BIM——建筑業(yè)的信息革命

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自20世紀(jì)80年代的個(gè)人電腦革命和90年代的互聯(lián)網(wǎng)革命及其普及作用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得信息化所包含的信息收集、傳遞與共享具備了實(shí)現(xiàn)的技術(shù)條件。信息技術(shù)近十幾年來(lái)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，其重要意義和對(duì)人類(lèi)的深遠(yuǎn)影響舉世公認(rèn)。在工程建設(shè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)應(yīng)用和數(shù)字化技術(shù)已展示了其特有的潛力，成為工程技術(shù)在新世紀(jì)發(fā)展的命脈。
      工程設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的龍頭。在過(guò)去的20年中，CAD（Computer Aided Design）技術(shù)的普及推廣使建筑師、工程師們從手工繪圖走向電子繪圖。甩掉圖板，將圖紙轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)中2D數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，可以說(shuō)是工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域第一次革命。CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻變化。這不僅把工程設(shè)計(jì)人員從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和手工繪圖中解放出來(lái)，可以把更多的時(shí)間和精力放在方案優(yōu)化、改進(jìn)和復(fù)核上，而且提高設(shè)計(jì)效率十幾倍到幾十倍，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。
      BIM（Building Information Model）——建筑信息模型，為工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)了第二次革命，從二維圖紙到三維設(shè)計(jì)和建造的革命。同時(shí)，對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，建筑信息模型（BIM）也是一次真正的信息革命。所謂建筑信息模型（BIM），是指通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，在這里，信息的內(nèi)涵不僅僅是幾何形狀描述的視覺(jué)信息，還包含大量的非幾何信息，如材料的耐火等級(jí)、材料的傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價(jià)、采購(gòu)信息等。實(shí)際上，BIM就是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中建立一座虛擬建筑，一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一的、完整一致的、邏輯的建筑信息庫(kù)。
      建筑信息模型（BIM）的技術(shù)核心是一個(gè)由計(jì)算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅包含了建筑師的設(shè)計(jì)信息，而且可以容納從設(shè)計(jì)到建成使用，甚至是使用周期終結(jié)的全過(guò)程信息，并且各種信息始終是建立在一個(gè)三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。建筑信息模型（BIM）可以持續(xù)即時(shí)地提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍、進(jìn)度以及成本信息，這些信息完整可靠并且完全協(xié)調(diào)。建筑信息模型（BIM）能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息不斷更新并可提供訪問(wèn)，使建筑師、工程師、施工人員以及業(yè)主可以清楚全面地了解項(xiàng)目。這些信息在建筑設(shè)計(jì)、施工和管理的過(guò)程中能促使加快決策進(jìn)度、提高決策質(zhì)量，從而使項(xiàng)目質(zhì)量提高，收益增加。
      建筑信息模型的應(yīng)用不僅僅局限于設(shè)計(jì)階段，而是貫穿于整個(gè)項(xiàng)目全生命周期的各個(gè)階段：設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理。BIM電子文件，將可在參與項(xiàng)目的各建筑行業(yè)企業(yè)間共享。建筑設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)可以直接生成三維實(shí)體模型；結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)則可取其中墻材料強(qiáng)度及墻上孔洞大小進(jìn)行計(jì)算；設(shè)備專(zhuān)業(yè)可以據(jù)此進(jìn)行建筑能量分析、聲學(xué)分析、光學(xué)分析等；施工單位則可取其墻上混凝土類(lèi)型、配筋等信息進(jìn)行水泥等材料的備料及下料；發(fā)展商則可取其中的造價(jià)、門(mén)窗類(lèi)型、工程量等信息進(jìn)行工程造價(jià)總預(yù)算、產(chǎn)品定貨等；而物業(yè)單位也可以用之進(jìn)行可視化物業(yè)管理。BIM在整個(gè)建筑行業(yè)從上游到下游的各個(gè)企業(yè)間不斷完善，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期的信息化管理，最大化的實(shí)現(xiàn)BIM的意義。
      建筑信息模型在設(shè)計(jì)階段帶來(lái)的益處
      建筑信息模型（BIM）使建筑師們拋棄了傳統(tǒng)的二維圖紙，不再苦于如何用傳統(tǒng)的二維施工圖來(lái)表達(dá)一個(gè)空間的三維復(fù)雜形態(tài)，從而極大地拓展了建筑師對(duì)建筑形態(tài)探索的可實(shí)施性，自由形態(tài)不再是電腦屏幕上的烏托邦想象。BIM讓建筑設(shè)計(jì)從二維走向了三維，并走向了數(shù)字化建造，這是建筑設(shè)計(jì)方法的一次重大轉(zhuǎn)型。
      一些特殊的、復(fù)雜的工程，用二維是表達(dá)不清楚的，例如大家熟悉的2008年奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”，其外殼的巢型鋼不是直的，而是曲線的，如果用二維圖表達(dá)就非常困難。而使用基于建筑信息模型（BIM）的軟件系統(tǒng)，就可以直觀地看到“鳥(niǎo)巢”的三維模型，甚至可以使用這個(gè)模型通過(guò)計(jì)算機(jī)直接加工那些異型鋼構(gòu)件而實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化建造?；贐IM的三維模型不同于通常效果圖的所謂三維模型，而是包含了材料信息、工藝設(shè)備信息、進(jìn)度及成本信息等，它是一個(gè)完整的建筑信息。
      建筑信息模型（BIM）使建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、空調(diào)、電氣等各個(gè)專(zhuān)業(yè)基于同一個(gè)模型進(jìn)行工作，從而使真正意義上的三維集成協(xié)同設(shè)計(jì)成為可能。在二維圖紙時(shí)代，各個(gè)設(shè)備專(zhuān)業(yè)的管道綜合是一個(gè)繁瑣費(fèi)時(shí)的工作，做的不好甚至經(jīng)常引起施工中的反復(fù)變更。而B(niǎo)IM將整個(gè)設(shè)計(jì)整合到一個(gè)共享的建筑信息模型中，結(jié)構(gòu)與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間的沖突會(huì)直觀地顯現(xiàn)出來(lái)，工程師們可在三維模型中隨意查看，且能準(zhǔn)確查看可能存在問(wèn)題的地方，并及時(shí)調(diào)整自己的設(shè)計(jì)，從而極大地避免了施工中的浪費(fèi)。
      建筑信息模型（BIM）使得設(shè)計(jì)修改更容易。只要對(duì)項(xiàng)目做出更改，由此產(chǎn)生的所有結(jié)果都會(huì)在整個(gè)項(xiàng)目中自動(dòng)協(xié)調(diào)，各個(gè)視圖中的平、立、剖面圖自動(dòng)修改。建筑信息模型提供的自動(dòng)協(xié)調(diào)更改功能可以消除協(xié)調(diào)錯(cuò)誤，提高工作整體質(zhì)量，使得設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建關(guān)鍵項(xiàng)目交付文件（例如可視化文檔和管理機(jī)構(gòu)審批文檔）更加省時(shí)省力，再也不會(huì)出現(xiàn)平、立、剖面不一致之類(lèi)的錯(cuò)誤。
      建筑信息模型在施工階段帶來(lái)的益處
      在建筑生命周期的施工階段，建筑信息模型（BIM）可以同步提供有關(guān)建筑質(zhì)量、進(jìn)度以及成本的信息。它可以方便地提供工程量清單、概預(yù)算、各階段材料準(zhǔn)備等施工過(guò)程中需要的信息，甚至可以幫助人們實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件的直接無(wú)紙化加工建造。利用建筑信息模型，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工周期的可視化模擬與可視化管理。
      建筑信息模型可以幫助施工人員促進(jìn)建筑的量化，以進(jìn)行評(píng)估和工程估價(jià)，并生成最新評(píng)估與施工規(guī)劃。施工人員可以迅速為業(yè)主制定展示場(chǎng)地使用情況或更新調(diào)整情況的規(guī)劃，從而和業(yè)主進(jìn)行溝通，將施工過(guò)程對(duì)業(yè)主的運(yùn)營(yíng)和人員的影響降到最低。建筑信息模型還能提高文檔質(zhì)量，改善施工規(guī)劃，從而節(jié)省施工中在過(guò)程與管理問(wèn)題上投入的時(shí)間與資金。最終結(jié)果就是，能將業(yè)主更多的施工資金投入到建筑，而不是行政和管理中。
      建筑信息模型在運(yùn)營(yíng)管理階段帶來(lái)的益處
   在建筑生命周期的運(yùn)營(yíng)管理階段，建筑信息模型（BIM）可同步提供有關(guān)建筑使用情況或性能、入住人員與容量、建筑已用時(shí)間以及建筑財(cái)務(wù)方面的信息。建筑信息模型可提供數(shù)字更新記錄，并改善搬遷規(guī)劃與管理。它還促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)建筑模型對(duì)商業(yè)場(chǎng)地條件（例如零售業(yè)場(chǎng)地，這些場(chǎng)地需要在許多不同地點(diǎn)建造相似的建筑）的適應(yīng)。有關(guān)建筑的物理信息（例如完工情況、承租人或部門(mén)分配、家具和設(shè)備庫(kù)存）和關(guān)于可出租面積、租賃收入或部門(mén)成本分配的重要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)都更加易于管理和使用。穩(wěn)定訪問(wèn)這些類(lèi)型的信息可以提高建筑運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的收益與成本管理水平。
      2008年北京奧運(yùn)會(huì)的“奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)”即采用了以BIM建筑信息模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)信息管理。設(shè)計(jì)師將奧運(yùn)村空間規(guī)劃及設(shè)施以三維圖形方式處理并創(chuàng)建BIM建筑信息模型數(shù)據(jù)，在完成奧運(yùn)村空間規(guī)劃的同時(shí)，就自動(dòng)產(chǎn)生與奧運(yùn)村三維圖形對(duì)應(yīng)的奧運(yùn)村物資、設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)，這確保了奧運(yùn)村的資產(chǎn)管理、物流服務(wù)直觀、準(zhǔn)確、高效。該信息管理系統(tǒng)以BIM為基礎(chǔ)，同時(shí)配合專(zhuān)業(yè)的協(xié)同作業(yè)軟件，使得奧運(yùn)村的空間規(guī)劃、物流服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)在線設(shè)計(jì)與管理。
      建筑信息模型為開(kāi)發(fā)商銷(xiāo)售招商帶來(lái)的益處
      建立建筑信息模型后，可以很方便地引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在虛擬建筑中的漫游。傳統(tǒng)的房地產(chǎn)銷(xiāo)售方式主要是通過(guò)平面戶型圖、建筑模型、效果圖及各種媒體廣告的形式來(lái)推出樓盤(pán)。銷(xiāo)售人員與購(gòu)房者或租戶之間的交流比較困難。而借助基于建筑信息模型的虛擬漫游技術(shù)，可進(jìn)入虛擬建筑中的任何一個(gè)空間，可在電腦的樣板房中漫游，可帶著購(gòu)房者參觀虛擬樣板間、親身感受居室空間、實(shí)時(shí)查詢房間信息、實(shí)時(shí)家具布置、引導(dǎo)購(gòu)房者或租戶合理使用物業(yè)。顧客可以在幾年后才建成的虛擬小區(qū)中漫游，站在陽(yáng)臺(tái)上觀看、感受小區(qū)建成后的優(yōu)美環(huán)境；顧客可以在虛擬的購(gòu)物中心中漫游，身臨其境地感受優(yōu)美的購(gòu)物環(huán)境和熱烈的商業(yè)氛圍。
      BIM，建筑業(yè)的信息革命，目前已經(jīng)逐漸匯集成了一股潮流，席卷世界的同時(shí)，也影響了中國(guó)。BIM建筑信息模型作為一個(gè)重要項(xiàng)目，已經(jīng)列入我國(guó)科技部“十一五”期間國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃。同時(shí)，我國(guó)建筑行業(yè)政府與企業(yè)在推動(dòng)工程項(xiàng)目管理方面開(kāi)始全面推廣工程項(xiàng)目全生命周期管理（Building Lifecycle Management,BLM）概念，BLM是我國(guó)工程項(xiàng)目管理的趨勢(shì)和主流技術(shù)，而B(niǎo)LM就是以BIM為基礎(chǔ)，創(chuàng)建信息，管理信息，共享信息的數(shù)字化方法，是建設(shè)工程管理的最佳模式。
      建筑信息模型通過(guò)參數(shù)化實(shí)體造型技術(shù)使計(jì)算機(jī)可以表達(dá)真實(shí)建筑所具有的信息，信息化的建筑設(shè)計(jì)得以真正實(shí)現(xiàn)，突破了千百年來(lái)用抽象的視覺(jué)符號(hào)來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)的固有模式。BIM建筑信息模型的發(fā)展，不僅僅是現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)步和更新?lián)Q代，它也將間接表現(xiàn)在生產(chǎn)組織模式和管理方式的轉(zhuǎn)型，并更長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響人們思維模式的轉(zhuǎn)變。BIM這場(chǎng)信息革命，將不受個(gè)人好惡和思維習(xí)慣的束縛而向前推進(jìn)，它對(duì)于工程建設(shè)從設(shè)計(jì)、建造、加工、施工、銷(xiāo)售、物業(yè)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)，都必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。