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摘要： 一、BIM几大概念及相互关系；二、BIM现状与未来发展； 三、BIM在建筑项目设计阶段的应用；四、BIM中的协同设计；
关键词：建筑设计概念应用
Abstract: 1, BIM conception and relationship; 2, present situation and future development BIM; 3, BIM in construction projects design phase of the application;4, the BIM collaborative design;
Keywords: architectural design concept applications
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
2008年BIM一词开始逐渐被工程建设行业专业人士所熟悉，经过两年的发展，2010年成为行业内的年度热词。本文将从BIM概念、BIM现状与发展、BIM在建筑设计阶段的应用、BIM中的协同设计等几个方面简要阐述BIM在设计院的推广和发展前景。
一、BIM几大概念及相互关系
开始前先来认识一下BIM及与其相关的的几个基本概念及其相互间的关系，以便全面深刻理解BIM，促进其推广应用。
1.Building Information Modeling( BIM)
BIM 不是一个软件，是一个概念（或理念）、是一个可以提升工程建设行业从策划、设计、施工、运营全产业链各个环节质量和效率的系统工程。
BIM 的全称是Building Information Modeling，中文意为“建筑信息模型化”，是在建筑（或工程项目）从策划、设计、施工、运营、直到拆除的全生命周期内生产和管理工程数据的过程，如图1示意。
图1
BIM的载体：是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，该模型可以为设计和施工提供相协调的、内部保持一致的、并可进行运算分析的信息。该模型及其集成的信息是随着项目的进程不断丰富和完善的，与项目相关各方可以从该模型中提起其需要的信息。这个丰富和完善的过程即为模型化（Modeling）。
2.3D参数化设计
BIM是一个全产业链的概念，对应到建筑设计阶段，准确的称呼应该为“3D参数化设计”。3D参数化设计是BIM在建筑设计阶段的应用，日常工作中简称或泛称为BIM。
3D参数化设计是有别于传统AutoCAD等二维设计方法的一种全新的设计方法，一种可以使用各种工程参数来创建、驱动三维建筑模型，并可以利用三维建筑模型进行建筑性能等。
各种分析与模拟的设计方法。它是实现BIM、提升项目设计质量和效率的重要技术保障。
3D参数化设计的特点：全新的专业化三维设计工具、实时的三维可视化、更先进的协同设计模式、由模型自动创建施工详图底图及明细表、一处修改处处更新、配套的分析及模拟设计工具等。3D参数化设计的重点在于建筑设计，而传统的三维效果图与动画仅仅是3D参数化设计中用于可视化设计的一个很小的附属环节。
3.协同设计
讲BIM一定要讲到“协同”，它是BIM实现提升工程建设行业从策划、设计、施工、运营全产业链各个环节质量和效率终极目标的重要保障工具和手段。
协同设计是针对设计院专业内、专业间进行数据和文件交互、沟通交流等的协同工作。
协同设计又细分为2D协同设计与3D协同设计、文件级协同与数据级协同（详见本文第四节“BIM中的协同设计”）。
二、BIM现状与未来发展
随着现代科技的发展，3D与网络信息技术深入影响并决定着大众的生活：影视传媒、移动通讯、互联网、物联网……。对工程建设行业、对建筑设计而言，影响行业未来发展的则是BIM。
从2003年3D参数化建筑设计技术进入中国，至今已有9个年头，随着BIM技术的逐步成熟，最终被行业所接受。在过去及未来的发展过程中，BIM的发展轨迹如下：少数技术发烧友的热衷→企业决策层从企业发展角度逐步认同→行业逐步认同并开始建立相关标准→开始进入工程项目的业务流程。
1.行业现状
业主：越来越多的国内外业主提出明确的BIM要求，甚至明确提出需要的3D文件格式。项目准入门槛提高。
设计方：具有总包资质的工业设计院、大型民建设计院因为市场竞争等需要，先后在3D设计方面进行了局部成功应用，这将促进整个设计领域的技术进步。BIM将成为继90年代“甩图板”工程以来的第二次技术革命，由此设计行业将从过去的“计算机辅助绘图”进入真正的“计算机辅助设计”时代。
施工方：国内几大建设集团公司都开始或已经创建自己的BIM团队，在土建、机电安装等方面尝试3D 深化设计、施工模拟，协助施工管理。下游企业的技术进步将给设计方带来更多的技术进步压力。
运营方：目前明确需求用BIM的还不多。
国家BIM标准初具雏形，但离实际应用还有很大距离。目前有实力的行业各方都在自行摸索，已经形成局部BIM成果。各方均已经意识到BIM对整个产业链、整个行业的价值。
2.软硬件技术现状
从技术角度来讲，支撑BIM实施的软件、硬件技术都已经基本到位。以工程建设行业CAD设计工具的行业领袖美国Autodesk公司为例，已经形成了从设计、分析到模拟全套的BIM系列工具软件：Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP、AutoCAD Civil 3D、AutoCAD Plant 3D、Robot Structural Analysis、Ecotect Analysis、Navisworks等。
在此基础上，辅以设计师常用的SketchUp、Rihno，以及高端的GrassHopper、Catia、Digital Project等设计工具和算法编辑器，以及IES（Integrated Environmental Solutions）分析工具，将满足现代各种建筑创意的设计需求。
同时64位的计算机硬件与操作系统则给上述设计工具的稳定运行提供了硬件保障。
三、BIM在建筑项目设计阶段的应用
BIM在建筑項目设计中究竟能做什么，有哪些价值？哪些项目适合使用BIM？BIM应该在建筑项目设计的哪个阶段介入？如何实施BIM？这是在过去几年中我被反复问到的几个问题。下面的内容可能会解答上述问题，或者作为参考观点帮助您思考。
1.BIM在设计阶段的价值
在建筑项目设计中实施BIM的最终目的是要提高项目设计质量和效率，从而减少后续施工期间的洽商和返工、保障施工周期、节约项目资金。其在建筑设计阶段的价值主要体现在以下5个方面：
可视化（Visualization）：BIM将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，其结果使得专业设计师和业主等非专业人员对项目需求是否得到满足的判断更为明确、高效，决策更为准确。
协调（Coordination）：BIM将专业内多成员间、多专业多系统间原本各自独立的设计成果（包括中间结果与过程），置于统一、直观的三维协同设计环境中，避免因误解或沟通不及时造成的不必要的设计错误，提高设计质量和效率。
模拟（Simulation）：BIM将原本需要在真实场景中实现的建造过程与结果，在数字虚拟世界中预先实现，可以最大限度减少未来真实世界的遗憾。
优化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得设计优化成为可能，进一步保障真实世界的完美。这点对目前越来越多的复杂造型建筑設计尤其重要。
出图（Documentation）：基于BIM成果的工程施工图及统计表将最大限度保障工程设计企业最终产品的准确、高质量、富于创新。
2.BIM项目类型及介入点
哪些项目适合使BIM？BIM应该在建筑项目设计的哪个阶段介入？这两个问题的答案仁者见仁、智者见智：有的说BIM只适合于复杂造型设计项目，在前期的概念和方案阶段就要介入，常规住宅项目是杀鸡用牛刀；有的说只有标准化程度比较高的住宅项目才能充分体现参数化设计的价值，提高出图效率，应该在施工图阶段介入；还有的说复杂的BIM只适合做方案设计，施工图还是AutoCAD灵活、效率高……。
这些观点其实都没错！实施BIM最重要的是：要看什么人、在什么项目上、达到什么目的。心理学讲“需求是决定一切行为的根本”，BIM也是同理。不同的人、不同的项目、目的不同，将决定BIM的实施采用什么样的方式、什么时候介入、做到什么深度、得到什么成果、以及设施的费用成本。
在建筑设计阶段实施BIM的最终结果一定是所有设计师将其应用到设计全程。但在目前尚不具备全程应用条件的情况下，局部项目、局部专业、局部过程的应用将成为未来过渡期内的一种常态。因此，根据具体项目设计需求、BIM团队情况、设计周期等条件，可以选择在以下不同的设计阶段中实施BIM。
概念设计阶段：在前期概念设计中使用BIM，在完美表现设计创意的同时，还可以进行各种面积分析、体形系数分析、商业地产收益分析、可视度分析、日照轨迹分析等。
方案设计阶段：在方案阶段使用BIM，特别是对复杂造型设计项目，将起到重要的设计优化、方案对比（例如曲面有理化设计）和方案可行性分析作用。同时建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都将对建筑设计起到重要的设计优化作用。
施工图设计阶段：对复杂造型设计等用二维设计手段施工图无法表达的项目，BIM则是最佳的施工图设计解决方案。当然在目前BIM人才紧缺、施工图设计任务重时间紧的情况下，不妨采用BIM + AutoCAD的模式，前提是基于BIM 成果用AutoCAD深化设计，以尽可能保证设计质量。
专业管线综合：对大型工厂设计、机场与地铁等交通枢纽、医疗体育剧院等公共项目的复杂专业管线设计，BIM是彻底、高效解决这一难题的唯一途径。
可视化设计：效果图、动画、实时漫游、虚拟现实系统等项目展示手段也是BIM应用的一部分。
四、BIM中的协同设计
本文开头已经描述了协同设计的基本概念。因为协同是实现BIM提升工程质量和效率终极目标的重要保障工具和手段，因此本节就协同问题再略做详述。
协同设计又细分为2D协同设计与3D协同设计，这是设计软件本身具备的协同功能。
1)2D协同设计
2D协同设计是以AutoCAD外部参照功能为基础的dwg文件之间的文件级协同，是一种文件定期更新的阶段性协同设计模式。
例如：将一个建筑设计的轴网、标高、外立面墙门窗、内墙与门窗布局、核心筒、楼梯与坡道、卫浴家具构件等拆分为多个dwg文件由几位设计师分别设计，设计过程中根据需要通过外部参照的方式将其链接组装为多个建筑平立面图；这时如果轴网文件发生变更，所有参照该文件的图纸都可以自动更新。
2)3D协同设计
3D协同设计在专业内和专业间的模式不同。
专业内3D协同设计：是一种数据级的实时协同设计模式。即工作组成员在本地计算机上对同一个3D工程信息模型进行设计，每个人的设计内容都可以及时同步到文件服务器上的项目中心文件中，甚至成员间还可以互相借用属于对方的某些建筑图元进行交叉设计，从而实现成员间的实时数据共享，如图2。
图2
专业间3D协同设计：当每个专业都有了3D工程信息模型文件时，即可通过外部链接的方式，在专业模型（或系统）间进行管线综合设计。这个工作可以在设计过程中的每个关键时间点进行，因此专业间3D协同设计和2D协同设计一样是文件级的阶段性协同设计模式。
除上述模式外，不同BIM设计软件间的数据交互，也属于协同设计的范畴。例如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、3ds max、SketchUp、Rihno、Catia、Ecotect、IES、PKPM节能等工具间的数据交互，都可以通过专用的导入/导出工具、dwg/dxf/fbx/sat/ifc等中间数据格式进行交互。
结语：有了实施BIM的行业大环境、有了设计企业提升企业核心竞争能力的动力、有了软硬件厂商成熟的产品与技术，相信BIM一定能给广大的设计师、广大设计企业带来更为光明的前景。
关键词：建筑设计概念应用
Abstract: 1, BIM conception and relationship; 2, present situation and future development BIM; 3, BIM in construction projects design phase of the application;4, the BIM collaborative design;
Keywords: architectural design concept applications
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
2008年BIM一词开始逐渐被工程建设行业专业人士所熟悉，经过两年的发展，2010年成为行业内的年度热词。本文将从BIM概念、BIM现状与发展、BIM在建筑设计阶段的应用、BIM中的协同设计等几个方面简要阐述BIM在设计院的推广和发展前景。
一、BIM几大概念及相互关系
开始前先来认识一下BIM及与其相关的的几个基本概念及其相互间的关系，以便全面深刻理解BIM，促进其推广应用。
1.Building Information Modeling( BIM)
BIM 不是一个软件，是一个概念（或理念）、是一个可以提升工程建设行业从策划、设计、施工、运营全产业链各个环节质量和效率的系统工程。
BIM 的全称是Building Information Modeling，中文意为“建筑信息模型化”，是在建筑（或工程项目）从策划、设计、施工、运营、直到拆除的全生命周期内生产和管理工程数据的过程，如图1示意。
图1
BIM的载体：是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，该模型可以为设计和施工提供相协调的、内部保持一致的、并可进行运算分析的信息。该模型及其集成的信息是随着项目的进程不断丰富和完善的，与项目相关各方可以从该模型中提起其需要的信息。这个丰富和完善的过程即为模型化（Modeling）。
2.3D参数化设计
BIM是一个全产业链的概念，对应到建筑设计阶段，准确的称呼应该为“3D参数化设计”。3D参数化设计是BIM在建筑设计阶段的应用，日常工作中简称或泛称为BIM。
3D参数化设计是有别于传统AutoCAD等二维设计方法的一种全新的设计方法，一种可以使用各种工程参数来创建、驱动三维建筑模型，并可以利用三维建筑模型进行建筑性能等。
各种分析与模拟的设计方法。它是实现BIM、提升项目设计质量和效率的重要技术保障。
3D参数化设计的特点：全新的专业化三维设计工具、实时的三维可视化、更先进的协同设计模式、由模型自动创建施工详图底图及明细表、一处修改处处更新、配套的分析及模拟设计工具等。3D参数化设计的重点在于建筑设计，而传统的三维效果图与动画仅仅是3D参数化设计中用于可视化设计的一个很小的附属环节。
3.协同设计
讲BIM一定要讲到“协同”，它是BIM实现提升工程建设行业从策划、设计、施工、运营全产业链各个环节质量和效率终极目标的重要保障工具和手段。
协同设计是针对设计院专业内、专业间进行数据和文件交互、沟通交流等的协同工作。
协同设计又细分为2D协同设计与3D协同设计、文件级协同与数据级协同（详见本文第四节“BIM中的协同设计”）。
二、BIM现状与未来发展
随着现代科技的发展，3D与网络信息技术深入影响并决定着大众的生活：影视传媒、移动通讯、互联网、物联网……。对工程建设行业、对建筑设计而言，影响行业未来发展的则是BIM。
从2003年3D参数化建筑设计技术进入中国，至今已有9个年头，随着BIM技术的逐步成熟，最终被行业所接受。在过去及未来的发展过程中，BIM的发展轨迹如下：少数技术发烧友的热衷→企业决策层从企业发展角度逐步认同→行业逐步认同并开始建立相关标准→开始进入工程项目的业务流程。
1.行业现状
业主：越来越多的国内外业主提出明确的BIM要求，甚至明确提出需要的3D文件格式。项目准入门槛提高。
设计方：具有总包资质的工业设计院、大型民建设计院因为市场竞争等需要，先后在3D设计方面进行了局部成功应用，这将促进整个设计领域的技术进步。BIM将成为继90年代“甩图板”工程以来的第二次技术革命，由此设计行业将从过去的“计算机辅助绘图”进入真正的“计算机辅助设计”时代。
施工方：国内几大建设集团公司都开始或已经创建自己的BIM团队，在土建、机电安装等方面尝试3D 深化设计、施工模拟，协助施工管理。下游企业的技术进步将给设计方带来更多的技术进步压力。
运营方：目前明确需求用BIM的还不多。
国家BIM标准初具雏形，但离实际应用还有很大距离。目前有实力的行业各方都在自行摸索，已经形成局部BIM成果。各方均已经意识到BIM对整个产业链、整个行业的价值。
2.软硬件技术现状
从技术角度来讲，支撑BIM实施的软件、硬件技术都已经基本到位。以工程建设行业CAD设计工具的行业领袖美国Autodesk公司为例，已经形成了从设计、分析到模拟全套的BIM系列工具软件：Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP、AutoCAD Civil 3D、AutoCAD Plant 3D、Robot Structural Analysis、Ecotect Analysis、Navisworks等。
在此基础上，辅以设计师常用的SketchUp、Rihno，以及高端的GrassHopper、Catia、Digital Project等设计工具和算法编辑器，以及IES（Integrated Environmental Solutions）分析工具，将满足现代各种建筑创意的设计需求。
同时64位的计算机硬件与操作系统则给上述设计工具的稳定运行提供了硬件保障。
三、BIM在建筑项目设计阶段的应用
BIM在建筑項目设计中究竟能做什么，有哪些价值？哪些项目适合使用BIM？BIM应该在建筑项目设计的哪个阶段介入？如何实施BIM？这是在过去几年中我被反复问到的几个问题。下面的内容可能会解答上述问题，或者作为参考观点帮助您思考。
1.BIM在设计阶段的价值
在建筑项目设计中实施BIM的最终目的是要提高项目设计质量和效率，从而减少后续施工期间的洽商和返工、保障施工周期、节约项目资金。其在建筑设计阶段的价值主要体现在以下5个方面：
可视化（Visualization）：BIM将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，其结果使得专业设计师和业主等非专业人员对项目需求是否得到满足的判断更为明确、高效，决策更为准确。
协调（Coordination）：BIM将专业内多成员间、多专业多系统间原本各自独立的设计成果（包括中间结果与过程），置于统一、直观的三维协同设计环境中，避免因误解或沟通不及时造成的不必要的设计错误，提高设计质量和效率。
模拟（Simulation）：BIM将原本需要在真实场景中实现的建造过程与结果，在数字虚拟世界中预先实现，可以最大限度减少未来真实世界的遗憾。
优化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得设计优化成为可能，进一步保障真实世界的完美。这点对目前越来越多的复杂造型建筑設计尤其重要。
出图（Documentation）：基于BIM成果的工程施工图及统计表将最大限度保障工程设计企业最终产品的准确、高质量、富于创新。
2.BIM项目类型及介入点
哪些项目适合使BIM？BIM应该在建筑项目设计的哪个阶段介入？这两个问题的答案仁者见仁、智者见智：有的说BIM只适合于复杂造型设计项目，在前期的概念和方案阶段就要介入，常规住宅项目是杀鸡用牛刀；有的说只有标准化程度比较高的住宅项目才能充分体现参数化设计的价值，提高出图效率，应该在施工图阶段介入；还有的说复杂的BIM只适合做方案设计，施工图还是AutoCAD灵活、效率高……。
这些观点其实都没错！实施BIM最重要的是：要看什么人、在什么项目上、达到什么目的。心理学讲“需求是决定一切行为的根本”，BIM也是同理。不同的人、不同的项目、目的不同，将决定BIM的实施采用什么样的方式、什么时候介入、做到什么深度、得到什么成果、以及设施的费用成本。
在建筑设计阶段实施BIM的最终结果一定是所有设计师将其应用到设计全程。但在目前尚不具备全程应用条件的情况下，局部项目、局部专业、局部过程的应用将成为未来过渡期内的一种常态。因此，根据具体项目设计需求、BIM团队情况、设计周期等条件，可以选择在以下不同的设计阶段中实施BIM。
概念设计阶段：在前期概念设计中使用BIM，在完美表现设计创意的同时，还可以进行各种面积分析、体形系数分析、商业地产收益分析、可视度分析、日照轨迹分析等。
方案设计阶段：在方案阶段使用BIM，特别是对复杂造型设计项目，将起到重要的设计优化、方案对比（例如曲面有理化设计）和方案可行性分析作用。同时建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都将对建筑设计起到重要的设计优化作用。
施工图设计阶段：对复杂造型设计等用二维设计手段施工图无法表达的项目，BIM则是最佳的施工图设计解决方案。当然在目前BIM人才紧缺、施工图设计任务重时间紧的情况下，不妨采用BIM + AutoCAD的模式，前提是基于BIM 成果用AutoCAD深化设计，以尽可能保证设计质量。
专业管线综合：对大型工厂设计、机场与地铁等交通枢纽、医疗体育剧院等公共项目的复杂专业管线设计，BIM是彻底、高效解决这一难题的唯一途径。
可视化设计：效果图、动画、实时漫游、虚拟现实系统等项目展示手段也是BIM应用的一部分。
四、BIM中的协同设计
本文开头已经描述了协同设计的基本概念。因为协同是实现BIM提升工程质量和效率终极目标的重要保障工具和手段，因此本节就协同问题再略做详述。
协同设计又细分为2D协同设计与3D协同设计，这是设计软件本身具备的协同功能。
1)2D协同设计
2D协同设计是以AutoCAD外部参照功能为基础的dwg文件之间的文件级协同，是一种文件定期更新的阶段性协同设计模式。
例如：将一个建筑设计的轴网、标高、外立面墙门窗、内墙与门窗布局、核心筒、楼梯与坡道、卫浴家具构件等拆分为多个dwg文件由几位设计师分别设计，设计过程中根据需要通过外部参照的方式将其链接组装为多个建筑平立面图；这时如果轴网文件发生变更，所有参照该文件的图纸都可以自动更新。
2)3D协同设计
3D协同设计在专业内和专业间的模式不同。
专业内3D协同设计：是一种数据级的实时协同设计模式。即工作组成员在本地计算机上对同一个3D工程信息模型进行设计，每个人的设计内容都可以及时同步到文件服务器上的项目中心文件中，甚至成员间还可以互相借用属于对方的某些建筑图元进行交叉设计，从而实现成员间的实时数据共享，如图2。
图2
专业间3D协同设计：当每个专业都有了3D工程信息模型文件时，即可通过外部链接的方式，在专业模型（或系统）间进行管线综合设计。这个工作可以在设计过程中的每个关键时间点进行，因此专业间3D协同设计和2D协同设计一样是文件级的阶段性协同设计模式。
除上述模式外，不同BIM设计软件间的数据交互，也属于协同设计的范畴。例如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、3ds max、SketchUp、Rihno、Catia、Ecotect、IES、PKPM节能等工具间的数据交互，都可以通过专用的导入/导出工具、dwg/dxf/fbx/sat/ifc等中间数据格式进行交互。
结语：有了实施BIM的行业大环境、有了设计企业提升企业核心竞争能力的动力、有了软硬件厂商成熟的产品与技术，相信BIM一定能给广大的设计师、广大设计企业带来更为光明的前景。