浅析BIM在建筑设计当中的重要作用

王鲁赵冰郭鑫

摘要：BIM技术在建筑领域提出已有若干年，本文采用循序渐进的阐述方式，通过“BIM概念分析”，“BIM整体运营环境分析”，最后到“BIM建筑中的重要作用”，逐层深入，条理清晰。

关键词：BIM（建筑信息模型）

1.BIM概念分析：

BIM概念起源与在我国的发展：

BIM概念起源于制造业的数字化PLM(产品全生命周期解决方案)概念,是PLM在建筑业的延伸发展，BIM概念的建立也扩大了PLM概念的范围，所以BIM更大意义是对整个建设项目的管理，是为整个项目管理服务的数字信息模型。

我国工程建设行业从2003年开始引进BIM技术，目前的应用以设计公司为主，各类BIM咨询公司、培训机构，政府及行业协会也开始越来越重视BIM的应用价值和意义。先后举办了“全国勘察设计行业信息化发展技术交流论坛”、“与可持续设计专家面对面”的BIM主题研讨会、“BIM建筑设计大赛”、“勘察设计行业BIM技术高级培训班（第一期）”等；Autodesk也正式推出基于BIM的AutodeskRevitArchitecture2010、RevitStructure2010、RevitMEP2010、AutoCADCivil3D2010以及AutodeskNavisworks2010等软件；中建国际设计顾问有限公司（CCDI）、上海现代建筑设计集团、KlingStubbins国际建筑设计中国分部以及美国Aedis建筑与规划设计中国公司等都在不同项目的不同程度上使用了BIM技术。国家“十一五”科技支撑计划和“十二五”建筑信息化发展纲要中也将BIM技术纳入研究内容。

现阶段BIM的使用者以设计单位为主，就应用广度和深度而言，BIM在中国的应用还只是刚刚开始，但会逐步推广和深入到建筑行业各个领域。从全球化的视角来看，BIM的应用已成主流。

BIM目的与方法之间的关系：

BIM的目的是为了实现整个建筑项目的质量、效率、降低成本及高效运营。达到这一目的方式就是建筑信息的高度集成化，建筑信息的高度集成化包括运作的集成化和模型的集成化：运作的集成化即在项目的设计阶段、施工阶段、运营阶段持续的更新使用BIM模型才能体现BIM的利用价值即而达到BIM的最终使用目的；模型的集成化就是要使数据模型、分析模型、行为模型整合在共同的平台上避免重复性的工作并使自底向上和自顶向下的运行路径畅通。运作的集成化更多体现在管理上，模型的集成化更多体现在技术上。

2.BIM整体运营环境分析：

BIM整体运营环境分析分为对运营集成化环境的分析和对模型集成化环境的分析两部分。

运营集成化环境的分析：

BIM概念的建立对建筑行业最大的观念冲击莫过于让人们意识到“我的工作是整体建设项目的一部分，是需要与各方进行有效沟通解决的，而不仅仅是做好我自己的工作而已，而沟通的方式就是通过BIM技术。”

BIM概念中的核心是数字信息模型，业主、设计顾问、设计单位、承包商等都是通过数字信息模型进行沟通（见附图一）。在现实沟通联系中业主是建设项目的核心，业主与设计顾问、承包商、专业设计等的直接联系更为密切，而其他成员之间的关系是依托于与业主的关系之上的，相互之间的关系较弱（见附图二）。虽然实际工程中设计部门、承包商的深化设计部门也在推行使用BIM，但仅限于应用BIM提高内部的技术水平，未能做到模型信息的协同作业。如何能确保设计模型阶段、施工模型阶段、运营模型阶段数字信息模型使用的持续性，对于建筑项目本身来说，实在十分重要。可以用这样比喻，设计单位、施工单位就象“捡包米”一样，捡一穗丢一穗，BIM对其意义在于提高自己的技术，增加企业的竞争力。其实设计单位应该把建筑项目当成自己的“孩子”一样，不但要生好，更重要的是养好。BIM更象一本记录项目全部信息的指导手册。

模型集成化环境的分析：

软件作为模型信息的载体其发展水平代表了模型集成化环境的发展水平，而各种软件的使用对比常常会被提及，在这样的对比中也加深了对BIM概念的认知。

DP软件分析：由于BIM的基础理念源自PLM(产品全生命周期解决方案)概念，而DassaultSystemes(达索)是“产品全生命周期(PLM)解决方案和3D技术的领导者”，所以在理念上DS系列产品与BIM最为接近。但也正因为DS系列产品是基于制造业的PLM技术，其数据模型、分析模型和行为模型与建筑业都有较大差异，DP(DigitalProject)作为DS系列产品中CATIA的衍生产品其固有的缺陷也是明显的，而且其影响力也主要局限于数据模型阶段，DP没有基于建筑业的分析模型（如对于建筑业非常重要的结构分析、节能分析、建筑环境分析等），如果DP只是把自己的数据模型输出给现有的分析软件而不是整合到自己的平台（这种整合应该是在DS一级而不是GT一级），那么它与REVIT在概念层级上将没有区别，产生的问题（在REVIT中讲述）也是一致的。在行为模型上DP整合了一些简单DS产品的相关功能，在高端需求上依靠的是DS产品中的数字制造解决方案的DELMIA软件。所以在现阶段从本质上是建筑业在影响着DP的发展，而不是DP在影响着建筑业的发展。

3.BIM在建筑设计中重要作用

利用BIM在场址选择方面的应用，主要通过利用基于BIM的可持续设计、分析工具软件来实现。比如，可以利用AutoCADCivil3D软件，利用地理空间分析功能、洪泛区分析功能，使用公开的地理空间信息，将GIS数据集成到设计环境中，并执行各种地理空间分析，包括覆盖、网络和缓冲，以优化场地布局，避开易受影响的湿地和洪泛区；利用曲面分析功能，评估各种定坡度方案，并找出易受侵蚀的陡峭地区等等。通过这些软件的功能，帮助价值管理团队更好地进行场地选择。

环境影响评价方面，价值管理的内容主要是指在研究确定场址方案和技术方案中，调查研究环境条件，识别和分析拟建项目影响环境的因素，研究提出治理和保护环境的措施，运用价值管理的分析方法，比选和优化环境保护方案。主要包括环境条件调查、环境影响因素分析、环境保护措施。在环境影响评估方面，为了减少建筑对环境的影响，首先要了解环境对建筑的影响，这一点非常重要。利用BIM在环境影响评价方面的应用，主要是通过基于BIM的参数化建模软件如Revit的应用程序接口API，将建筑信息模型BIM导入到各种专业的可持续分析工具软件如Ecotect软件中，进行日照、可视度、光环境、热环境、风环境等的分析、模拟仿真。在此基础上，对整个建筑的能耗、水耗和碳排放进行分析、计算，使建筑设计方案的能耗符合标准，从而帮助价值管理团队更加准确地来评估方案对环境的影响程度，优化设计方案，将建筑对环境的影响降到最低。

总结：

BIM技术作为一种新兴技术象所有的新技术一样都有初期运营成本高，对技术的整体发展程度依赖性高，以及需对既往思维模式打破等客观因数的影响。理想状态与实际状态会有差距，怎样掌控既有的技术为现实问题服务，也是每个BIM使用者需持续分析、实践的。

参考文献：

[1]张建平.BIM技术的研究与应用[J].施工技术，2011，1：15

[2]何关培．BIM和BIM相关软件[J]．土木建筑工程信息技术，2010，2（4）：110-117．

[3]张洋．基于BIM的建筑工程信息集成与管理研究[D]．上海：清华大学，2009．

[4]张建平．BIM技术的研究与应用J．施工技术，2011（1）：15-18．

[5]张建新．建筑信息模型在中国工程设计行业中应用障碍研究J．工程管理学报，2010，24（4）：387-392．

[6]吴吉明．建筑信息模型（BIM）的本土化策略研究D．北京：清华大学建筑学院，2011．

[7]清华大学软件学院BIM课题组.中国建筑信息模型标准框架研究[J].土木建筑工程信息技术，2010，6：2

[8]杨娟，张星．建设项目信息集成模型与支撑技术标准[J]．施工技术，2009，10（10）：109-112．