数字建筑与增强打印技术：建筑师和工程师的角色

设计是团队合作，涉及业主/客户、建筑师和专业设计师和工程师，且日益认识到设计还涉及项目的其他制造商和装配厂。实践一个计划所牵涉的协调和合作程度是很惊人的。协调和合作涉及多层次的沟通。在某一个层次，它牵涉了价值、意向、 背景、程序相关的人彼此的间沟通。在另外一个层次，它牵涉了不同的展示软件，并且需要软件间的数据转换。项目团队中不同的成员使用不同的数字软件来支持他们自己负责的工作。BIM最显著的好处就在于这两个议题上。每个人都可以很清楚的看到它们如何相互运作。在数据交换层面，建筑模型因为机器的可读性或有明确的编码，而可以支持建筑模型数据的自动转译，提升了其他使用者在整个设计过程或是稍后的施工过程中对于设计信息的可得性。

（1）以BIM为基础的概念设计

概念设计一般来说牵涉到建设案的发展和细化——空间区域、功能、施工形式和规范功能经济可行性的规范。建筑师有时候被纳入参与建设计划的发展，更多时候会提供建筑师一个在初期需要被制定的内容。在建设计划制定后，概念设计的核心会在项目的基本建筑平面配置中产生，它的量体和一般外观，决定了建筑的位置和现场的方位，以及它的结构和内部环境质量，还有基本建设计划如何被实现，考虑它的社会整体、邻近区域和现场状况。

初步方案和概念的决定对于计划的整体具有巨大重要性。它们主要决定了成本、使用率、施工的复杂程度、交付时间和其他重大层面。它们被认为是对现在使用于概念设计的传统方法的直接挑战。概念设计在过去几乎完全仰赖主持设计师的经验和专验，依据他的知识和经验进行工作，并从其他的设计团队成员中得到反馈意见。在这个状况下，因为计划被退回后需要快速生成和评估替代方案，使得评估变得直观。思考过程变得类似且和项目相关。能快速进行探索和低认知需求的工具，诸如铅笔（或其他可以在纸上作标记的工具），变成设计概念的主导工具。徒手素描是主要的记录和内部沟通文件。同样地，有的建筑师认为BIM并不支持概念设计，因为它的复杂度和认知负荷高。大部分现有的BIM设计软件需要太多的学习过程，有着许多相互 依赖的操作，且需要关注依赖对象的行动。因为重视认知，所以在操作和用户接口上多数被要求禁止进行创造性的探索。但像SketchUp、Rhinoceros、Bonzai3D这样轻巧的工具，已经被接纳为概念设计用的工具了。这些软件着重在快速3D描绘和生成外观。它们加速了设计团队在空间和视觉考虑上的沟通。它们并没有建立对象类型也没有对象类型功能，所以适用于各种几何形状上的操作，减少对使用者的复杂度。在非均匀性分布云型曲线的表面上有一些限制，自由造型的表面类型的表现方式非常广，包含简单的平面和球面。这些工具支持合理对象的复杂度且快速反馈，使得直观的可视化评估得以进行。在重复使用后，它们被设计师学起来并无形中存在于设计师的思考过程里。作为强化决策质量的独立工具，它们只响应设计概念部分的挑战，这些工具也有越来越多的特性和功能。其他支持概念设计的软件工具则着重在达成特定的发展目标上，像是空间安排或是能源使用、财务可行性等。这些提供BIM平台的公司也都知道这些局限性带来的影响，纳入设计概念的能力，以便在市场上和素描工具作竞争。

Google SketchUp®是最受建筑师欢迎的素描和探索工具。它起始于1999 年，并为自己打响了名声，于2006年被Google收购。它从外观建模起家，有着非常直观的界面。它的入门系统是免费的，但有着强大功能的专业版则不是免费的。它可以在Windows和Mac中运行。SketchUp基本的功能是它可以轻松定义一条3D线，并把它绘制到外观上，并在空间上和其他点对齐，支持易于使用的直接操作。线条可以用来定义外观上的多边形，无论它是被外观挤压而成或是在外观上，且该多边形可以用来开孔或是定义新的形状。尺寸标示可让用户选择精确数字或是概数。SketchUp可以让3D形状和建筑被简单地定义，几乎不用经过训练。在Google 3D Warehouse和Form Fonts中有着很大的数据库，其中有许多预定义形状。免费的SketchUp Viewer支持浏览 SketchUp模型。SketchUp支援创建插件的Ruby Script和SketchUp软件开发工具包（System Development Kit，SDK）。有超过100个插件延伸了 SketchUp的功能，他们多数能在入门版和专业版的SketchUp中运行。Building Maker是一个免费软件，它可以定义和上传有照片质感的3D建筑模型到Google Earth。

SketchUp Pro提供从模型和生成2D图纸的功能，且能和许多其他应用程式的不同文件类型接口。免费的Layout 3 plug-in支持从3D SketchUp模型生成尺寸图，另外StyleBuilder则提供了可以让模型呈现不同绘画风格的滤镜样式。它支持可让实体属性相互关联的Dynamic Components。面的集合可以被定义为一个对象。在外观上成型的群组可以被转成立体图形，并和属性进行关联。Sargent Architecture是一个很重要的插件。它可以利用建筑里简单的结构，对外墙进行能源分析和碳评估。这些属性明定了它们根据地点和方位所表现的散热性能， IES使用APACHE-Sim来运行快速加热和冷却的节能表现。其他IES工具能处理采光、遮阳、水资源和碳利用。其他类似的应用程序为OpenStudio，它提供了类似于EnergyPlus对应到IDF输入表现的接口。支持智能型对应区域接口、内部空间负荷分配和其他强化功能。第三个选择是Greenspace Research's Demeter外挂。它可以响应gEnergyEPC在英国的设备。它生成一个常见的gbXML输入 接口，类似于开发给Revit、ArchiCAD和Microstation的外挂。在此介绍的这三个插件都显示它们需要一个SketchUp模型的定制化开发版本 来支持能源接口和使用人力指定属性来套用这些模拟。SketchUp Pro可以把DXF、DWG、IGES档当作几何输入并读取为背景。它也可以输出某几种类型的IFC几何数据。SketchUp Pro同时也支持 3DS、AutoCAD 的 DWG、AutoCAD 的 DXF、FBX、OBJ、XSI、和 VRML等输出文件。其中的一部分可以被BIM作业平台所读取，其几何资料将在输入的背景中被重建。

围绕着SketchUp的工作流程目前尚未非常充足或是方便用户的，只限于输入能源分析中的几何数据。每个阶段都需要输入数据和人工操作。但这些渐进的脚步显示了它们在融入建筑模型上越来越顺利。

Rhinoceros®是一个广受欢迎，并由员工持股的McNeel所开发的NURBS 几何外观模型工具，对建筑师、工业设计师、动画师、珠宝设计师和其他对做3D自由造型模型有兴趣的人来说是很吸引人的一套系统。Rhino支持许多外观模型功能，用以生成、编辑、检视、合并和分析简单或是复杂的外观形式。它支持创造和编辑曲线的操作并加入外观。它被用来设计各种复杂的形状，包含建筑外观、制造混凝土模板和各种内部造型和固定装置。Rhino支持生成立体图形元素和把表面的组合物结合为立体图形。立体图形用布林运算编辑，也可以从表面提取。表面可以转换为网格。表面和形状可以被研究和被测量。Rhino支持平面上合理的投影形式，并加上草拟批注。只要用心，使用者可以定义庞大而复杂的建筑形式。Rhino是一个很开放的系统，它允许用户利用Rhinoscript和Grasshopper 轻易地定制化。Rhinoscript是VisualBasic程序语言的一种版本； Grasshopper则是Rhino专用的程序语言，它几乎不需要运算背景。在过去运作程序编码的文件夹或取运作是开始编码的一种简单方式，然后自动地重复它们。想要另外编辑自己的剧本语言（script）， 数据库中有数百个插件可供使用，他们多数支持建筑方面的使用。其中包含了 ParacloudModelei和ParacIoudGeir这两个程序可以根据管理对象的排列方式产生参数化的工作流程管理（www.paraclouding.com）。Savannah3D提供可填充在模型中的建筑室内对象数据库。Rhino作为外挂程序来支持渲染引擎的范围相当广，包含V-ray iLightworks、Maxwell和其他软件。Geometry Gym提供与结构模型软件的接口。可用的分析模型格式包含OasysGSA、Robot、SAP2000、Sofistik、SpaceGASS和 Strand7。SDNF 格式在发展 CIS/2 和 IFC 上是可用的，其他专有格式像REVIT则正在 跟进中。

BIM被大家所认为的限制来自于他们的开发者。部分的开发者已使用通用类型对象发展出供概念阶段设计探索工具，这些对象被称的为质量物件或代理对象。它们可以用参数进行定制化来定义组群的形状，意图要填补忽视BIM弱点的空白来支持自由造型，特别是以绘制建筑外观为基础的软件，建筑外观随后可以在下游设计中细化或是用来生成格栅或是其他屏蔽形式。这些自由造型软件支持随楼层分割形状和随面板形状。例如，Revit在量体工具中加入了新的功能，扩大自由造型的编辑操作、在表面放入网格配合对象或形状分配参数至网格的方式。ArchiCAD和Vectorworks都使用Cinema 3D提供类似的功能。这些素描工具对能源分析也有潜在的接口，例如Revit的素描设计可以和 Ecotect Analysis® 和 Green Building Studio® 进行接口。同样地 ArchiCAD 支持与EcoDesigner的接口，EcoDesigner是一个可在概念设计时间进行能源分析和碳利用的软件。Bentley同样也支持gbXML做在线能源评估。其他早期设计软件强调特定功能的工作流程。Trelligence利用空间规画的目标反馈至空间平面配置图上。Trelligence支持输出和双向联结到Revit和ArchiCAD，且可以输入SketchUp。Vectorworks 和Revit 一样本身就有空间配置工具。Ecotect Analysis和IES有他们自己独立的简易建筑模型，在与能源、日射取得量分析、灯光和其他有关评估设计概念的形式的接口上可进行快速的示意图布局。gbXML提供能源评估别种信息流。

可惜的是，在这当中没有程序能提供生成概念设计所有的功能，工作流程现在还是很粗略的。在运用上，多数使用者依赖上述的其中一个软件工具。环境分析工具也需要大量非特定项目的信息，包含可能影响到日光照射的细节、其他可能限缩日照或现有结构景色的对象或是影响，诸如地理位置、气候条件、结构、地形等。这些信息一般并不会带入BIM设计软件中，而会由辅助分析工具进行运用。这些分散的数据集常常引起管理层次的问题，像判断运行分析后产生了哪些结果要依据哪个设计版本等。在这个方面BIM服务库可以发挥重要作用。

概念设计和建筑空间有很大的关联，建筑空间在初期是以它们的命名作为定义。在概念设计时间，空间配置是设计的基本。但空间名称是复杂的，须根据它们的应用领域和生命周期阶段命名，它们有一个使用在空间计划中的名字，和另一个用在商务租金评估、成本评估分类、内部能源负载或是其他等用途上的名字。为了解决这些使用范围问题，主要的空间名称集的设定需要根据相关设计指南并共同集成来定义。主要空间名称集被分类为基本和聚集空间。设计团队不需要明确的指定这些空间的名称，这份主要清单会把所有以空间为准的空间名称和它们的其他功能做关联，像是出租类、能源负载发电或是其他等。这部分将由接口输出后作对应。这样可以消除些人为错误 并让项目工期得以作预先分配。

一个有着一般内容的预先检查应用程序可以检查候选的建筑模型是否有正确的对象、命名、属性和其他供完整评估的必须内容。这项预先检查可以避免不正确的模型产生无意义的分析。

空间检验应用程序会检验专属规则下的空间流通，用于和权力机关授权的空间计划进行比较，并使其一致。它会用空间计划的空间需求目标和选择性方案来作比较。它同时包含检验传统上用来比较方案的参数是否具效能或充足。初步计算和安全评估：例如法院有三种流线系统。一种是公众的（公共区），另一种是给法官、审团和法院工作人员（禁区），给被告和法警的区域（安全区）。它们间应该彼此不相交，所以这三种群体只有在法庭上或少数时候在指定空间会同时相遇。流线要求是决定法院形式的主要因素。设计指南有许多流线规则要求在同一个安全区域内两个空间之间要能无障碍通行。为了检查区域内的包围空间，邻近以有同样安全层级的的空间应表现在同一个相邻图上。两区域间的水平边界用垂直邻接，如电梯楼梯等方式划分开来。

初期的概念设计有明确决定能源使用的功能。包含建筑的方位、建筑外壳的材质和量体、隔热值、前室、庭院和天窗。在此阶段，设计师对建筑整年的产热和冷却负载较感兴趣，而因此对HVAC进行要求，以维持人体的舒适度。这项评估的目的在于鉴定对任何可能对能源使用造成重大影响的因素或功能，并支持设计决策改善能源表现。为了用有限的信息在软件中运行一个复杂的能源模拟，会提供以标准施行方式为准的默认值。建筑区域是能源模型中重要的一环。为了初步能源分析，外围和核心热模拟方法被用在建筑热区的建模上。内部热获得的值，像人员密度、设备负载，都可从每个建筑热区的功能性区域中导出。

有选项能让用户对默认值做有限度的改变，像测试每个墙上开窗率变化、建筑外壳建模形式的变化、改变建筑方位等。此外，若在建筑本身有一个极小的细节，软件则可提供初步方法来评估它的各种目的。包含在建筑不同向的遮阳设备、自动旋转建筑方向以做评估、外墙类型和窗户材质等。其结果可提供每年的能源使用，每月的产热和冷却值、由能源负载导致的断电等信息。部分结论对应至外部区域界线和色码，用以强化视觉仿真。

初步概念设计的目的是为了测量特定设计功能的影响和为了可以洞察到特定设计概念造成的潜在成本。通过成本计算模块可以完成前述工作，使用可从建筑模型中得到的最小信息在初期阶段进行初步成本估算。成本估算模块是依赖两个主要的组件：一是建造以模型为基础的数据，二是成本导向的文字数据。建筑模型数据包含所有和IFC相关的信息，例如空间名称和与之相关联的属性、地板、屋顶、外墙和楼梯、电梯数量等。

为了完成历来存在的示意图，两个另外的设计层面需要被定义：现场发展 （包括现况）和建筑系统内所有类别的鉴定。有些BIM设计工具支持现场分析，如外部太阳能和风能研究。概念性设计常常和定义每个建筑系统类型有所关联，包含结构、外部围封、能源和空调、灯光、垂直动线。

另一个层面是了解建筑方面提供的获取建设条件。对改造和重建而言这是重大议题。来自射频扫描和点云的新调查技术，提供了有价值的新技术来获取建设条件。

总之，概念设计工具必须平衡并支持直观和创造性的思考过程，要具有根据不同 模拟和分析工具而提供快速评估和反馈的能力，让设计更为合理。可惜的是，每个在售的工具都只能在整体的任务中执行其中一部分，还需要它们与主要BIM工具间进行转换才能执行。目前没有任何工具可以支持所有的概念设计范围，包含供设计师探索和发展、或在示意图阶段服务交付产品以供使用等。当有机会在素描阶段、能源、成本和其他功能层面得到技术性的设计概念评估时，设计的产生和评估的间将更明显地产生相互作用。有着几乎是实时性的反馈，目前来自回溯和直觉的认知资源的间的转变，将会扩大到包含计算评估和解释。这项转变将会影响概念发展的方向和质量，以支持它的认知过程。

（2）建筑系统的设计、分析、模拟和检查

当设计从概念阶段持续进行时，会需要详细的系统规范。机电系统必要确定空间大小，结构系统也必须规划设计。这些任务通常都和组织内部或外部的系统工程专家合作完成。他们之间有效率的协作活动可以做出市场区别。

在设计发展的过程中，为了验证的前的评估和决定招标制度、制造方法和安装方法，建筑不同系统的相关细节一定要先订下来。这些细节牵涉的技术信息范围相当广。

所有的建筑物必定要满足结构、环境状况、供水和排水、防火、电气或其他供电系统、通讯，以及其他基本功能。当每个功能和其支持系统都应该要提早确定，它们是否符合法令规范、认证和需要更详细定义的客户目标。此外，建筑的空间也尚有交通通行系统，它们属于由空间配置所支持的组织性功能系统。

在简单的项目里，对每种系统专业知识的需求都会由设计团队的领导者解决，但在更复杂的设施里，各个项目通常分别由非团队内的专家或是聘请顾问来处理。在BIM出现以前，过去的30年已发展出大量的计算机化分析能力和软件工具。很大的一部分是以建筑物理学为基础，包含结构静力学、动力学、流体力学、热力学和声学。许多工具都需要用到3D建筑模型。像结构分析软件可以让结构师建模并分析三维框架。计算机硬件变得越来越先进，虽然早期的使用者仍然要用坐标节点来定义3D几何图形，且成员必须打上文字、图形和作参数前置处理再 添加到核心结构分析工具，但结构师早已因此熟悉了 3D参数模型，包括参数制约和利用参照断面参数配置来进行定义。在这个领域，BIM中 3D参数化模型的层面在他们看来就没那么新颖，因此他们被预期是最能自然且快速接纳BIM工具的一群。然而，情况并非如此，在结构师实际上的接受速度远比其他建筑行业还要慢。这个现象根源于研究和商业上的分别，使工程设计师和分析师因他们着眼于建筑物理的重心，而被区分为建筑工程师和建筑施工人员，这才是现实中的真实状况。研究差距反映在理想化的分析方法和实际上的物理几何间的二分法上（例：在理想中理论上铰接或固定联结和现实是有所差异的，现实中的联结是介于模型理想之间，呈现杂乱的样子）。传统上，结构设计师用适合分析的方法建结构模型，但这些模型不能直接转换到建筑模型而有利于施工，因为概念上它们根本不同。概念上的差距甚至到这样的程度，在许多国家如美国，常见的做法是把用于结构的制造细节留给建造者。专业的组织企图要用缩小服务范围强化这种做法。不过除了BIM通过跨界整合为整体设计程序带来利益的外，BIM还可以由去除重做和使绘图的产生更有效率的方式提供给工程师，直接产生本地化的经济利益。分析所需的数据是需要花上相当的心力做编辑的。有了适当的BIM接口，模型就代表了真正的几何形状，可被用作导出分析性模型和图组，便能消除或高度简化分析输入数据的编辑作业。

BIM编辑软件和分析软件间的有效接口至少要包含三个层面：在BIM编辑软件中特定属性和关系的分配是由分析所需的部分组合而成。编写分析数据模型的方法包含适当的抽象建筑几何形状使其可以做验证和将建筑精确表达给特定分析软件。分析模型是由具体的BIM模型中提取出来，会配合不同分析而改变。一个交互支持数据转换的交换格式。这类转换必须维持抽象分析模型和实体BIM模型间的关联，并包含ID信息来支持双方交换的递增更新。

这些层面在BIM的基本功能核心可满足不同分析软件对多重数据输入的需求，让模型可以在很短的循环时间内进行直接分析。几乎所有现今的建筑分析软件都需要针对模型的几何做延伸的预处理，要先定义材料属性和适用的负载。BIM能够合并这三种功能，可以从一般模型中导出几何信息、可以为不同分析自动分配材料属性、针对分析储存、编辑和应用负载状况。

结构分析的方式也可以同样从这三种层面处理。因为建筑设计软件不会生成或回报结构构件是否适合作用在结构分析上，有的软件公司提供分开的BIM软件版本以提供这样的功能。能源分析有其特殊需求：设定一个数据组来代表接受太阳辐射的外壳；第二组代表内部区域和发热使用；第三组代表HVAC机电组。通常由能源专家的用户编写额外的数据则是必要的。默认上，只有第一组数据是代表一般BIM设计软件。照明模拟、隔音分析、空气流动模拟皆是以计算流体力学为基础，每个都有它们各自需要的数据。虽然与结构分析的输入数据组相关的问题被透彻了解并且大多数的设计师都经历过照明仿真（使用渲染软件），但要进行其他分析所需要的数据就比较不被了解而需要较多的专门知识。

对于特殊目的的环境分析建筑模型检查而言，提供编辑这些特定数据组的接口是至关重要的部分。演示详细分析的编辑软件在未来主要的BIM设计软件版本中可能将以嵌入的形式出现。这些嵌入的接口将会在初步设计时提升每个独立软件的检查和数据编辑能力。一个应用适宜的分析过滤器将：检查来自BIM模型中最小的几何模型；提取模型所需的几何形状；分配必要的材质或对象属性；要求使用者针对分析所需的参数做变更。

不太可能发展一种支持所有的分析类型的统一的直接交换格式，因为不同分析需要从实体模型中提取不同的部分，该属性是特别针对个别分析的，多数分析需要由编辑该模型的设计师或工程师谨慎规划数据输入的架构。

当分析和仿真程序尝试着去预测各种不同的建筑行为，成本估算涉及一个不同形式的分析和预测。就像过去的分析，它必须要适用于不同层级的设计发展，采用有益的信息并对于缺少的部分进行规范性的假设。如果一个案子的品项或材料单位是通过人工计算和面积计算来测量和估算。就像所有人的活动，这包含着错误和时间浪费。然而，BIM现在拥有的独特对象可以被简单的计算，同时包括材料的体积和面积，可以几乎是瞬间被自动的计算。从BIM工具取出指定的数据并精确的提供成本估算所需要的建筑物品项和材料单位数量。虽然大部分的BIM平台提供对象工程量的截取，对很多构件、材料的面积和体积计算，从模型中读取更详细的数量需要专门的软件。在成本估算阶段，一些主要的软件工具提供外挂给不同的BIM平台。这些工具允许造价员将建筑模型中的对象直接与组成窗体、估算套件中的项目或与外部成本数据库联结。

成本估算对设计师的重要性是让设计师可以在设计时进行价值工程分析，善用业主所提供的资源在设计时考虑替代方案。减少在传统作业时在项目结尾时删除项目来降低成本，对成本和BIM来说是一个重要的益处。项目发展时的渐进式价值工程让设计过程中可以做实际的评估。

建筑物建设以容纳各种功能，如医疗保健、商业、运输、教育。而建筑外壳的实体效能对于满足其预定功能显然是重要的，计算机仿真工具也可以应用来预测建模空间支持建筑内运作功能效率的程度。这些在制造设施是显而易见的并且有许多资料支持，在那里营运的布局是被充分了解对生产效率是有影响的。相同的逻辑也被应用到医院，基于医生和护士每天花费大量的时间行走的认知，发展空间配置来因应重伤护部门和加重照护设施不同的紧急应变程序也开始被研究。

机场安全的处理时间是所有旅客都会面对并且深受到机场规划的影响。模拟设施人流的软件可由Legion Studio、Simwalk、Quadstone Parametrics的Pedestrian Simulations等产品来处理。当劳动力倾向创意生产，像在硅谷所发现的开放的，友善工作环境会变得在所有地方更加普遍。在用于医疗护理的国内生产总值比例越来越高显示通过设计改善造成的进步，与新程序有关，是一个值得密集分析和研究的领域。不管建筑师是否采取了这样的分析功能，显然组织程序，人流行为，其他相关现象与模型建筑设计的整合将成为设计分析的一个重要面向。(www.xing528.com)

（3）施工阶段建筑模型

几乎现今所有的建筑模型建造工具支持混合的系统，包含完全的3D构件形式，2D表现部分，加上符号式的2D或3D象征性表示，如中心线配置。管线配置可以以实体尺寸配置或合理之中心线图包括在旁注明管线直径。同样的，电线可以从3D放置或以合理的虚线定义。以混合手法建立的建筑模型只能部分机器读取，模型的详细程度决定机器读取的程度和可达到的功能性。全自动的冲突检查只能在3D实体上使用。在持续进行的施工阶段模型，模型所需要的细化程度和对象的3D 几何都需要被决定。产品销售商提供的建议的施工细部还不能以通用格式定义以插入到一个参数化3D模型里。只是因为不同的参数化建模工具建立多种不同的潜在规则系统。施工细部还是最容易以传统的方式，以绘制的剖面来提供。提供参数化3D细部的潜在优点包括强化供货商对它们产品安装方式和细部的控制，对相关责任问题和保证有重要的影响。

不同的建造施工方式和建筑系统牵渉到不同领域的专业相关的细部和配置。幕墙牵涉到专门配置和工程，尤其是订制设计的系统。其他牵涉到特殊设计、工程、制造专业领域包括预制混凝土，钢结构和风管系统。机械、电信、管线（MEP）系统通常在被限制住空间排放不同尺寸的设施。在这个情况下，参与设计的专家需要具体设计对象和参数化模型建立规则，来安排它们的系统，设定尺寸，规范它们。然而，专业化需要一个整合的谨慎做法，以达成施工上的效率。所以个别系统的设计师和制造商，承包商通常是独立且独特的组织。虽然设计阶段所做的3D配置有许多好处，但是如果太早进行可能会造成较浪费的替代。在选择一个制造商的前，建筑师和MEP工程师应该只要提供建议的配置，最好有一个制造商可以咨询扮演设计协助的角色。在选择制造商后，要被制造的对象。设计师和建造商必须开始处理建筑模型细化程度的问题。

BIM工具当平行应用时，尤其是无缝接轨，在所有系统设计师和制造分包商是最有效率的。BIM工具对设计-建造和IPD合约安排的建筑系统提供强大的优势。尤其当设计模型直接被应用来制造细部，将因为节省成本和时间而变得更一般。

图面生成是一个重要的BIM制作能力，同时很可能会继续持续一些时间。未来图纸将停止成为设计信息的纪录方式，取而代之的是模型将成为主要的法律和合约的建筑信息来源。某钢构协会在它的标准做业规则引用的合约文字说到，如果一个案子的钢结构是同时用模型和图面来表示，则设计的纪录以模型为准。即使这样的改变已经越来越普遍，设计公司执行纪录还是需要制作多种的图面；以履行合约需求；满足建筑规范要求的承包商/制造商估算；以提供设计师和承包商间的文件交递。图面用于施工中规范配置工作。一旦图纸格式的法律限制被解除，BIM的发展和它的报告生成能力，提供可以进一步提高设计和施工生产力的选项。目前，已经导入BIM工具的制造厂正在发展新的图面和报告生成方式以更好面对特定的目的。这不止是应用在钢筋弯曲和材料清单，同时也应用在图面布局以善用BIM工具 的3D模型优势。中期的目标是通过套用预先定义的图面配置模板文件，完全自动化模型到图面的生产。然而，更近一步来看很多项目的一些特殊情况，很清楚的是如果要替各种稀少的特殊案例规划和准备模板文件并不值得。因此在发表前做完全的审查和所有图表的配置在可见的未来很可能还维持是一个被需要的工作。

一个详细的3D模型或建筑模型，并还没有足够明确可以让建筑施工的资料。模型（或传统相互对应的图纸）忽略材料、粉刷、质量等级、建造程序的技术规格，其他管理期待建筑成果。这个额外的资料项目的施工规范依据材料种类和施工等级来安排。对于每一种材料，毎一种产品，每一种工作形态，施工规范定义产品的质量能够分辨出任何需要被追踪的特殊作业过程。

（4）设计一施工整合

现代建筑复杂的程度使得让越来越多的图纸之间保持一致性变得极具挑战性，即使使用的是计算机化绘图和文件管理系统。不管是有意的或不一致所导致的错误发生的机率，急速的提升，尤其是当更细部的数据被提供时。品管程序很少能够发现所有的错误，但最终所有的错误在施工过程中都会出现。

一个建筑项目需要的不止是建筑产品的设计，也包括施工过程的设计。这个认知是设计——施工整合的核心。它所需要的是一个建筑和它的系统如何被组装在一起和对完成产品美观和功能质感的意识。在实际应用中—个建筑项目依赖在建筑施工知识各个领域的专家的紧密合作，尤其是设计团队和承包商和制造厂的间特别紧密的合作。下面为一些整合的益处：

·提前确认交货时间长的品项和缩短交付进度。

·设计进展中的价值工程，与持续性的成本估算和进度表。

·早期发现和设定与施工问题相关的设计限制。可以从承包商和制造商那获得深入的见解并使设计辅助施工性和反映最佳做法。整体施工周期会因为在设计初期就将最佳做法放在心上而降低。

·促进组装程序和设计细部间的互动的确认，并提早减少组装会遇到的问题。

·减低设计师发展的施工模型和制造商所需要的制造模型间的差别，就这样以消除不需要的步骤和缩短全体设计/生产过程。

·显著的缩短细节制作的周期时间，减低设计预想审查和一致性错误所花的气力。

·施工中系统之间协调问题的大量减少。

设计——施工合作部分涉及决定何时施工人员要加入。他们参与可以在案子的初始阶段就开始，让施工上的考虑可以在初始阶段就影响项目。当项目根据已实践的施工程序或当计划议题是重要的而不需要承包商或制造商的专业意见时，后来的参与则是合理的。更多的是，总的趋势是让承包商和制造商在越早参与过程，这通常导致效率的提升而不会发生在传统的设计——发包——建造计划。

（5）设计审查

在设计的过程中，设计团队和工程和技术专门顾问之间会进行各种协调工作。这样的咨询工作要求适当的项目信息，其用途和背景资料提供给专家顾问做审查，而后获得意见回复。尤其当每一位参与者只了解整个问题的一部分，这样的协调工作包含了团队的问题解决。

传统上，这些协调作业依赖图面，传真，电话，面对面会议。移转到电子图面和模型提供了像电子传输，email传送，网络会议在线模型和图面审查等新选择。参与会议的人员可以散布在世界各地，唯一的限制只会是工作/睡眠形态和时区的不同。更新的工具可提供设计文件在线但异步的审查和标记，这对团队成员散布在不同时区的情况下有它独特的用途。

针对一个项目将所有的专业设计师和细部设计师共同移转到相同的工作空间是一个新形态的协同合作方式，对于大型和复杂的项目，这样的模式已经越来越普遍。这对于使用IPD协同的案子是一个普遍的形态。在项目团队的工作空间里，不同工作群可以进行规划或项目特定协调会议，在大屏幕上审查和讨论设计过程中的不同议题。

大多数的主要BIM系统包含在内对模型和图面审查和在线标记的支持。这些轻量化的检视用应用程序，倚赖和绘图系统相似的部参照文档格式，但却越来越强大。一个可分享之中立格式建筑模型很容易生成、压缩便于传送，允许标记和审查，通过网络会议协调。有些模型检视程序可以控制管理什么对象可以被看到来检验对象属性。

协调最少在两个层级发生，如上述的在参与的群体之间，使用网络会议和画面显示器，另一个层级包括项目信息分享。在人的交流层级需要以下的审查功能，以解决个别确认议题：相关设计问题的指认，依现在解决问题的方法，通过镜头看到产生问题点的空间；问题指认相关的列表或数据；将每一个问题回报到设计应用程序和对建筑物有问题部分需要负责的用户；具有追踪问题直到解决的能力。模型层级的双向功能在一些结构分析的接口上已经达到。IFC和CIS/2建筑数据模型均支持全球独特ID （GUID）的定义。BIM平台像ArchiCAD允许用户在使用IFC进行双向交换时，过滤和选择受承载建筑对象，并在对象接受结构分析后回到建筑模型后支持更新对象的过滤显示。有效使用双向作业流程来协调作业，通常可以在BIM设计应用程序和结构分析间达到。现阶段在其他分析领域创造有效率的双向交换还需要努力。

（6）建筑模型对象图库

BIM将建筑物定义为一系列的对象的组成。个别BIM设计工具提供了不同的预定拥有固定几何参数式对象的图库。这些通常是依据现场标准建造程序的通用对象，适合初期设计时间使用。当设计继续发展，建筑师工程师开始发展成需求、能源、照明、音响、预算等，对象定义变得更精准。设计师也必须增加模型复杂度来使渲染更出色。对象定义指定最后建造完成或采购产品要达到什么样的技术性和功能需求。这产品规格最后成为选择或建造最后对象的准则。先前，对于上述不同的目的，不同的模型或数据组用人工的方式建立并且没有整合。更好的方式是定义一个对象一次并用它来达成不同目的。现在的挑战是发展一种简单使用并且规律的方法来定义对象状态，使它能适合现阶段设计来使用并支持这阶段的各种应用。在未来，对象的选择取代了规范。到那时候，就会需要多层次的对象定义和规范。在过程中，物件进行一系列的功能和材料属性的细化以支持分析、模拟、成本估算、其他应用。

①将专业知识纳入建筑构件

设计公司的知识财产的部分成长是包含带入项目的知识。有时这些专业知识由一个人所拥有。参数式建筑群组的发展是一个重要方式将专业知识从个人移转到整个企业，同时使它被更广泛的使用而不必不停的倚赖个人。

在设计高层建筑服务核时，很多复杂的设施、建筑系统，和法规相关需求必须要解决。空间利用效率服务核以达到项目所要求的营运财务效率。服务核设计在现阶段需要有相关专业知识的高阶建筑师工程师大量的参与。通过规划可以在不同项目上使用的基本服务核类型，这个问题可以被解决。基于非正式但复杂的设计原则，这些基 本的类型只会稍微的调整，以最佳的方式解决特定的使用载重和特定高楼楼板的尺寸特征。SOM在此方面工作的目标包括：进行服务核设计问题的基本分析，记录资深设计师们利用来解决问题的策略；依据这些程序，开发参数式BIM程序以自动化一些面向的工作；开发一个基本型来处理指认一部分的问题；自动生成2D和3D文件，不论是设计师用来处理塔楼服务核的设计或在最后在制作塔楼设计报告文本的文件；提供一套可扩充的方法来定做特定项目使用的建筑服务核模型。SOM发展出一种以Excel为规划矩阵服务，用表格形式表现相关需求。很多其他方面的问题包括法令和功能需求，在现存的，文件规定的规则和产业方法中定义。服务自动化计划的初始工作是纳入SOM在服务规则和种类所累积的专业知识，专注它的应用在单一的服务配置种类。经过这个分析，GT定义参数化的方法来达到服务设计自动化。这个分析辨识出一个模块化的配置，根据一套规则，可在不同楼层导入SOM的计划矩阵，个别楼层包含了一系列特定宽度的模组沿着服务核之中心线排列整齐。服务模块被辨识出是用小组的模块尺寸群组一直往建筑物上安排。发展以电子表格为主的解决工具格式化全部的建筑和个别楼层。从这个解决工具，用户在个别楼层的架构下设定建筑物格局的基本参数-宽度和长度、楼层数等。建筑物尺寸和楼层数被用来决定个别楼层的面积和整体建筑高度。从可出租面积来计算需要的出口宽度和盥洗设备数量。根据刚好的电梯间模块数量提出楼板宽度和最佳的出租跨度尺寸，来决定最适当的服务宽度。一个电梯进度表就此产生包括快速电梯和停歇层，并纳入生成塔楼格局的计划矩阵。用户可以主动覆盖很多的计算参数，包括电梯群的停歇层。

②物件图库

现在全球有数万家建筑产品制造商，每一家制造商制造数种到数万种产品以满足不同的建筑表现需求。建筑对象模型是实质产品如门、窗、设备、家具、配件，和高程度组成的墙、屋顶、天花，楼板不同细化程度的几何表现，包括特定产品。对那些专心于特定建筑形式的设计，空间种类的参数性模型也可以表现在图库上，譬如，医院手术房或放射线房间，以让它们可以在不同项目被重新使用。建筑所有者将替承包商安装产品和组成开发对象图库来表现企业标准。为了项目发展，他们将发送这些图库到咨询的A/E公司，并使用它们来检查/确认从 A/E公司收到的BIM设计。这个工作流程包括对象图库将减少错误和遗失的风险，尤其当公司了解发展和使用的前项目的高质量模型。

BOM图库被期待对应有用的信息。发展和管理BOMs对AEC公司导入新的挑战，因为公司必须组织和分发大量的对象、组成和对象家族，有可能散播在不同的公司位置。在这里定义对象，指出规范先进对象所需要的主要信息内容：2D或3D几何（2D给地毯等薄膜状完成面）；材料表示，与名称和模型图标完成面（材质拼图）；参数式几何，如果不是固定时；与其他系统，电力、管线、通讯、结构、气流的联结位置和需求；性能规范、操作生命、维修进度、透光率，和其他用于选择的规范 （依设备种类而异）；照度分配曲线（用于灯具）；链接到产品销售管道。这些属性允许一个对象被完全置入发展先进BIM模型的应用程序， 之后作为特定产品的选择。完全的整合包括对象分类、命名订约、属性结构，与其他反应规定参数定义可能的地域指定接口。这允许加载的对象支持互动和与其他工具的接口，包括如成本估算、系统分析、最终建造法令和建筑计划评估应用程序。这可能包含对象的转换到一个普通的结构或定义一个动态的贴图功能，让他们保持自己的原始定义，但同时允诺他们以代名词和替代词关系诠释。

BOM入口网站作为建筑对象的网络存取点；公共和私人的入口网站都出现在市场上。公共的入口网站提供相关内容和通过论坛和资源索引，部落格等类似的方式来促进社群资源共享。这样内容导向的工具，主要支持有架构式的浏览、搜寻、下载，在一些情况下上传BOM文档。通过服务器访问和管理的控制，私人的入口网站允许对象在参与共同分享协议的公司之间和它的同事之间分享。公司或一群公司在了解BOM内容的价值和其在不同应用领域的价值/成本关系，可能分享BOM或一起支持它的发展。私人入口网站让公司可分享一般保护具有特定专利设计知识的内容。