關于BIM建筑軟件的若干思考

宗 亮， 鄧麗瓊

(江西應用技術職業學院土木工程系，江西贛州341000)

關于BIM建筑軟件的若干思考

宗 亮， 鄧麗瓊

(江西應用技術職業學院土木工程系，江西贛州341000)

隨著近十年計算機技術的突飛猛進，BIM軟件技術產生并有了長足的發展，BIM技術已經在國內外一些大型的項目上得到了應用，由BIM引起建筑領域的巨大變革正初現端倪。然而BIM設計軟件中的模型信息互轉與數據變更機制、專業構件的關聯性與階段信息的流動性、建筑軟件提供的設計方式、多專業協同等等方面都存在著眾多不足。文章針對以上的不足，從信息來源、應用與維護、模型建立以及其與現代技術關系的幾個方面入手，提出了幾點淺顯的看法。

BIM； 建筑軟件； 信息

1 BIM軟件概述

BIM (建筑信息模型)，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點。

建筑信息模型的五大特點決定BIM軟件不是簡單地將數字信息進行集成，而是將數字信息集成、管理與應用，可以狹隘的說BIM軟件是一個信息管理的系統工程。在建筑工程整個生命周期中，建筑信息模型可以實現集成管理，使數字信息具有關聯性又具有自由流動性。建筑數據信息會建立各種關聯，通過各種關聯使建筑模型在不同行業內具有不同的展示形式，在建筑生命周期內的不同階段也有不同的核心數據。BIM軟件需要管理的模型是一個既包括建筑物的信息模型，同時又包括建筑工程項目管理行為的模型。

2 BIM軟件信息

2.1 BIM軟件信息特點——流動性、多面性、關聯性

信息是BIM軟件不可或缺的部分，信息來源于方案與設計階段的模型信息，施工與監控階段構件信息，運維與養護階段的物業信息……

BIM信息的來源是“分布式”的，圍繞不同專業核心建立起不同專業的建筑信息。分布式信息一個主要的難點是信息整合，每個階段的每個單位(專業)信息保持時效，同時還要保證與不同階段的其他專業信息關聯。不同專業之間的信息需要有一個互通標準和傳遞機制才能建立關聯并保證有效信息更改與更新，這個互通機制與變更過程就叫做多專業協同。

不同項目階段需要得到的建筑信息可以不同，這樣就要求BIM軟件信息具有流動性，不同專業出發點想要得到展示的建筑信息也不相同，使得BIM信息具有多面性。使用BIM軟件的每一個相關單位(專業)都希望BIM能管理本單位(專業)的建筑信息，同時還希望能在需要的時候與其他單位(專業)的信息進行互通，這樣就要求BIM信息具有關聯性。流動性、多面性、關聯性是BIM信息三個最基本的特點。

針對以上BIM信息的特點，BIM軟件在設計底層時做成一個大容器，以一個數據文件存在。各種各樣的專業信息要能寫入其中，專業信息需要遵守容器統一的寫入寫出規則，也叫信息的序列化。容器里邊的專業信息想要有一定的關聯性，決定信息有一個串聯的主線，這個主線必須存在于整個建筑全生命周期內，這個主線就是專業內最小建模粒度—專業建筑構件。不同專業的最小建模粒度不同，譬如說同樣是門，結構與建筑裝修的表現形式是不同的，也就是最小建模粒度不同。結構只是要表現有個墻洞，建筑裝修或許會精確到門上把手，而后期物業會更加詳細地在建筑裝修的基礎上補充把手的型號、生產以及維修信息。這樣一個容器內的信息靠這條主線就串聯起來了。

每個專業在專業內劃分屬于自己的最小建模粒度的專業構件，在專業內進行軟件設計時可以作為一個父類，這個父類的每個實例都要保證唯一性，其他的建筑專業信息會以這個父類為基礎繼承出帶有本專業信息的子類。上邊的例子中結構不需要建立把手這樣的專業構件，而建筑裝修需要建立把手這樣的專業構件，物業或許需要繼承建筑裝修的把手專業構件，繼續豐富把手信息。

2.2 BIM軟件的核心數據與冗余信息

美國Gehry Technology的BIM專業人員談到關于BIM的項目經驗:每一個項目都完全在電腦中模擬，從造型設計分析到建材造價施工組織等等，通常需要數十萬小時的員工工作時間，最終一個項目的文件信息量總在數萬GB之上。如果BIM軟件會產生這樣的BIM，那與傳統建筑軟件相比不會具有多大優勢，而且產生許多新的問題，把簡單問題復雜化。BIM要保證這樣的理念，保證核心數據與信息完備，冗余數據根據核心數據值變化而改變，同時冗余數據內容隨項目階段或專業的變化而改變。要做到不僅讓BIM軟件信息量盡可能的多，而同時又要保證存儲文件盡可能的小，同時要保證可視化這個特點能夠充分顯現，模型操作流暢自如，這樣的軟件才是具有“活”路的軟件，這樣的BIM才是“活”的出路。還要求操作運行自如流暢。

再次強調BIM軟件不能是模型信息簡單的堆砌與集成，它是建筑信息模型的整合、優化和再利用!BIM應該是一個開放式的協作建筑信息模型平臺，允許在這個BIM平臺上有各式各樣的眾多的工具軟件，或者通過標準化接口，各種工具軟件能夠得到寫入寫出本專業需要的信息，在設計軟件時就應該考慮到這一點。

3 BIM軟件幾個容易忽略的衍生功能

3.1 模型信息查看

BIM信息的幾個特點使得建筑模型具有動態性的特點，模型的輸出或打印在現階段只能是某一時刻的瞬態。模型的多維性與信息的復雜性，使得模型信息查看也成為需要考慮的問題，首先可以考慮模型信息局部導出，其次具備局部信息查看功能。軟件是不只是能寫入信息，方便的查看信息也很重要。

3.2 模型自檢查

模型檢查可以是信息錄入合理性檢查，發生在建筑模型建立階段；也可以是模型是否符合規范的檢查，發生在建筑模型的審圖階段。設計人員的構件合理不合理，是違反制圖標準還是違反建筑規范。不同階段的模型檢查不同，施工階段或者甲方需要檢查的內容是模型有沒有按照自己既定要求建立。

3.3 標準化的模型接口

這個功能很重要，因為BIM本就是個動態信息管理軟件，管理的信息具有時效性，所以永遠也不可能寫出一個包括所有信息的大而全BIM軟件，在發展的過程中總是會借助于其他既有工具軟件來進行方便的工作，那么標準化模型接口就變成BIM平臺一個重要導入導出信息手段。在數字化革命前沿，標準化總是專家學者們考慮最多的問題，這也說明了它的重要性。

以上幾個功能，模型信息查看、模型自檢查不論是通過平臺本身展示，還是通過標準化接口輸出查看，這些都是實現模型信息方便查看的手段，就像3D電視一樣，有裸眼的，也有需要配備3D眼鏡的，功能一定要有，只不過查看的方式不一樣罷了。

4 BIM與現代建筑工藝與科技技術

2011年，住房和城鄉建設部印發《2011～2015年建筑業信息化發展綱要》。針對專項信息技術應用，《綱要》要求加快推廣BIM、協同設計、移動通訊、無線射頻、虛擬現實、4D項目管理等技術在勘察設計、施工和工程項目管理中的應用，改進傳統的生產與管理模式，提升企業的生產效率和管理水平。由此可見，BIM技術與現代的建筑工藝與科技技術在建筑領域是聯系在一起的，而且是相輔相成，相互促進的。

4.1 裝配式建筑

裝配式建筑是指用預制的構件在工地裝配而成的建筑。這種建筑的優點是建造速度快，受氣候條件制約小，節約勞動力并可提高建筑質量。裝配式生成要求建筑構件有統一的標準或者規格，這樣是不是會對建筑造型有所限制呢?答案是否定的。相反，裝配式建筑生產方式會促進BIM在信息標準化方面的進步。像汽車領域，零配件的標準化與規格化，不會使汽車設計成為固定模型，相反會延伸出很多的造型。統一裝配使建筑有了更好的結構力學支撐，更強的抗震性能，使得建筑師在造型上會更加的大膽。

裝配式建筑強調完善建筑行業與企業信息化標準體系和相關的信息化標準，注重推動信息資源整合，提高信息綜合利用水平。BIM在信息化標準方面會因為裝配式建筑受益。后期的建筑設計直接與裝配式建筑構件工廠數據共用，建筑設計(包括結構、水暖電專業)后的建筑模型會通過BIM軟件直接發送到裝配式建筑構件工廠工人手中，生產工人在生產完畢時，已經通過射頻技術，把構件的材料信息與生產信息錄入信息模型中，當然兩種信息如果已建立起了關聯也可以單獨保存。

4.2 射頻技術(RFID )、物聯網與3D技術

物聯網(IOT, Internet Of Things)指的是將各種信息傳感設備，如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。其中關鍵技術是RFID電子標簽技術。通過裝置在各類物體上的電子標簽(RFID) ,傳感器、二維碼等經過接口與無線網絡相連，從而給物體賦予智能。

BIM中的工程材料動態管理完全符合物聯網的監控管理方式。通過物聯網與射頻技術能夠快速獲得建筑構件的信息，包括模型信息、材料信息，以及生產信息等等，建立起計算機模型與實際構件的關聯關系，減少因豐富信息而需要的人工消耗。同時更好的便于使用中建筑的物業維護。

未來3D技術(3D顯示與3D打印技術)的發展，也會對BIM的三維設計帶來巨大的發展。

5 小結與展望

本文介紹了BIM軟件設計的幾點想法，主要是由BIM中的信息引發而來的，在未來物聯網與射頻技術更會為BIM帶來一個新的發展時期，BIM的信息更加需要一個傳輸與互通標準。而建筑裝配式生成方式的到來會推動BIM信息傳輸與互通接口標準化的發展，構件的標準化不會限制建筑的造型，相反會極大的縮短建筑工期，并極大促進建筑設計的三維造型。

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[4] 張雷，姜立，葉敏青，等.基于BIM技術的綠色建筑預評系統研究[J].土木建筑工程信息技術，2011(1)：31-35.

宗亮(1980～)，男，碩士，講師，研究方向:建筑工程；鄧麗瓊(1983～)，女，碩士，講師，研究方向:工程管理。

TU17

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[定稿日期]2015-07-03