数据交换：重要的基础知识

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前面的章节从政策和思想的层面，阐述着对BIM概念的理解和观点，本章我们继续进一步深入到BIM的内核中去，谈一些更深入的话题。

BIM技术在国内、乃至国际上，都还有很长的路要走，无论是软件研发，还是管理模式的变革，都需要行业中的先驱与意见领袖不断探索技术与知识的边界。这个层面，我们称之为“仰望星空”。

与此相对的是，BIM行业每年都有新人加入，也有一些其他行业与专业的人使用或探索这门技术。市场上关于一些BIM基本概念的介绍并没有随之增多，相反，我们会看到网络上的信息越来越“高精尖”，普通人越来越难听懂。

所以，人们需要在思想之后，在实施之前，花上一个章节来梳理几个最基础的概念。它们的共同点是：每一个都经常听说，但每一个都似懂非懂。本章我们尽量使用一些轻松易懂的语言，帮助你加强理解。

我们要说的第一个概念，叫数据交换，它代表着BIM软件和其他软件的核心区别，也决定着用户选择了某一款软件后，会不会带来很大的麻烦。

首先要说的是，所有BIM工作的源头，也就是一开始的建模软件，用的都是一种叫作参数化建模的方式。

传统的CAD，或者三维的设计软件SketchUp，它们来画建筑模型都是用点、线、面来控制模型中每个零件的尺寸形状。

在这类软件里画一堵墙，是一个立方体，画一个楼板，也是一个立方体，只不过他们一个瘦长，一个扁。

改变楼板的厚度，就把这个代表楼板的立方体的高度调高。

但在BIM软件里就不同了，因为需要把信息记录到模型中去，还要传递给别人，那墙和楼板就不能仅仅只是一个立方体。

首先得告诉软件，我要画一堵墙，软件就会问，这堵墙有多厚呢？分成几层？每一层的厚度是多少？

接下来，要画窗户的时候，软件会自动识别这是一堵墙，并且在窗户的地方开一个洞，如果将来这堵墙挪动了或者改变了大小，窗户也会跟着它移动，如果这堵墙的厚度变了，窗户也会跟着变。

这堵墙画好了，设置好了墙体保温层的材料和厚度，这个过程顺带着就方便其他的人了。

比如做渲染的人，就不需要再重新设置墙表面的材质和颜色，做节能分析的人，也能直接拿到墙砖的比热、密度、热传导率这些信息，房间面积大小这类的数据。

这相当于上游的设计人员做一些工作，下游的人就不需要重新输入这些信息了。

设计更符合现实，并且设计过程中大量的约束和计算由计算机来完成，这就是参数化设计带来的好处。但同时它也带来了一个麻烦，就是画墙这一套参数只能用在墙上，画楼板的时候，操控它的就是另外一组参数了。

比如墙的厚度，在立方体中体现的就是宽度，而楼板的厚度，在同样的立方体中就体现为高度了。

同样，你是不可以在楼板上画一个门或者画一扇窗的——因为现实中不允许这样。

BIM中不同的构件，要有不同的参数组去驱动，这就是参数化建模和纯数字建模最大的区别。

那么问题来了，不同的软件，在告诉计算机这是一堵墙还是一个楼板的时候，它们用的语言不一样，给这些参数分类的方法也不一样，这个软件中设置好的一系列参数，到了另一款软件中可能就变成没有意义的数据了。这个软件中画了一堵墙，可能其他软件根本就不识别这个数据。

偏偏BIM又是需要协作的，一个人或者单一的团队不可能完成整个项目的BIM工作。

你是一名结构设计师，那需要得到建筑设计师设计的建筑模型，然后在里面设计梁柱体系，进行配筋。

结构设计做完之后，需要把这个模型再导出，给专门做结构安全计算的人进行复核。

你是一名施工管理人员，需要拿到设计院做好的BIM模型，导入到施工进度管理软件里，做施工进度模拟，模拟的结果同样需要导出给执行者。(www.xing528.com)

你负责一幢建筑的绿色节能分析，在分析的时候，需要建筑设计师提供给你的BIM模型，不仅包括建筑形体本身，还需要房间面积、建筑所在地形、朝向、墙体和屋顶的构造、所在地气象信息等。

如果这些参数在建筑师那里已经建立完善，那么就可以直接拿来用，前提是这些信息能够跟随BIM模型，一起导入到你的软件里才行。

这些还仅仅是单向的数据流动，还有一种数据流动需求是反过来的。

比如做结构设计，发现一根柱子需要往南移动2m，那么在移动了这根结构柱的时候，原来的建筑柱也必须能够跟着移动。只有这样，当你把改动后的模型重新交给建筑设计师，他的软件才能自动识别这个变更，并相应做出更改，否则，做建筑的设计师就会面临“为别人的错误买单”这样的麻烦。

这些例子里，有的人需要别人的数据，有的人需要把自己手里的数据共享给别人，有的人还需要间接修改别人的数据，这一进一出，就是数据交换。

如果你是一个设计组的负责人，就需要考虑，团队里每个人需要交换哪些数据，如果在你的团队里，每个人都能自由地交换自己的数据，那就是最理想、最高效的状态了。

但实际情况往往事与愿违，BIM涉及的领域太广，每一个领域都有几种甚至十几种软件。无论做结构的，做建筑的，还是节能分析的。用的都是不同的软件，不同软件之间数据能不能顺利的交换，就成了一个BIM项目能否顺利进行的决定性因素。

数据交换分这么几个层级：

最低的层级是无法交换，就是软件A保存的文件，完全无法导入到软件B里。

第二层是图形层次的交换，就是用软件A画了个房子，导入到软件B里，房子的形状和尺寸是准的，可以在这个导入的房子里绘制其他的东西，但是原来房子的墙和楼板，软件B不识别，房子的材质和其他信息它也不知道。

再高一级的是信息层次的交换，就是用软件A画了个房子，导入到软件B里，不仅可以看到房子的形状，也可以识别每一个构件都是什么，可以识别尺寸信息，加标注出图，也可以通过识别它的材质和房间面积等信息，进行能耗分析。

最高一级是双向信息交换，就是软件B不仅可以读取导入文件的信息，还可以直接在软件B里进行更改。比如在导入软件A的房子后，想在墙上开一扇窗户，那在画窗的时候会自动在墙面上开出一个洞来，并且再导回给软件A的时候，它能知道：这儿比原来多开了一个洞。

数据交换讲明白了，再说说解决办法。关于数据兼容的问题，现在业界有两种方式来解决。

第一种方案，就是一个团队全部用同一个软件厂商提供的BIM工具和平台。让厂商来为用户解决数据交换的问题。在这种解决方案下，选取软件的原则就是：这个厂商旗下的软件，是否能覆盖足够的功能领域？

如果一个厂商旗下既有建筑设计、结构设计、机电和设备设计的工具，也有分析、施工、渲染等全套工具，还能广泛覆盖民用、市政、交通等多个领域，并且这些不同的工具之间，都能很好地进行数据交换，那在一个项目应用的时候就可以放心地选用它们了。

第一种方案固然很省事，但在有的情况下，即便是整个设计院都选用了同一个公司的软件，但他们管不了施工单位、制造商和业主使用什么样的软件，用什么样的格式输出文件。

第二种方案，就是每种软件把自己的文件格式导出成一种所有软件都能够支持的中间格式。

就好比一个中国人和一个德国人不能用自己的语言交流，那他们就都使用英语进行交流。

目前国际上主流的两种通用格式，一种是gbxml，另外一种是IFC。

使用软件时，你不需要了解这两种格式的历史和技术细节，只需要知道：

gbxml是专门用于绿色建筑能耗分析的一种通用格式，如果你做的是节能分析或相关的工作，那使用支持gbxml格式导入和导出的软件就非常必要，反过来如果是做道路桥梁设计，那就没有必要用这个格式。

IFC则是一个更加严格和全面的标准格式，简单来说，它就是一种大而全的通用语言，简单粗暴地兼容BIM模型需要的所有信息。如果因为工作需要和多种专业对接，而不仅仅是和能耗分析专业对接的话，那IFC格式是最好的选择。

需要注意的是，因为BIM日新月异的发展，越来越多的数据类型需要被支持，IFC的版本也是一直在更新，最新的版本是IFC4。关于IFC和数据交换，我们还会在后面的文章中讲到。

IFC发展到今天，已经可以比较好地解决一些主流软件间的主要数据交换了，但距离前文所述的“第三个层级”的双向数据交换，还是有很长的路要走。目前它不是完美的方案，只是一个不坏的方案。