進(jìn)入21世紀(jì)以后，一個(gè)被稱之為“BIM”的新事物出現(xiàn)在世界的建筑業(yè)中。BIM是源自于“Building Information Modeling”的縮寫(xiě)，中文譯為“建筑信息模型”。該技術(shù)通過(guò)數(shù)字化手段，在計(jì)算機(jī)中建立出一個(gè)虛擬建筑，該虛擬建筑會(huì)提供一個(gè)單一、完整、包含邏輯關(guān)系的建筑信息庫(kù)。需要注意的是，在這其中“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)和傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價(jià)和采購(gòu)信息等等。其本質(zhì)是一個(gè)按照建筑直觀物理形態(tài)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中記錄了各階段的所有數(shù)據(jù)信息。建筑信息模型（BIM）應(yīng)用的精髓在于這些數(shù)據(jù)能貫穿項(xiàng)目的整個(gè)壽命期，對(duì)項(xiàng)目的建造及后期的運(yùn)營(yíng)管理持續(xù)發(fā)揮作用。
BIM是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)而建立的建筑模型。通過(guò)數(shù)字信息仿真，模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。BIM是以從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)、項(xiàng)目信息為基礎(chǔ)而構(gòu)建的集成流程，它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性5大特點(diǎn)。建筑公司通過(guò)使用BIM，可以在整個(gè)流程中將統(tǒng)一的信息創(chuàng)新、設(shè)計(jì)和繪制出項(xiàng)目，還可以通過(guò)真實(shí)性模擬和建筑可視化來(lái)更好地溝通，以便讓項(xiàng)目各方了解工期、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況、成本和環(huán)境影響等項(xiàng)目基本信息。
(一)可視化
可視化，即“所見(jiàn)即所得”的形式，對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，可視化真正運(yùn)用在建筑業(yè)的作用非常大。例如，經(jīng)常拿到的施工圖紙只是各個(gè)構(gòu)件的信息，在圖紙上以線條繪制表達(dá)，但是真正的構(gòu)造形式就需要建筑業(yè)人員去自行想象了。如果建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，那么沒(méi)有太大的問(wèn)題，但是近幾年形式各異、復(fù)雜造型的建筑不斷推出，那么光靠想象就不太實(shí)際了。所以BIM提供了可視化的思路，將以往的線條式的構(gòu)件，形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前。
以前，建筑業(yè)也會(huì)制作設(shè)計(jì)方面的效果圖，但是這種效果圖是分包給專業(yè)的效果圖制作團(tuán)隊(duì)，根據(jù)線條式信息識(shí)讀設(shè)計(jì)制作出來(lái)的，并不是通過(guò)構(gòu)件的信息自動(dòng)生成的，因此缺少了同構(gòu)件之間的互動(dòng)性和反饋性。而B(niǎo)IM提到的可視化，則是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性的可視化。在BIM建筑信息模型中，由于整個(gè)過(guò)程都是可視的，所以可以用于效果圖的展示和報(bào)表的生成。更重要的是通過(guò)建筑可視化，可以在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中進(jìn)行溝通、討論和決策。
(二)協(xié)調(diào)性
協(xié)調(diào)性是建筑業(yè)中的重點(diǎn)內(nèi)容，無(wú)論是施工單位和設(shè)計(jì)單位還是業(yè)主，都在做著協(xié)調(diào)及相互配合的工作。一旦在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中遇到了問(wèn)題，就需要各相關(guān)人員組織起來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)會(huì)議，找出施工中問(wèn)題發(fā)生的原因及解決辦法，然后做出相應(yīng)變更、補(bǔ)救措施等來(lái)解決問(wèn)題。那么，問(wèn)題的協(xié)調(diào)就只能等出現(xiàn)問(wèn)題后再進(jìn)行協(xié)調(diào)嗎?在設(shè)計(jì)時(shí)，由于各專業(yè)設(shè)計(jì)師之間的溝通不到位，往往會(huì)出現(xiàn)各種專業(yè)之間的碰撞問(wèn)題，例如，在對(duì)暖通(供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)及空調(diào)工程)等專業(yè)中的管道進(jìn)行布置時(shí)，可能遇到構(gòu)件阻礙管線的布置。這種問(wèn)題是施工中常遇到的碰撞問(wèn)題，而B(niǎo)IM的協(xié)調(diào)性服務(wù)，可以幫助處理這種問(wèn)題，也就是說(shuō)BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期，對(duì)各專業(yè)的碰撞問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，生成并提供出協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，BIM的協(xié)調(diào)作用也不止應(yīng)用于解決各專業(yè)間的碰撞問(wèn)題，它還可以解決電梯井布置與其他設(shè)計(jì)布置及凈空要求的協(xié)調(diào)、防火分區(qū)與其他設(shè)計(jì)布置的協(xié)調(diào)以及地下排水布置與其他設(shè)計(jì)布置的協(xié)調(diào)等問(wèn)題。
(三)模擬性
BIM的模擬性并不是只能模擬、設(shè)計(jì)出建筑物的模型，還可以模擬難以在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事件。在設(shè)計(jì)階段，BIM可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行模擬的一些事件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，例如，節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬和熱能傳導(dǎo)模擬等。在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬(3D模型加項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)間)，也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，從而確定合理的施工方案。同時(shí)還可以進(jìn)行5D模擬(基于3D模型的造價(jià)控制)，從而實(shí)現(xiàn)成本控制。在后期運(yùn)營(yíng)階段，還可以進(jìn)行日常緊急情況處理方式的模擬，如地震人員逃生模擬和消防人員疏散模擬等。
(四)優(yōu)化性
事實(shí)上，整個(gè)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，在BIM的基礎(chǔ)上，可以更好地進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化通常受信息、復(fù)雜程度和時(shí)間的制約。準(zhǔn)確的信息影響優(yōu)化的最終結(jié)果，BIM模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息，包括幾何信息、物理信息以及規(guī)則信息。對(duì)于高度復(fù)雜的項(xiàng)目，由于參與人員本身的原因，往往無(wú)法掌握所有的信息，因此需要借助一定的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備的幫助。現(xiàn)代建筑物的復(fù)雜程度大多超過(guò)參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的服務(wù)。基于BIM的優(yōu)化，可以完成以下兩種任務(wù)：
第1種：對(duì)項(xiàng)目方案的優(yōu)化。把項(xiàng)目設(shè)計(jì)和投資回報(bào)分析結(jié)合起來(lái)，可以實(shí)時(shí)計(jì)算出設(shè)計(jì)變化對(duì)投資回報(bào)的影響。這樣業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的選擇就不會(huì)停留在對(duì)形狀的評(píng)價(jià)上，而是哪種項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案更有利于自身的需求。
第2種：對(duì)特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在大空間隨處可看到異型設(shè)計(jì)，如裙樓、幕墻和屋頂?shù)取＿@些內(nèi)容看似占整個(gè)建筑的比例不大，但是占投資和工作量的比例卻往往很大，而且通常是施工難度較大和施工問(wèn)題較多的地方，對(duì)這些內(nèi)容的設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，可以顯著地改善工期和造價(jià)。
(五)可出圖性
使用BIM繪制的圖紙，不同于建筑設(shè)計(jì)院所設(shè)計(jì)的圖紙或者一些構(gòu)件加工的圖紙，而是通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬和優(yōu)化以后，繪制出的綜合管線圖（經(jīng)過(guò)碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改，消除了相應(yīng)錯(cuò)誤）、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖（預(yù)埋套管圖）以及碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案。
BIM與工程造價(jià)的交流
（一）BIM對(duì)造價(jià)的影響
BIM對(duì)于造價(jià)來(lái)說(shuō)很有可能會(huì)改變?cè)靸r(jià)的整個(gè)工作流程，包括造價(jià)員的整個(gè)工作思維模式，傳統(tǒng)的造價(jià)工作模式是：識(shí)圖→算量（目前是軟件提量+手工算量）→套項(xiàng)→調(diào)整材料價(jià)、調(diào)整取費(fèi)，完成造價(jià)。這樣一個(gè)過(guò)程有很多重復(fù)的工作，并且很多環(huán)節(jié)是需要大量的人工勞動(dòng)力來(lái)解決造價(jià)中遇到的復(fù)雜問(wèn)題，在科研、設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工階段需要重復(fù)計(jì)算不同階段的造價(jià)。這樣的工作模式勢(shì)必會(huì)增加很多額外的成本，尤其后期設(shè)計(jì)中的變更修改階段，每一次修改都需要重新核對(duì)一下圖紙的改變程度，在傳統(tǒng)的單機(jī)單專業(yè)的工作方式，很多設(shè)計(jì)修改不會(huì)被造價(jià)人員做發(fā)現(xiàn)，這樣的造價(jià)計(jì)算肯定會(huì)和實(shí)際的清單會(huì)有很多誤差。而基于BIM下的造價(jià)可以在不同階段計(jì)算不同階段的造價(jià)清單，只要模型建立的足夠精細(xì)就可以得到十分精準(zhǔn)的造價(jià)信息。
工程造價(jià)分為三個(gè)部分，算量問(wèn)題，組價(jià)問(wèn)題和合同問(wèn)題。現(xiàn)階段來(lái)看，BIM技術(shù)的普及對(duì)工程造價(jià)的沖擊主要局限于算量問(wèn)題上。BIM作為應(yīng)用軟件，更加簡(jiǎn)化了工程量的計(jì)算，使造價(jià)師從算量的繁瑣工作中脫離出來(lái)，大量減少了計(jì)算工作，將更多的目光放在組價(jià)和合同問(wèn)題上。
另外BIM技術(shù)使各階段數(shù)據(jù)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程、全要素可靠、準(zhǔn)確地工程造價(jià)管理。這在一定程度上打破了之前由于各階段數(shù)據(jù)不連續(xù)，各環(huán)節(jié)之間協(xié)同共享存在障礙，導(dǎo)致工程信息不透明，致使工程項(xiàng)目”水深“現(xiàn)象。
(二)BIM是否會(huì)取代造價(jià)
前面提到，BIM的普及，會(huì)讓造價(jià)師的目光更多的集中在組價(jià)和合同問(wèn)題上。對(duì)于價(jià)格，合同，建設(shè)工程前后的費(fèi)用控制，相關(guān)法律和規(guī)章是以工程經(jīng)驗(yàn)積累起來(lái)的。技術(shù)軟件再萬(wàn)能，在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可循的組價(jià)、合同法律法規(guī)的理解等方面也不能和人腦比拼。當(dāng)工程量不需要計(jì)算的時(shí)候，造價(jià)師會(huì)更有精力去做成本控制等一些控制造價(jià)的核心內(nèi)容。所以BIM只能技術(shù)給造價(jià)師提供更寬、更高的職業(yè)空間。
在國(guó)外，工料測(cè)量師被業(yè)主稱為“費(fèi)用經(jīng)理”。他們的業(yè)務(wù)不止于單一環(huán)節(jié)的“計(jì)價(jià)”、“造價(jià)”，更在于全過(guò)程“控價(jià)”。從工程量預(yù)測(cè)，到投標(biāo)招標(biāo)決策；從工程可行性判斷，到工程成本管理，工料測(cè)量師都可以從經(jīng)濟(jì)角度予以解決方案。反觀國(guó)內(nèi)造價(jià)師，“造價(jià)”二字當(dāng)頂，已經(jīng)明示其本職。目前國(guó)內(nèi)造價(jià)師的工作也確實(shí)以算量、套價(jià)為主，很少實(shí)現(xiàn)全過(guò)程成本管控。
所以未來(lái)造價(jià)工程師的咨詢業(yè)務(wù)很可能會(huì)改變，不再是單一的造價(jià)內(nèi)容，而是關(guān)注于工程項(xiàng)目全過(guò)程的成本管控咨詢。但是BIM業(yè)務(wù)也不會(huì)完全取代造價(jià)業(yè)務(wù)，原因如下：
BIM即便發(fā)展到人工智能的程度，始終不如人懂得其他人的“心理活動(dòng)”，對(duì)敏感性問(wèn)題完全無(wú)能。 建設(shè)工程是為人服務(wù)的。人有種種立場(chǎng)和差異化感受。用戶與用戶之間，企業(yè)與企業(yè)之間，社會(huì)與社會(huì)之間，甚至這三者之間，追求往往不那么一致。用戶體驗(yàn)、造價(jià)規(guī)范與工程效益的同步協(xié)調(diào)，涉及種種微妙的利害權(quán)衡。國(guó)內(nèi)的工程造價(jià)，不僅是經(jīng)濟(jì)賬，也是心理戰(zhàn)。
更實(shí)時(shí)更適配的BIM算法始終依賴人的輸入。BIM計(jì)算實(shí)質(zhì)是工程經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)化，但實(shí)際的工程實(shí)踐不是BIM模型所能實(shí)現(xiàn)的。所以工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)化的進(jìn)度和精度取決于人對(duì)工程的理解。
(三)BIM如何運(yùn)用于造價(jià)工作
以BIM模型為基礎(chǔ)按照BIM建筑模型的各個(gè)構(gòu)件自動(dòng)掛接上對(duì)應(yīng)的清單和定額，這樣就可以實(shí)時(shí)的計(jì)算出造價(jià)清單，如果模型有變更修改也可以在造價(jià)中有所體現(xiàn)，真的達(dá)到一處修改實(shí)時(shí)計(jì)量的工作模式。這樣不但提高了算量的工作效率而且還提高了清單精確度，并且在BIM模型中我們可以批量修改、多工程鏈接、可視化操作等一系列手段來(lái)靈活的完成我們的工作任務(wù)，BIM以全新的協(xié)同工作方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單機(jī)工作模式。
但是從行業(yè)的角度來(lái)看，我們?cè)靸r(jià)工作者不應(yīng)該局限本專業(yè)的范圍，我們?cè)陬^腦應(yīng)該有一個(gè)BIM宏觀的概念，首先了解BIM在整個(gè)建筑生命周期都能做什么，其次是掌握造價(jià)行業(yè)的新軟件新技術(shù)，頭腦中一定要時(shí)刻建立一個(gè)模型化、協(xié)同化的思維模式。
BIM作為工具，它的存在是簡(jiǎn)便造價(jià)師的工作量。也糾正了一直以來(lái)造價(jià)師應(yīng)該把握的方向：造價(jià)師不是算量員，他們的存在是為了更好的進(jìn)行工程成本控制。BIM本身并不能成為解決方案，也不能發(fā)揮作用，真正的解決方案是行業(yè)從業(yè)人員充分挖掘和利用BIM價(jià)值更好、更快完成工程任務(wù)。BIM簡(jiǎn)化了造價(jià)師的重復(fù)算量工作，為造價(jià)師的發(fā)展提供了更寬、更高的空間！
(四)造價(jià)過(guò)程中BIM應(yīng)用難點(diǎn)
1.組織層面
首先從企業(yè)戰(zhàn)略上來(lái)講，企業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)不同會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用 BIM 的目標(biāo)有所差異，比如萬(wàn)達(dá)集團(tuán)等大型企業(yè)采取整套開(kāi)發(fā)散售模式、融合開(kāi)發(fā)和經(jīng)營(yíng)的方式，此種背景下以全生命周期制定企業(yè) BIM 應(yīng)用目標(biāo)。企業(yè)不同的定位導(dǎo)致 BIM 技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)上有所不同，進(jìn)而對(duì)企業(yè)信息需求、期望功能等產(chǎn)生影響，所以，企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分考慮自身的定位和性質(zhì)，然后制定企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。
其次，從制度上來(lái)講，企業(yè)制定制度是為了約束員工行為，從而保證工作的順利開(kāi)展。應(yīng)用 BIM 技術(shù)時(shí)會(huì)增加企業(yè)的資金壓力，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)工作方式和新型 BIM 管理模式的交替會(huì)短期增加企業(yè)成本；另一方面，新技術(shù)利用率低致使新舊工作方式重疊造成資源重復(fù)消耗，增加企業(yè)資金負(fù)擔(dān)。此外，BIM 技術(shù)對(duì)技術(shù)人員有著較高的要求，企業(yè)需要在人員上投入更多的資金。
此外，從項(xiàng)目管理角度看，BIM 技術(shù)在全生命周期中不同階段需要建立相應(yīng)的方法，當(dāng)前在國(guó)內(nèi)企業(yè)項(xiàng)目管理中各個(gè)階段和專業(yè)之間并沒(méi)有做好良好的溝通，所以信息缺乏，難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌管理，導(dǎo)致 BIM 技術(shù)應(yīng)用出現(xiàn)障礙。
2.技術(shù)方法方面
第一，工作流程的制約。企業(yè)造價(jià)管理包括設(shè)計(jì)階段、施工階段、工程變更等諸多方面因素的內(nèi)容，在不同的階段造價(jià)管理側(cè)重點(diǎn)也不同，比如策劃期需要做好估算，設(shè)計(jì)圖紙期需要做好預(yù)算工作等。目前很多企業(yè)都需要依靠設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)出相關(guān)的 BIM 模型來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)造價(jià)的管理，但是在造價(jià)管理工作流程中有很多有待完善之處。我國(guó)要求造價(jià)結(jié)果由造價(jià)人員完全負(fù)責(zé)，而造價(jià)人員需要在 BIM 早期設(shè)計(jì)中和設(shè)計(jì)人員共同完成構(gòu)件信息的定義，但是目前我國(guó)很多企業(yè)沒(méi)有做到這一點(diǎn)。在 BIM 技術(shù)應(yīng)用中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)階段模型創(chuàng)建施工圖預(yù)算，進(jìn)而得到投標(biāo)清單，在這項(xiàng)工作中需要投入大量的時(shí)間和精力，導(dǎo)致很多企業(yè)對(duì)此技術(shù)的應(yīng)用望而卻步。
第二，造價(jià)軟件和 BIM 軟件信息不對(duì)稱。不同類型的企業(yè)對(duì)構(gòu)件信息有著不同的要求，導(dǎo)致 BIM 軟件模型設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有一定的不同之處。目前 BIM 軟件中缺乏對(duì)施工工藝、部件、清單計(jì)算規(guī)范要求的考慮，沒(méi)有有效將材料、工藝做出分類，最終導(dǎo)致 BIM 在應(yīng)用中出現(xiàn)不同程度的問(wèn)題，所以，為了實(shí)現(xiàn) BIM 技術(shù)在造價(jià)管理中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)充分考慮其中的差異。
第三，知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。BIM 技術(shù)的應(yīng)用還會(huì)涉及到知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需要在 BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)中對(duì)模型進(jìn)行搭建和確認(rèn)。創(chuàng)建完的 BIM 模型含有豐富的信息資源，但是如何合理有效地使用成為了一項(xiàng)難以把握的工作。BIM 模型在使用中有的操作、變更等工作都需要專門(mén)的人員完成，導(dǎo)致項(xiàng)目各階段 BIM 難以形成鏈條，阻礙了該技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
3.經(jīng)濟(jì)方面
從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)講，BIM 技術(shù)的應(yīng)用出現(xiàn)障礙主要可以體現(xiàn)在三個(gè)方面，第一，政府缺乏相應(yīng)的激勵(lì)政策，企業(yè)財(cái)政收支上存在問(wèn)題。雖然國(guó)家認(rèn)可并推廣該技術(shù)的應(yīng)用，但是目前政府并沒(méi)有發(fā)布關(guān)于 BIM 技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，也就是說(shuō)法律法規(guī)有所欠缺。第二，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)壓力，上文已經(jīng)提到過(guò)企業(yè)在應(yīng)用 BIM 技術(shù)是需要承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)壓力，這是阻礙 BIM 技術(shù)應(yīng)用的一大原因。第三，BIM 應(yīng)用結(jié)果受到內(nèi)部技術(shù)人員激勵(lì)政策的影響。管理者確定了決策后需要技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)，中國(guó)社會(huì)在事物認(rèn)知、處理等方面和 BIM 精細(xì)化和數(shù)據(jù)化管理的理念存在較大的差異，所以需要考慮激勵(lì)政策的合理應(yīng)用。
BIM模型的構(gòu)架
BIM模型（Building Information Model）是設(shè)施所有信息的數(shù)字化表達(dá)，是一個(gè)可以作為設(shè)施虛擬替代物的信息化電子模型，是共享信息的資源，也是Building Information Modeling和Building Information Management的基礎(chǔ)。
人們常以為BIM模型是一個(gè)單一的模型，但到了實(shí)際操作層面，由于項(xiàng)目所處的階段不同、專業(yè)分工不同、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)不同等多種原因，項(xiàng)目的不同參與方還必須擁有各自的模型，例如場(chǎng)地模型、建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、設(shè)備模型、施工模型、竣工模型等。這些模型是從屬于項(xiàng)目總體模型的子模型，但規(guī)模比項(xiàng)目的總體模型要小。
所有的子模型都是在同一個(gè)基礎(chǔ)模型上生成的，這個(gè)基礎(chǔ)模型包括了建筑物最基本的構(gòu)架：場(chǎng)地的地理坐標(biāo)與范圍、柱、梁、樓板、墻體、樓層、建筑空間等，而專業(yè)的子模型就是在基礎(chǔ)模型的上面添加各自的專業(yè)構(gòu)件形成的，這里專業(yè)子模型與基礎(chǔ)模型的關(guān)系就相當(dāng)一個(gè)引用與被引用的關(guān)系，基礎(chǔ)模型的所有信息被各個(gè)子模型共享。
BIM生態(tài)系統(tǒng)
BIM應(yīng)用是與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)密切相關(guān)的，如何從軟硬件的角度搭建起B(yǎng)IM應(yīng)用系統(tǒng)的框架是BIM應(yīng)用的必要條件，但是無(wú)論從縱向的全生命周期來(lái)說(shuō)，還是橫向的各行各業(yè)的項(xiàng)目參與方來(lái)說(shuō)，BIM應(yīng)用的廣泛性都給BIM系統(tǒng)應(yīng)用框架的搭建提出了很高的要求，必須保證在設(shè)施全生命周期中的BIM應(yīng)用充分實(shí)現(xiàn)信息交換。目前建筑業(yè)的信息表達(dá)與交換的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是IFC標(biāo)準(zhǔn)，如何在系統(tǒng)中直接傳遞、交換IFC數(shù)據(jù)，那就需要設(shè)置一個(gè)BIM服務(wù)器，BIM服務(wù)器與BIM知識(shí)庫(kù)一起組成一個(gè)以IFC格式為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用平臺(tái)。
用戶進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用時(shí)可通過(guò)BIM服務(wù)器提取所需的信息，同時(shí)也可以對(duì)模型中的信息進(jìn)行擴(kuò)展，然后將擴(kuò)展的模型信息重新提交給服務(wù)器，這樣就實(shí)現(xiàn)了BIM數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、交換和應(yīng)用。再進(jìn)一步，如果BIM服務(wù)器實(shí)現(xiàn)以集成BIM為基礎(chǔ)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象級(jí)別的數(shù)據(jù)管理以及權(quán)限配置，能支持多用戶協(xié)作和同步修改。
采用BIM技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段的協(xié)同設(shè)計(jì)，施工階段的建造全過(guò)程一體化和運(yùn)營(yíng)階段對(duì)建筑物的智能化維護(hù)和設(shè)施管理，同時(shí)還能打破從業(yè)主到設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)之間的隔閡和界限，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的全壽命周期管理。
在2010年美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的計(jì)算機(jī)集成化施工研究組經(jīng)研究寫(xiě)成的《BIM項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃指南》第二版中，發(fā)表了【BIM技術(shù)的25種常見(jiàn)的應(yīng)用圖】，如下：
這25種應(yīng)用跨越了設(shè)施全生命周期的四個(gè)階段，即規(guī)劃階段（項(xiàng)目前期策劃階段）、設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營(yíng)階段。我國(guó)通過(guò)借鑒上述對(duì)BIM應(yīng)用的分類框架，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)事實(shí)現(xiàn)狀，歸納得出【項(xiàng)目四階段中的20種BIM典型應(yīng)用】，如下：
建筑業(yè)的工序在國(guó)內(nèi)外實(shí)質(zhì)上大同小異，BIM的應(yīng)用也是如此，但有些應(yīng)用二者的劃分尺度不一樣，如前者的“3D協(xié)調(diào)”與后者的“管線綜合”類似，但后者的描述過(guò)于狹窄，好像僅限于管線的碰撞分析，而結(jié)構(gòu)梁柱引起的凈空高度不夠等其他構(gòu)建協(xié)調(diào)優(yōu)化問(wèn)題就不管了，所以前者的描述較為全面。
以下就項(xiàng)目前期策劃階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段和運(yùn)營(yíng)階段中BIM的應(yīng)用進(jìn)行一個(gè)概括性介紹：
(一)項(xiàng)目前期策劃階段
項(xiàng)目前期策劃階段對(duì)整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的影響很大，美國(guó)HOK建筑師事務(wù)所麥克利米曾提出著名的麥克利米曲線圖：
圖表表明在項(xiàng)目前期的優(yōu)化對(duì)于項(xiàng)目的成本和功能影響是最大的，而優(yōu)化設(shè)計(jì)的費(fèi)用是最低的；而在項(xiàng)目后期優(yōu)化對(duì)于成本和功能影響在逐漸變小，而優(yōu)化設(shè)計(jì)的費(fèi)用卻逐步增高。出于上述原因，在項(xiàng)目的前期應(yīng)當(dāng)盡早應(yīng)用BIM技術(shù)。
BIM技術(shù)應(yīng)用在項(xiàng)目前期的工作有很多，包括現(xiàn)狀建模與模型維護(hù)、場(chǎng)地分析、成本估算、階段規(guī)劃、規(guī)劃編制、建筑策劃等。
1.投資估算：應(yīng)用BIM系統(tǒng)強(qiáng)大的信息統(tǒng)計(jì)功能，在方案階段可運(yùn)用數(shù)據(jù)指標(biāo)等方法獲得較為準(zhǔn)確的土建工程量及土建造價(jià)，同時(shí)可用于不同方案的對(duì)比，可以快速得出成本的變動(dòng)情況，權(quán)衡出不同方案的造價(jià)優(yōu)劣，為項(xiàng)目決策提供重要而準(zhǔn)確的依據(jù)。BIM技術(shù)可運(yùn)用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行投資估算，這大大減輕了造價(jià)工程師的計(jì)算工作量，造價(jià)工程師可節(jié)省時(shí)間從事更有價(jià)值的工作如確定施工方案、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等，進(jìn)一步能細(xì)致考慮施工中許多節(jié)約成本等專業(yè)問(wèn)題，這些對(duì)于編制高質(zhì)量的預(yù)算來(lái)說(shuō)非常重要。
2.現(xiàn)狀模型：根據(jù)現(xiàn)有的資料把現(xiàn)狀圖紙導(dǎo)入到基于BIM技術(shù)的軟件中，創(chuàng)建出道路、建筑物、河流、綠化以及高程的變化起伏，并根據(jù)規(guī)劃條件創(chuàng)建出本地塊的用地紅線及道路紅線，并生成面積指標(biāo)。
3.總圖規(guī)劃：在現(xiàn)狀模型的基礎(chǔ)上根據(jù)容積率、綠化率、建筑密度等建筑控制條件創(chuàng)建工程的建筑體塊各種方案，創(chuàng)建體量模型。做好總圖規(guī)劃、道路交通規(guī)劃、綠地景觀規(guī)劃、豎向規(guī)劃以及管線綜合規(guī)劃。
4.環(huán)境評(píng)估：根據(jù)項(xiàng)目的經(jīng)緯度，借助相關(guān)的軟件采集此地的太陽(yáng)及氣候數(shù)據(jù)，并基于BIM模型數(shù)據(jù)利用相關(guān)的分析軟件進(jìn)行氣候分析，對(duì)方案進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)估，包括日照環(huán)境影響、風(fēng)環(huán)境影響、熱環(huán)境影響、聲環(huán)境影響等評(píng)估。某些項(xiàng)目還需要進(jìn)行交通影響模擬。
(二)設(shè)計(jì)階段
BIM在建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍非常廣泛，無(wú)論在設(shè)計(jì)方案論證，還是在設(shè)計(jì)創(chuàng)作、協(xié)同設(shè)計(jì)、建筑性能分析、結(jié)構(gòu)分析，以及在綠色建筑評(píng)估、規(guī)范驗(yàn)證、工程量統(tǒng)計(jì)等許多方面都有廣泛的應(yīng)用。
1.設(shè)計(jì)方案論證：BIM三維模型展示的設(shè)計(jì)效果十分方便評(píng)審人員、業(yè)主對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估，甚至可以就當(dāng)前設(shè)計(jì)方案討論施工可行性以及如何削減成本、縮短工期等問(wèn)題，可最修改方案提供切實(shí)可行的方案。由于是用可視化方式進(jìn)行，可獲得來(lái)自最終用戶和業(yè)主的積極反饋，使決策的時(shí)間大大減少，促成共識(shí)。
2.設(shè)計(jì)創(chuàng)作：由于在BIM軟件中組成整個(gè)設(shè)計(jì)的就是門(mén)、窗、墻體等單個(gè)3D構(gòu)件元素，則設(shè)計(jì)過(guò)程就是不斷確定和修改各種構(gòu)件的參數(shù)，而這些建筑構(gòu)件在軟件中是數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、智能互動(dòng)的。而最終設(shè)計(jì)成果的交付就是BIM模型，所有平、立、剖二維圖紙都可以根據(jù)模型隨意生成，由于圖紙來(lái)源都是同一個(gè)BIM模型，所以所有圖紙和圖表數(shù)據(jù)都是互相關(guān)聯(lián)的，也是實(shí)時(shí)互動(dòng)的，從根本上避免了不同視圖不同專業(yè)圖紙出現(xiàn)的不一致現(xiàn)象。
3.協(xié)同設(shè)計(jì)：BIM技術(shù)使不同專業(yè)的甚至是身處異地的設(shè)計(jì)人員都能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在同一個(gè)BIM 模型上展開(kāi)協(xié)同設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)能夠協(xié)調(diào)進(jìn)行。以往各專業(yè)各視角之間不協(xié)調(diào)的事情時(shí)有發(fā)生，即使花費(fèi)了大量人力物力對(duì)圖紙進(jìn)行審查仍然不能把不協(xié)調(diào)的問(wèn)題全部改正。有些問(wèn)題到了施工過(guò)程才能發(fā)現(xiàn)，給材料、成本、工期造成了很大的損失。應(yīng)用BIM技術(shù)以及BIM服務(wù)器，通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)和可視化分析就可以及時(shí)解決上述設(shè)計(jì)中的不協(xié)調(diào)問(wèn)題，保證了后期施工的順利進(jìn)行。
4.綠色建筑評(píng)估：BIM模型中包含了用于建筑性能分析的各種數(shù)據(jù)，只要數(shù)據(jù)完備，將數(shù)據(jù)通過(guò)IFC、gbXML等交換格式輸入到相關(guān)的分析軟件中，即可進(jìn)行當(dāng)前項(xiàng)目的節(jié)能分析、采光分析、日照分析、通風(fēng)分析以及最終的綠色建筑評(píng)估。
5.工程量統(tǒng)計(jì)：BIM模型信息的完備性大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)階段對(duì)工程量的統(tǒng)計(jì)工作，模型的每個(gè)構(gòu)件都和BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的成本庫(kù)相關(guān)聯(lián)，當(dāng)設(shè)計(jì)師在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行變更時(shí)，成本估算都會(huì)實(shí)時(shí)更新。
在用二維CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，繪圖的工作量很大，設(shè)計(jì)師無(wú)法花很多時(shí)間對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行靜心推敲。應(yīng)用BIM技術(shù)，只要完成了設(shè)計(jì)構(gòu)想，確定了BIM模型的最后構(gòu)成，馬上就可以根據(jù)模型生成各種施工圖，而且由于BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性，后期調(diào)整設(shè)計(jì)的工作量是很小的，這樣設(shè)計(jì)質(zhì)量和圖紙質(zhì)量都得到了保障。
(三)施工階段
BIM技術(shù)在施工階段可以有如下多個(gè)方面的應(yīng)用：3D協(xié)調(diào)/管線綜合、支持深化設(shè)計(jì)、場(chǎng)地使用規(guī)劃、施工系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度模擬、施工組織模擬、數(shù)字化建造、施工質(zhì)量與進(jìn)度監(jiān)控、物料跟蹤等。
1.碰撞綜合協(xié)調(diào)：在施工開(kāi)始前利用BIM模型的可視化特性對(duì)各個(gè)專業(yè)（建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、機(jī)電、消防、電梯等）的設(shè)計(jì)進(jìn)行空間協(xié)調(diào)，檢查各個(gè)專業(yè)管道之間的碰撞以及管道與結(jié)構(gòu)的碰撞。如發(fā)現(xiàn)碰撞及時(shí)調(diào)整，這樣就較好地避免施工中管道發(fā)生碰撞和拆除重新安裝的問(wèn)題。
2.施工方案分析：在BIM模型上對(duì)施工計(jì)劃和施工方案進(jìn)行分析模擬，充分利用空間和資源整合，消除沖突，得到最優(yōu)施工計(jì)劃和方案。特別是對(duì)于新形式、新結(jié)構(gòu)、新工藝和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，可以充分利用BIM的參數(shù)化和可視化特性對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工流程、結(jié)構(gòu)拆解、配套工器具等角度的分析模擬，可以改進(jìn)施工方案實(shí)現(xiàn)可施工性，以達(dá)到降低成本、縮短工期、減少錯(cuò)誤和浪費(fèi)的目的。
3.數(shù)字化建造：數(shù)字化建造的前提是詳盡的數(shù)字化信息，而B(niǎo)IM模型的構(gòu)件信息都以數(shù)字化形式存儲(chǔ)。例如像數(shù)控機(jī)床這些用數(shù)字化建造的設(shè)備需要的就是描述構(gòu)件的數(shù)字化信息，這些數(shù)字化信息為數(shù)控機(jī)床提供了構(gòu)件精確的定位信息，為建造提供了必要條件。
4.施工科學(xué)管理：通過(guò)BIM技術(shù)與3D激光掃描、視頻、圖片、GPS、移動(dòng)通訊、RFID（二維碼等射頻識(shí)別技術(shù)）、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的集成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)件、設(shè)備以及施工進(jìn)度和質(zhì)量的實(shí)時(shí)跟蹤。另外通過(guò)BIM技術(shù)和管理信息系統(tǒng)的集成，可以有效支持造價(jià)、采購(gòu)、庫(kù)存、財(cái)務(wù)等的動(dòng)態(tài)精確管理，減少庫(kù)存開(kāi)支，在竣工時(shí)可以生成項(xiàng)目竣工模型和相關(guān)文件，有利于后續(xù)的運(yùn)營(yíng)管理。并且業(yè)主、設(shè)計(jì)方、預(yù)制廠商、材料供應(yīng)商等可利用BIM模型的信息集成化與施工方進(jìn)行溝通，提高效率減少錯(cuò)誤。
總的來(lái)說(shuō)，應(yīng)用BIM技術(shù)可以為建筑施工帶來(lái)新的面貌。
(四)運(yùn)營(yíng)階段
在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段BIM可以有如下這些方面的應(yīng)用：竣工模型交付；維護(hù)計(jì)劃；建筑系統(tǒng)分析；資產(chǎn)管理；空間管理與分析；防災(zāi)計(jì)劃與災(zāi)害應(yīng)急模擬。
竣工模型交付與維護(hù)計(jì)劃：施工方竣工后對(duì)BIM模型進(jìn)行必要的測(cè)試和調(diào)整再向業(yè)主提交，這樣運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理方得到的不只是設(shè)計(jì)和竣工圖紙，還能得到反映真實(shí)狀況的BIM模型，里面包含了施工過(guò)程記錄、材料使用情況、設(shè)備的調(diào)試記錄以及狀態(tài)等資料。BIM能將建筑物空間信息、設(shè)備信息和其他信息有機(jī)地整合起來(lái)，結(jié)合運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢(shì)，合理制定運(yùn)營(yíng)、管理、維護(hù)計(jì)劃，盡可能降低運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的突發(fā)事件。
資產(chǎn)管理：通過(guò)BIM建立維護(hù)工作的歷史紀(jì)錄，可以對(duì)設(shè)施和設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，對(duì)一些重要設(shè)備的適用狀態(tài)提前預(yù)判，并自動(dòng)根據(jù)維護(hù)記錄和保養(yǎng)計(jì)劃提示到期需保養(yǎng)的設(shè)備和設(shè)施，對(duì)故障的設(shè)備從派工維修到完工驗(yàn)收、回訪等均進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)過(guò)程化管理。另外如果基于BIM的資產(chǎn)管理系統(tǒng)能和諸如停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，實(shí)行集中后臺(tái)控制與管理，則能很好地解決資產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)查詢和實(shí)時(shí)定位，并且實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)、互通和信息共享。
防災(zāi)模擬：基于BIM模型豐富的信息，可以將模型以IFC等交換格式導(dǎo)入災(zāi)害模擬分析軟件，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，制定防災(zāi)措施與應(yīng)急預(yù)案。災(zāi)害發(fā)生后，將BIM模型以可視化方式提供給救援人員，讓救援人員迅速找到合適救災(zāi)路線，提高救災(zāi)成效。
空間管理：應(yīng)用BIM技術(shù)可以處理各種空間變更的請(qǐng)求，合理安排各種應(yīng)用的需求，并記錄空間的使用、出租、退租的情況，實(shí)現(xiàn)空間的全過(guò)程管理。
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