BIM技术的10种典型应用

纵观国内外建筑行业的发展脉络，BIM已然成为不可或缺且正在持续优化生产力的重要工具。而使研究成果真正转化成生产力则突出反映在BIM技术的应用上，因此，详细分析BIM技术的典型应用，可为BIM技术的应用针对性、技术拓展性提供参考。

根据项目建设进度建立和维护BIM模型，实质是使用BIM平台汇总各项目团队所有的建筑工程信息，消除项目中的信息孤岛，并将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中各相关利益方随时共享。由于BIM的用途决定了BIM模型细节的精度，同时仅靠一个BIM工具并不能完成所有工作，所以目前业内主要采用“分布式”BIM模型方法，建立符合工程项目现有条件和使用用途的BIM模型。BIM“分布式”模型还体现在BIM模型往往由相关设计单位、施工单位或运营单位根据各自工作范围单独建立，最后通过统一的标准合成。这将增加对BIM建模标准、版本管理、数据安全的管理难度，因此有时业主也会委托独立的BIM服务商统一规划、维护和管理整个工程项目的BIM应用，确保BIM模型信息的准确、时效和安全。

场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素，是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观联系的过程。在规划阶段，场地地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素，往往需要通过场地分析对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。传统场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端，通过BIM结合地理信息系统（GIS），对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，通过BIM及GIS软件的强大功能，迅速得出令人信服的分析结果，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，从而做出新建项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。

建筑策划是在总体规划目标确定后，根据定量分析得出设计依据的过程。相对于根据经验确定设计内容及依据（设计任务书）的传统方法，建筑策划利用对建设目标所处社会环境及相关因素的逻辑数理分析，研究项目任务书对设计的合理导向，制定和论证建筑设计依据，科学确定设计内容，并寻找达到这一目标的科学方法。在这一过程中，除了需要运用建筑学原理，借鉴过去经验和遵守规范，更重要的是要以实态调查为基础，用计算机等现代化手段对目标进行研究。BIM能够帮助项目团队在建筑规划阶段通过对空间进行分析来理解复杂空间的标准和法规，从而节省时间，提供对团队更多增值活动的可能。特别是在客户讨论需求、选择及分析最佳方案时，能借助BIM及相关分析数据，做出关键性的决定。BIM在建筑策划阶段的应用成果还会帮助建筑师在建筑设计阶段随时查看初步设计是否符合业主要求，是否满足建筑策划阶段得到的设计依据，通过BIM连贯的信息传递或追溯，大大减少以后详图设计阶段发现不合格需要修改设计的巨大浪费。

在方案论证阶段，项目投资方可以使用BIM来评估设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况。BIM 甚至可以做到建筑局部的细节推敲，迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。方案论证阶段还可借助BIM提供方便、低成本的不同解决方案供项目投资方选择，通过数据对比和模拟分析，找出不同解决方案的优缺点，帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。对设计师来说，通过BIM来评估所设计的空间，可获得较高的互动效应，以便从使用者和业主处获得积极反馈。设计的实时修改往往基于最终用户的反馈，在BIM平台下，项目各方关注的焦点问题比较容易得到直观展现并迅速达成共识，相应的需要决策时间也会比以往减少。

3Dmax、Sketchup这些三维可视化设计软件的出现有力弥补了业主及最终用户因缺乏对传统建筑图纸的理解能力而造成的和设计师之间的交流鸿沟，但由于这些软件设计理念和功能上的局限，使得这样的三维可视化展现不论用于前期方案推敲还是阶段性效果图展现，与真正的设计方案之间都存在相当大的差距。BIM的出现使得设计师不仅拥有三维可视化的设计工具，所见即所得，更重要的是通过工具的提升，使设计师能使用三维的思考方式完成建筑设计，同时也使业主及最终用户真正摆脱技术壁垒限制，随时知道自己的投资能获得什么。 可视化即“所见所得”的形式，对于建筑行业来说，可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大。对于一般简单的东西来说，想象也未尝不可，但现在建筑业的建筑形式各异，复杂造型不断推出，光靠人脑去想象不太现实。所以BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式构件形成一种三维的立体实物图形；现在建筑业也有设计方面出效果图的事情，但这种效果图是分包给专业效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成，缺少同构件间的互动性和反馈性。然而BIM提到的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模型中，由于整个过程都是可视化，可视化结果不仅可用来效果图展示及报表生成，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。

协同设计是一种新兴的建筑设计方式，可使分布在不同地理位置的不同专业设计人员通过网络的协同展开设计工作。协同设计是在建筑业环境发生深刻变化、建筑传统设计方式必须得到改变的背景下出现的，也是数字化建筑设计技术与快速发展的网络技术相结合的产物。现有协同设计主要是基于CAD平台，并不能充分实现专业间的信息交流，这是因为CAD的通用文件格式仅仅是对图形的描述，无法加载附加信息，导致专业间的数据不具有关联性。BIM的出现使协同已经不再是简单的文件参照，BIM技术为协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。借助BIM的技术优势，协同范畴也从单纯设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要规划、设计、施工、运营等各方的集体参与，具备了更广泛的意义，从而带来综合效益的大幅提升。

利用计算机进行建筑物理性能化分析始于20世纪60年代甚至更早，早已形成成熟的理论支持，开发出丰富的工具软件。但是在CAD时代，无论什么样的分析软件都必须通过手工方式输入相关数据才能开展分析计算，而操作和使用这些软件不仅需要专业技术人员经过培训，同时由于设计方案的调整，造成原本就耗时耗力的数据录入工作需要经常性的重复录入或校核，导致包括建筑能量分析在内的建筑物理性能化分析通常被安排在设计最终阶段，成为一种象征性工作， 使建筑设计与性能化分析计算严重脱节。利用BIM技术，建筑师在设计过程中创建的虚拟建筑模型已经包含了大量设计信息（几何信息、材料性能、构件属性等），只要将模型导入相关性能化分析软件，就可得到相应的分析结果，原本需要专业人士花费大量时间输入大量专业数据的过程，如今可以自动完成，大大降低性能化分析的周期，提高了设计质量，同时也使设计公司能够为业主提供更专业的技能和服务。

在CAD时代，由于CAD无法存储可以让计算机自动计算工程项目构件的必要信息，需要依靠人工根据图纸或CAD文件进行测量和统计，或使用专门造价计算软件根据图纸或CAD文件重新进行建模后由计算机自动进行统计。前者不仅需要消耗大量人工，且比较容易出现手工计算带来的差错；后者同样需要不断根据调整后的设计方案及时更新模型，如果滞后，得到的工程量统计数据也往往失效。BIM是一个富含工程信息的数据库，可真实提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过BIM获得的准确工程量统计可用于前期设计过程的成本估算、在业主预算范围内不同设计方案的探索或不同设计方案建造成本的比较，以及施工开始前的工程量预算和施工完成后的工程量决算。

随着建筑物规模和使用功能复杂程度的增加，无论设计企业。还是施工企业甚至是业主，对机电管线综合的要求愈加强烈。在CAD时代，设计企业主要由建筑或机电专业牵头，将所有图纸打印成硫酸图，然后各专业将图纸叠在一起进行管线综合，由于二维图纸的信息缺失及缺失直观的交流平台，导致管线综合成为建筑施工前让业主最不放心的技术环节。利用BIM技术，通过搭建各专业的BIM模型，设计师能够在虚拟三维环境下方便发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞；显著减少由此产生的变更申请单，更大大提高施工现场的生产效率，降低由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得极为复杂。当前建筑工程项目管理中经常用于表示进度计划的甘特图，由于专业性强、可视化程度低，无法清晰描述施工进度及各种复杂关系，难以准确表达工程施工的动态变化过程。通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，可以直观、精确反映整个建筑的施工过程。施工模拟技术可在项目建造过程中合理制定施工计划、4D精确掌握施工进度，优化使用施工资源及科学进行场地布置， 对整个工程施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，缩短工期、降低成本、提高质量。此外借助4D模型，施工企业在工程项目投标中将获得竞标优势，BIM可协助评标专家从4D模型中很快了解投标单位对投标项目主要施工控制方法、施工安排是否均衡、总体计划是否基本合理等，从而对投标单位的施工经验和实力作出有效评估。