BIM究竟是什么？为什么设计院还不能普及BIM做设计？

摘要：10年以前就有人预言BIM是继“甩图板”之后的第二次变革；按照这个预言推理：10年后的今天，大多数设计院都应该实现了用BIM做设计。事实呢，事实是大多数设计院还是以二维设计为主，只有极少数设计院才用BIM做设计。时至今日，BIM到底是什么，为什么在国内很难普及，我们应该探究问题的根源是什么？

来源 ： 陆道股份BIM设计中心

 

 

1BIM的定义

建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。[ 美国国家BIM标准(NBIMS)对BIM的定义，BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。]

 

2BIM的目的——作用于工程管理

1、传统工程管理框架（特点：信息割裂，管理协调困难）

传统工程管理的方式，管理信息是相互独立的，各方和投资建设方的关系为单一映射，彼此之间无交叉联系或联系不密切，数据信息共享过程有延迟，信息不对称而引发管理问题常常影响项目进度。

管理模式采取的是过程中控制和事后监督的模式。

尽管有合同约定，建设工程质量责任主体也明确，但是由于各专业设计图纸都是独自完成未进行交叉会审，设计阶段图纸往往有很多问题，延后到现场施工时会造成不断的变更，问题大的还可能违反规范出现设计事故。

即使施工准备阶段有深化设计，也只是在二维图纸上解决，无法从空间上协调排布管线设备等。

传统工程管理关系框架

 

2、BIM信息化工程管理框架（特点：平台总协调，进度及成果可视，管理易协调。）

使用BIM技术手段进行BIM信息化工程管理可以将参与各方人员统筹到一个平台下，通过模型信息的状况反应项目进度，获得相应权限的参与方可以通过BIM管理平台直接快速地查看到项目，小问题尽量在小范围和线上平台解决，重大问题需要沟通的可以快速发起组织有关参与方参与项目协调会议，及时解决问题。

BIM适用于设计阶段和施工准备阶段，保证项目优化在前施工在后。

根据虚拟现实的技术，将传统项目的过程中控制模式转变为事前判断控制模式，将事后监督模式转变为事中监督模式。

BIM信息化工程管理关系框架

 

3、BIM作用效益层次（最终目标进程）

BIM价值效益及实施收益进度

 

3目前BIM的应用特点

1. 可视化

可视化即“所见所得”的形式。BIM提供可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维直观立体实物图形展示在人们的面前。

建筑设计效果图只体现设计意图的表现而不具有真实建造的意义，然而BIM可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视。

在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

过程可视，结果同样可视。

图3-1 中国金融信息中心可视化举例

 

2．协调性

所有涉及到人的工作都需要沟通，这个方面是工程建设中的重点内容。项目的进展实施过程中如果遇到了问题，就需要协调有关参与方集中一起查找和解决问题。

往往时间成本人力精力耗费很大。

BIM技术可在建筑物建造各阶段通过虚拟建造的手段对各专业的设计问题提前预判，小问题小范围解决，重要问题重点协调，同时借用可视化特性减少沟通成本及时解决问题。

这类问题类似：各专业碰撞问题，净高控制问题，电梯井布置与其他设计布置问题，防火分区与其他设计布置问题，地下排水布置与其他设计布置问题等。

例一：某大厦项目，地下车库坡道坡度走向设计决策，通过BIM对比决策最终方案。（下图中红色表示进地下车库的坡道，黄色表示出地下车库的坡道。）

坡道方案一

坡道方案二

 

例二：某综合体项目，局部空间管线通路走向复杂不合理，协调给出管线解决方案。

管线通路复杂处

 

3．模拟性

模拟性不仅表现在能模拟出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。

在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；

在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。

同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；

后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

 

4．优化性

事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，BIM是设计优化的必要非充分条件。

优化受三样东西的制约：信息、复杂程度和时间。

没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。

现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。

基于BIM技术可以对项目方案优化，把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；

这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。

 

5．可出图性

BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸。

而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出如下图纸：

（1）综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；

（2）综合结构留洞图（预埋套管图）；

（3）碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

 

4设计阶段BIM

1、建筑性能模拟分析

通过专业的分析软件，建立分析模型，对建筑物的可视度、采光、通风、人员疏散、碳排放等进行分析模拟。

2、参数化找形

利用BIM技术对复杂项目的建筑外形进行数字化设计，通过参数的调整反映建筑形体。

3、建筑可视化

替代原有二维技术，把建筑物所有构件形成一种三维的立体实物图形展示；同时对空间进行合理性优化。

4、设计校审

审核设计图纸，查找方案设计的缺失，提升各专业协同能力。

5、虚拟现实

模拟建筑物的三维空间的虚拟世界；以漫游、动画的形式提供身临其境的视觉和空间感受。

6、三维管线综合

实施碰撞检查，完成建筑设计图纸范围内各种管线的布设位置及与建筑、结构平面布置和竖向高程相协调的三维协同设计工作；实现管线综合“零碰撞”。

7、净空优化

对建筑物最终的竖向设计空间进行检测分析，并且给出最大的净空高度。

8、3D施工图

通过剖切三维BIM设计模型，并辅以二维绘图修正，辅助设计师快速实现平、立、剖等二维绘图、设计以及满足规范的各种图纸表达。

9、施工指导配合

提取三维图像和构件信息等指导施工现场，消除对图纸的误解，控制材料成本，减少施工中的浪费。

10、三维工程量（图模量一体化）

区别于传统图纸体量，基于BIM优化后的三维模型统计工程量。

5成本造价BIM

项目成本管控是一个全过程的管理，也是一项多部门多环节的复杂活动。但从目前成本管控工作来看，工程造价类软件主要针对“量”和“价”两部分业务的设计和应用。

现阶段的业主成本管控经常性的出现项目目标成本管理失控、过程管理中设计变更失控、招采漏项严重、竣工结算时结算资料不全面、施工过程不清晰等问题。

而基于BIM的造价成本管理，可实现将BIM、设计、成本、施工进行耦合，贯穿项目的全生命周期。将建筑物信息模型同建筑工程的管理行为模型进行完美的组合，从而提高行业效率，实现项目目标成本的管控。

从BIM技术自身的特点来看，BIM可以提供涵盖项目全生命周期及参建各方的各类数据库的积累，基于统一的信息模型，进行协同共享和集成化的管理；

对于工程造价行业，可以使各阶段数据流通，方便实现多方协同工作，为实现全过程、全生命周期造价管理、全要素的造价管理提供可靠的基础和依据。

 

6施工阶段BIM

应用BIM整合现场：BIM模型的虚拟建筑+ 实际的施工或管理现场 = 操控现场施

主要包括以下几个方面：

1.现场指导：利用BIM模型和3D施工图进行施工指导；

2.现场跟踪：利用激光扫描、GPS、移动通讯、RFID和互联网等技术和项目的BIM模型进行现场跟踪，确保施工期间不产生重大事故（如火灾），并提供准确、直观的BIM数据库；

3.造价管理：通过BIM模型，得到最准确的工程基础数据，将工程基础数据分解到构件级、材料级，有效控制施工成本，实现全过程的造价管理；

4.进度管控：BIM可以对施工的重点或难点部分进行可见性模拟和分析，发现进度偏差可随时进行调整，实时掌控施工进度，提高了进度计划的可执行性；

5.数据共享：通过BIM，可以轻松完成工程数据的共享和重复利用，做到真正意义上的施工现场—项目部—子分公司—集团公司的从基层到高层信息共享。

 

7运营阶段BIM

通过平面图、效果图、建筑模型等各种信息和相关软件的结合，能够对建筑物的能耗、折旧、安全性等进行预测，并把物业使用、维护、调试情况记录在册，同步提供有关建筑使用情况或性能、入住人员与容量、建筑已用时间、建筑财务、建筑的物理信息（完工情况、承租人或部门分配、家具和设备库存）和关于可出租面积、租赁收入或部门成本分配的重要财务数据。

8为什么设计院还不能普及用BIM做设计

所谓的用BIM做设计，应该是用BIM做三维设计而不是用BIM做二维设计。BIM本身就是一个三维设计的理念，它的核心就是模型数据为主，二维图形为辅的逻辑，如果用BIM做二维设计，那就好比让一个8岁的孩子穿5岁的衣服，得硬套进去，肯定别扭。

设计院交付的成果是“图纸”，图纸必须符合国家的二维制图规范和标准，二维制图规范和标准的制定都是基于当时的二维制图CAD工具设计的。

如果没有基于三维软件工具的制图标准和规范，非要硬套二维出图的标准，只会出现两个结果：

第一，有能力的设计院会采取能套进去的就套，套不进去的就不套的做法；这就是为什么有些大院会说建筑专业实现了90%的BIM出图，电气专业实现了60%的出图的情形；

第二，没有能力的设计院要么仍旧二维设计为主，要么“设计后BIM”。我们应该意识到，任何事情都是由其产生的本质原因，找到了本质的原因，就相当于解决了问题的一半。

既然用BIM做设计，就应该是用BIM做三维设计，那么三维模型应该为主，二维图纸应该为辅；主、次逻辑关系必须明确。

现实是什么？

恰恰相反，我们需要以二维图纸为主，三维模型为辅；因此，设计师作为BIM设计的最大的内驱力，根本没有动力去实现用BIM技术做二维设计，二维设计当然是CAD效率高，我为什么要选择一个三维软件去画二维图纸？

问题的真正原因已经很明显。很多人不明真相，随意点评设计院不采用BIM设计没追求，用BIM翻模太低级。到底是设计院的错？还是BIM软件的错？

都不是，是逻辑关系有问题。

只有改变现有的二维出图标准，建立“以三维模型为核心的出图标准和规范”，让二维图纸直接从模型中“切出来”；实现“三维模型”和“二维图纸”的一致性关联，摒弃掉不必要的二维标注化表达规范和标准；

减少“二维”的工作量，给设计师“减负”，让设计师去主动“建模型”，而不是“画图纸”，设计院有可能从根本上普及BIM三维设计。否则用BIM做设计永远是个伪命题。选择用BIM做二维设计的思维就是选择走进一条死胡同。