进行了定义，目前来说普遍接受的关于BIM的具体定义，是美国建筑科学院（NIBS-National Institute ofBuilding Science）的《美国国家BIM标准》（ NBIMS-NationalBuilding Information Modeling Standard）对BIM的定义-“BIM是一个设施（或建设项目）物理和功能特性的数字表达； 是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可依据的过程；在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。）

BIM建筑信息模型是一个富含可用建筑信息的构件模型，其表现为不同的与实际项目对应的建筑构件对象，其具体的尺寸、规格、材料表现为模型对象的属性。另外，各构件对象之间是相互关联的对象，通过各种不同的机制，各构件对象之间存在着内在的逻辑联系，从而将多个构件整合为一个单一的，多层次的、高度集成的工程项目模型。

BIM建筑信息模型旨在连接建设项目生命周期不同阶段的数据、过程和资源，建立单一工程数据源，从而解决分布的、易购的工程数据之间的一致性和全局共享问题，进而支持建设项目生命周期中动态的工程信息创建、管理和共享，实现建设项目的全生命周期管理。

二、BIM在建筑设计中的应用现状

BIM应用始于美国，美国总务管理局（General Services Administration，GSA）于2003年推出了国家3D-4D-BIM计划，并陆续发布了系列BIM指南。目前欧洲、韩国等多家政府机关致力于BIM应用标准的制定。美国政府总务署、香港房屋署、新加坡政府建设局负责建设的项目，全部要求使用BIM技术。

近年来，经过我国建筑人员的不断研究推广，BIM技术逐步为建筑行业知晓，很多具有资质的建筑行业分别成立的BIM技术小组，以此深入到各自的建筑设计工作中，并对其设计思路进行指导。建筑设计师可以采用类似于虚拟建造的方式来建立三维建筑几何模型，从而以一种更为直观和形象的方式工作。

住房和城乡建设部2012年正式启动了一系列国家标准的编制工作，由中国建筑科学研究院会同有关单位编制的国家标准《建筑工程信息模型应用统一标准》已经完成征求意见稿。其中对典型信息模型的组成元素进行了规定，随着计算机软件技术不断提升，利用数字化、信息共享、协同工作的BIM技术能提高我们的工作质量和效率。

三、BIM在建筑设计中的实践

（一）主要成效

1、建筑效果可视化

在BIM建筑的实践中，与传统的三维软件建立的模型（如3DMAX等）相比，BIM全信息模型直观、精确，集成优异渲染、漫游功能，Bentley公司的ABD软件还可以输出PDF文件，仅需reader阅读器就可以直观看到详细的模型信息。BIM全信息模型更容易为业主所理解和接受，能更好地满足业主的要求，提高公司的核心竞争力。

2、协同设计

各个专业的设计人员直接在BIM平台上设计，可以实现高效的协同设计。设计过程中图纸更新即时，减少错误碰缺，提高图纸质量，可以减少由于设计的粗放造成的资源浪费，减少工程延误和返工问题。

3、碰撞检查

将建成的BIM全信息模型利用软件进行碰撞检查，可以产生相应的结果报表，设计人员可以从中得到反馈，及时进行修改，解决日常经常发生的设备管道打架的问题。

4、4D施工模拟

BENTLY软件的4D模拟可以将项目进度组织计划软件中制定的节点图和横道图，结合已经创建的BIM模型，进行施工进度仿真模拟。

（二）存在的问题

（1）BIM技术规范和标准相对滞后。

目前BIM技术还处在探索阶段，国家和地方相关的规范和标准还在调研、研究阶段或正在制定中，规范及标准与软件体系融合程度是BIM标准落实的关键。因为标准尚未确定，BIM的应用和交付深度因此也就存在不确定性。

（2）来自软件自身的障碍

BIM应用软件大多为国外软件，在本土化过程中，还存在行业规范、标准、法律、合同体系跟不上，软件本身也在完善中，使用的效率低，使得设计人员有一定的排斥心理，软件购买、人才培训及实施成本高，BIM人才缺乏。数据交换、信息传输标准不统一。

（3）BIM理念应该贯穿项目全生命周期，但在实践中各阶段应用面较窄。在实践中发现，目前BIM技术基本依赖于个别复杂项目或某些业主的特殊需求，并未充分体现BIM信息全生命周期集成的优势，实现BIM深层次的应用，还有很长的路要走。

四、BIM的发展前景

BIM在现代建筑行业发展的方向和目标，在现代化科学技术为基本保障的情况下，建筑设计人员要充分体现出设计合理性，合理应用BIM技术，使其可以指导建筑设计者的设计思路和设计行为。尽管BIM技术在我国建筑设计工作中的应用虽然存在一定的缺点，但是其先进的技术理念依然可以提高建筑设计水平，建筑设计者要找到自身技术应用的不足，强化技术操作能力。基于此，BIM技术一定可以长期发展的目标，逐渐普及到我国建筑设计工作中。