BIM：城市规划与设计第一节

1.什么是BIM

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型），是数字技术在建筑业的直接表达，提出于20世纪70年代的美国，之后Jerry及McGraw-Hill建筑信息公司等均对此概念进行了阐释，随着BIM的广泛应用（见图6-1）和发展，对于BIM的定义与解释有了诸多版本，迄今为止，尚未有单一且广泛被接受的定义。因而，本书仅罗列了以美国和我国为代表的普遍定义。

美国国家BIM标准（NBIMS）对BIM的定义：“BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；BIM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靠依据的过程；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，以支持和反映各自职责的协同作业。”中国建筑科学研究院在2014年审批通过的《建筑工程信息模型应用统一标准》中对BIM的定义：“全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达”，其中，“全寿命期”包括策划与规划、勘查与设计、施工与管理、运行与维护和改造与拆除5个阶段。

图6-1 BIM在全世界的应用情况

尽管定义略有不同，但内涵大致相似，即：BIM是以参数模型为基础，以结构化信息数据库为核心，能够提供三维与四维的模拟与分析，能为多专业协同提供更多帮助，能实现数字化加工，可以为决策提供可靠支持的共享信息来源。BIM技术的基本前提是，设施生命周期中的各个参与者，根据各自的角色，在各个阶段中添加、提取、更新或修改相关BIM信息。

取决于不同的视角，BIM技术在实际运用中代表不同的内容：

1）应用在工程项目中，BIM代表的是信息管理，所有的项目参与者所共享的、所使用的数据，将正确的信息，在正确的时间，传送给正确的人。

2）对于项目的参与者而言，BIM代表了一个项目执行的“可互操作”过程，在工程的构思、设计、建造、运营阶段，每一个团队分别担任什么任务，分别有几个团队参与。

3）对于设计团队而言，BIM代表了一体化的设计——推动技术解决方案、鼓励创新、提供更多反馈意见、为整个团队增加实力。

2.BIM标准

BIM的核心是信息，最重要的就是信息的流转和传递，因而建立BIM标准是顺利进行交换和传递的先决条件。跟CAD（计算机辅助设计）数据相比，BIM包含大量无法具体体现在图纸上的信息，必须通过基于信息技术交换来实现完整的信息传递。若标准不统一，BIM带来的巨大价值将大打折扣。

国家BIM标准的价值即在于数据标准和交付内容的统一。数据标准的统一可以帮助项目的多个参与方遵从统一的BIM标准进行信息交换，防止因标准不同而造成的信息丢失和误差；而交付内容统一则可以帮助项目的利益相关方确定BIM信息交换的范围与内容，界定各方的权利和义务。

在行业现状水平下，国际BIM标准可大致分为三类：①设计或施工类企业的内部标准——仅用于本企业内部；②业主方标准——由业主提出，要求参与项目的投标方必须遵循（如美国联邦总务局GSA标准）；③行业推荐性标准——由行业性协会或机构提出的推荐做法，不具有强制性。

BIM相关标注由三部分组成：工业基础类——IFC（Industry Foundation Classes）、信息交付手册——IDM（Information Delivery Manual）、国际数据字典框架——IFD（Internation-al Framework Fo rDictionaries）。BIM肩负着支持建设项目所有参与方在从概念产生到设施拆除的整个生命周期内，使用成百上千种软件优质、高效完成各自业务目标的使用，IFC/IDM/IFD是这个过程成功实现不可或缺的三个支柱。其主要作用、特点和关系如下：

基于图6-2可知，以IOS为基础的BIM标准体系完备，系统性强，IFC、IDM和IFD各司其职，逻辑清晰，覆盖建设项目全生命周期和所有专业，均考虑信息化实践。在国际上，有以NBIM-US（第一、二版）为代表的美国BIM标准，也包括以英国（AECBIM Protocols V2.0标准）、德国（Data-Exchange BIM/IFC标准）、芬兰（BIM Requirement 2007标准）为代表的导则、应用指南类欧洲标准，以及以日本（CALS/EC）、韩国（建筑领域BIM应用指南）、新加坡（Singapore BIM Guild）的亚洲BIM标准，这些标准的确立和发展对国内BIM标准时间具有推动和指导意义。(www.xing528.com)

在我国，BIM标准研究从1998年开始接触和研究IFC标准，到2014年《建筑工程信息模型应用统一标准》审批通过，虽取得重大进步，但仍存在信息化程度低、参与方沟通协调不足、系统性较差和社会参与度不高等问题，因而在以后的BIM标准的研究中，应明确BIM标准研究重点，系统开展BIM标准研究，加强BIM标准社会参与等。

图6-2 IFC、IDM和IFD关系图

3.BIM理念

BIM技术是一种全新的建筑制图软件，也是一个三维的建筑设计工具，最重要的一点，它可以改变人们的思想和观念，给人们植入一种新的理念，BIM技术改善了以往平面作图所带来的缺陷。它采用的三维图示方法，向人们展示了建筑中各个细节的衔接情况，能够让人们更加清楚地看到建筑的效果模型，用三维数字技术提升了建筑工程建设各个细节的质量和效率，这个数据模型可以完整、准确地提供整个建筑工程项目的信息。此外，对BIM技术的特点有以下五方面总结：

（1）信息的集成性和联动性

BIM技术运用的是一个三维数字化制图工具，是通过所有相关数据构建起来的立体模型。它并不是提供简单几何对象的绘图工具，在操作应用上不需要编辑点、线、面等简单的元素，它所构建的都是整个建筑的门窗、悬梁、柱子、墙壁等对象之间的关系，在遇到调整需要修改时，也只需对调整的构件进行修改就可以实现对整个建筑的修改。还有，BIM可将所有的建筑工程项目信息、数据都存放在一个数据库中，就像一个U盘的存储器一样，不会受到不同软件或不同格式的限制。BIM技术的模型结构是一个综合、复杂的数据结构，包括数据模型和行为模型两种。其中，数据模型就如其字面意思一样，包含数据的集合图形等；行为模型是体现管理行为与图元间关系的模型。

（2）协调性和一致性

BIM技术的软件系统是一个建立在数据基础上的三维立体模型，当一个三维立体模型建立后，各个工程项目之间的联系也就建立了起来，从而可以实现多种信息和数据格式的传送，达到共享信息的目的。这样的方式可免去由于时间或者空间的差异而产生的不必要的误差问题，工作人员就可以更加安心地完成自己的任务，保持整个建筑工程项目可以同步进行、提升效率。

（3）实现参数化设计

参数化是指模型之间、所有图元之间的联系，这些联系可以进行人为的设置，也可以通过系统来自动创建。参数化的存在可以给BIM技术提供最基本的工作平台，有了这样一个平台，项目中一些需要修改的地方就可以及时、方便地进行修改，而且那些修改的地方也能够在建筑项目的数据库中体现出来。

（4）遵守统一的标准，实现信息共享

BIM技术所采用的数据格式都是遵循国际标准的，因此，所有使用BIM技术的软件都会支持国际的标准格式IFC，当一些工程数据采用IFC的格式时，所有这些支持国际标准的BIM软件都可以对此进行解读，这样就可以更加方便地来处理软件间模型的交互问题。

（5）各个参与方协同合作

建筑工程项目是一个非常复杂的经营行为，消耗时间长，参与人数多，涉及的学科广是它的特点。因此，保证建筑信息可以实时地交换与共享是建筑项目一项重要工作。而当下的建筑软件功能涵盖并不全面，只可以满足建筑生命周期中某一个生命阶段或者某一个专业的要求。BIM技术将以往的绘图模式转变成构建模型的形式，在构建模型的时候，信息资源的共享与交流就显得非常重要。