隨著信息技術(shù)的發(fā)展，3D數(shù)字化信息早已融入大眾生活的方方面面，在影視傳媒、工業(yè)制造、網(wǎng)絡通信等領(lǐng)域帶來的變革尤為明顯。與此同時，3D技術(shù)正逐步滲入到整個工程建設行業(yè)和數(shù)字化運營管理領(lǐng)域，未來影響行業(yè)發(fā)展的最重要的一項數(shù)字化技術(shù)將是BIM。

在過去的20多年中，CAD技術(shù)的普及和推廣使建筑師、工程師們甩掉圖板，從傳統(tǒng)的手工繪圖、設計和計算中解放出來，可以說是工程設計領(lǐng)域的第一次數(shù)字革命。而現(xiàn)在，建筑信息模型(BIM)的出現(xiàn)將引發(fā)整個工程建設領(lǐng)域的第二次數(shù)字革命。BIM不僅帶來現(xiàn)有技術(shù)的進步和更新?lián)Q代，它也間接影響了生產(chǎn)組織模式和管理方式，并將更長遠地影響人們思維模式的轉(zhuǎn)變。

BIM作為一項即將引領(lǐng)建筑行業(yè)的新興技術(shù)，對于BIM新手而言，除了翻模，還可以做什么呢？

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場地分析

場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素，是確定建筑物的空間方位和外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯(lián)系的過程。在規(guī)劃階段，場地的地貌、植被、氣候條件都是影響設計決策的重要因素，往往需要通過場地分析來對景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進行評價及分析。

傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端。通過BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)對場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進行建模，可迅速得出較準確的分析結(jié)果，幫助項目在規(guī)劃階段評估場地的使用條件和特點，從而作出新建項目最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、建筑布局等關(guān)鍵決策。

空間管理

空間管理是為節(jié)省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好的工作生活環(huán)境而對建筑空間所進行的管理。BIM不僅可以用于有效管理建筑設施及資產(chǎn)等資源，也可以幫助管理團隊記錄空間使用情況，處理最終用戶要求空間變更的請求，分析現(xiàn)有空間的使用情況，合理分配建筑物空間，確保對空間資源的最大利用。

BIM模型維護

BIM模型維護是指根據(jù)項目建設進度建立和維護BIM模型，使用BIM平臺匯總各項目團隊所有的建筑工程信息，消除項目中的信息孤島，并將得到的信息結(jié)合三維模型進行整理和儲存，以備項目全過程中項目各相關(guān)利益方隨時共享。

BIM的用途決定了BIM模型細節(jié)的精度，但僅靠一個BIM工具并不能完成所有的工作。所以，目前業(yè)內(nèi)主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程項目現(xiàn)有條件和使用用途的BIM模型。這些模型根據(jù)需要大致可分為：設計模型、施工模型、進度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。

方案論證

在方案論證階段，項目投資方可以使用BIM來評估設計方案的布局、視野、照明、安全、人體工程學、聲學、紋理、色彩及規(guī)范的遵守情況。BIM甚至可以做到建筑局部的細節(jié)推敲，迅速分析設計和施工中可能需要應對的問題。

方案論證階段還可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解決方案供項目投資方進行選擇，通過數(shù)據(jù)對比和模擬分析，找出不同解決方案的優(yōu)缺點，幫助項目投資方迅速評估建筑投資方案的成本和時間。

對設計師來說，通過BIM來評估所設計的空間，可以獲得較高的互動效應，以便從使用者和業(yè)主方獲得積極的反饋。設計的實時修改往往基于最終用戶的反饋，在BIM平臺下，項目各方關(guān)注的焦點問題比較容易得到直觀的展現(xiàn)并迅速達成共識，相應地，需要決策的時間也會減少。

建筑策劃

建筑策劃是在總體規(guī)劃目標確定后，根據(jù)定量分析得出設計依據(jù)的過程。建筑策劃利用對建設目標所處社會環(huán)境及相關(guān)因素的邏輯數(shù)理分析，研究項目任務書對設計的合理導向，制定和論證建筑設計依據(jù)，科學地確定設計的內(nèi)容，并尋找達到這一目標的科學方法。在這一過程中，除了運用建筑學的原理，借鑒過去的經(jīng)驗和遵守規(guī)范，更重要的是要以實態(tài)調(diào)查為基礎，用計算機等現(xiàn)代化手段對目標進行研究。BIM能夠幫助項目團隊在建筑規(guī)劃階段，通過對空間進行分析來理解復雜空間的標準和法規(guī)，從而節(jié)省時間，并提供對團隊更多增值活動的可能。特別是在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時，能借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù)，作出關(guān)鍵性的決定。

BIM在建筑策劃階段的應用成果還可以幫助建筑師在建筑設計階段隨時查看初步設計是否符合業(yè)主的要求，是否滿足建筑策劃階段得到的設計依據(jù)，通過BIM連貫的信息傳遞或追溯，大大減少之后詳圖設計階段發(fā)現(xiàn)問題需要修改設計的巨大浪費。

協(xié)同設計

協(xié)同設計是一種新興的建筑設計方式，它可以使分布在不同地理位置的不同專業(yè)的設計人員通過網(wǎng)絡的協(xié)同展開設計工作。現(xiàn)有的協(xié)同設計主要是基于CAD平臺，并不能充分實現(xiàn)專業(yè)間的信息交流，這是因為CAD的通用文件格式僅僅是對圖形的描述，無法加載附加信息，導致專業(yè)間的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性。

BIM使得協(xié)同不再是簡單的文件參照，BIM技術(shù)為協(xié)同設計提供底層支撐，大幅提升協(xié)同設計的技術(shù)含量。借助BIM的技術(shù)優(yōu)勢，協(xié)同的范疇也從單純的設計階段擴展到建筑全生命周期，需要規(guī)劃、設計、施工、運營等各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，帶來綜合效益的大幅提升。

可視化設計

3Dmax、Sketchup這些三維可視化設計軟件的出現(xiàn)有力地彌補了業(yè)主及最終用戶因缺乏對傳統(tǒng)建筑圖紙的理解能力而造成的和設計師之間的交流鴻溝，但由于這些軟件設計理念和功能上的局限，使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲還是用于階段性的效果圖展現(xiàn)，與真正的設計方案之間都存在相當大的差距。

對于設計師而言，除了用于前期推敲和階段展現(xiàn)，大量的設計工作還是要基于傳統(tǒng)CAD平臺，使用平、立、剖等三視圖的方式表達和展現(xiàn)自己的設計成果。這種由于工具原因造成的信息割裂，在遇到項目復雜、工期緊的情況下，非常容易出錯。

BIM的出現(xiàn)使得設計師不僅擁有了三維可視化的設計工具，所見即所得，更重要的是通過工具的提升，使設計師能使用三維的思考方式來完成建筑設計，同時，也使業(yè)主及最終用戶真正擺脫技術(shù)壁壘的限制，隨時知道自己的投資能獲得什么。

工程量統(tǒng)計

BIM是一個富含工程信息的數(shù)據(jù)庫，可以真實地提供造價管理需要的工程量信息，借助這些信息，計算機可以快速對各種構(gòu)件進行統(tǒng)計分析，大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯誤，非常容易實現(xiàn)工程量信息與設計方案的完全一致。

通過BIM獲得的準確的工程量統(tǒng)計可以用于前期設計過程中的成本估算、在業(yè)主預算范圍內(nèi)不同設計方案的探索或者不同設計方案建造成本的比較以及施工開始前的工程量預算和施工完成后的工程量決算。

性能化分析

利用計算機進行建筑物理性能化分析始于20世紀60年代甚至更早在CAD時代，無論什么樣的分析軟件都必須通過手工的方式輸入相關(guān)數(shù)據(jù)才能開展分析計算，而操作和使用這些軟件不僅需要專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過培訓才能完成，同時由于設計方案的調(diào)整，造成原本就耗時耗力的數(shù)據(jù)錄入工作需要經(jīng)常性的重復錄入或者校核，導致包括建筑能量分析在內(nèi)的建筑物理性能化分析通常被安排在設計的最終階段，成為一種象征性的工作，使建筑設計與性能化分析計算之間嚴重脫節(jié)。

利用BIM技術(shù)，建筑師在設計過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設計信息(幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等)，只要將模型導入相關(guān)的性能化分析軟件，就可以得到相應的分析結(jié)果，原本需要專業(yè)人士花費大量時間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程，通過BIM技術(shù)可以自動完成，大大降低了性能化分析的周期，提高了設計質(zhì)量，同時，也使設計公司能夠為業(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務。

竣工模型交付

建筑作為一個系統(tǒng)，當完成建造過程準備投入使用時，首先需要對建筑進行必要的測試和調(diào)整，以確保它可以按照當初的設計來運營。在項目完成后的移交環(huán)節(jié)，物業(yè)管理部門需要得到的不只是常規(guī)的設計圖紙、竣工圖紙，還需要能正確反映真實的設備狀態(tài)、材料安裝使用情況等與運營維護相關(guān)的文檔和資料。

BIM能將建筑物空間信息和設備參數(shù)信息有機地整合起來，從而為業(yè)主獲取完整的建筑物全局信息提供途徑。通過BIM與施工過程記錄信息的關(guān)聯(lián)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)包括隱蔽工程資料在內(nèi)的竣工信息集成，不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利，并且可以在未來進行的翻新、改造、擴建過程中為業(yè)主及項目團隊提供有效的歷史信息。

管線綜合

隨著建筑物規(guī)模和使用功能復雜程度的增加，無論設計企業(yè)還是施工企業(yè)甚至是業(yè)主對機電管線綜合的要求愈加強烈。利用BIM技術(shù)，通過搭建各專業(yè)的BIM模型，設計師能夠在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設計中的碰撞沖突，從而大大提高了管線綜合的設計能力和工作效率。這不僅能及時排除項目施工環(huán)節(jié)中可能遇到的碰撞沖突，顯著減少由此產(chǎn)生的變更申請單，更大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，降低了由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長和工期延誤。

施工進度模擬

建筑施工是一個高度動態(tài)的過程，隨著建筑工程規(guī)模不斷擴大，復雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為復雜。

通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。4D施工模擬技術(shù)可以在項目建造過程中合理制定施工計劃、精確掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質(zhì)量進行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。

此外，借助4D模型，施工企業(yè)在工程項目投標中將獲得競標優(yōu)勢，BIM可以協(xié)助評標專家從4D模型中很快了解投標單位對投標項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計劃是否基本合理等，從而對投標單位的施工經(jīng)驗和實力作出有效評估。

施工組織模擬

施工組織是對施工活動實行科學管理的重要手段，它決定了各階段的施工準備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)了施工過程中各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關(guān)系。施工組織設計是用來指導施工項目全過程各項活動的技術(shù)、經(jīng)濟和組織的綜合性解決方案，是施工技術(shù)與施工項目管理有機結(jié)合的產(chǎn)物。

通過BIM可以對項目的重點或難點部分進行可見性模擬，按月、日、時進行施工安裝方案的分析優(yōu)化。對于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導措施進行模擬和分析，以提高計劃的可行性;也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計劃進行預演以提高復雜建筑體系的可造性。

借助BIM對施工組織的模擬，項目管理方能夠非常直觀地了解整個施工安裝環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和安裝工序，并清晰把握在安裝過程中的難點和要點，施工方也可以進一步對原有安裝方案進行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。

建筑系統(tǒng)分析

建筑系統(tǒng)分析是對照業(yè)主使用需求及設計規(guī)定來衡量建筑物性能的過程，包括機械系統(tǒng)如何操作和對建筑物能耗分析、內(nèi)外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的評估。

BIM結(jié)合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件，避免了重復建立模型和采集系統(tǒng)參數(shù)。通過BIM可以驗證建筑物是否按照特定的設計規(guī)定和可持續(xù)標準建造，通過這些分析模擬，最終確定、修改系統(tǒng)參數(shù)甚至系統(tǒng)改造計劃，以提高整個建筑的性能。

維護計劃

在建筑物使用壽命期間，建筑物結(jié)構(gòu)設施(如墻、樓板、屋頂?shù)?和設備設施(如設備、管道等)都需要不斷得到維護。一個成功的維護方案將提高建筑物性能，降低能耗和修理費用，進而降低總體維護成本。

BIM模型結(jié)合運營維護管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護工作，以降低建筑物在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對一些重要設備還可以跟蹤其維護工作的歷史記錄，以便對設備的使用狀態(tài)提前作出判斷。

資產(chǎn)管理

一套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效提升建筑資產(chǎn)或設施的管理水平，但由于建筑施工和運營的信息割裂，使得這些資產(chǎn)信息需要在運營初期依賴大量的人工操作來錄入，而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯誤。

BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準備方面的時間及人力投入。此外，由于傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)本身無法準確定位資產(chǎn)位置，通過BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標簽芯片還可以使資產(chǎn)在建筑物中的定位及相關(guān)參數(shù)信息一目了然。

災難應急模擬

利用BIM及相應災害分析模擬軟件，可以在災害發(fā)生前，模擬災害發(fā)生的過程，分析災害發(fā)生的原因，制定避免災害發(fā)生的措施，以及發(fā)生災害后人員疏散、救援支持的應急預案。當災害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息，這將有效提高突發(fā)狀況應對措施。此外樓宇自動化系統(tǒng)能及時獲取建筑物及設備的狀態(tài)信息，通過BIM和樓宇自動化系統(tǒng)的結(jié)合，使得BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部緊急狀況的位置，甚至到緊急狀況點最合適的路線，救援人員可以由此做出正確的現(xiàn)場處置，提高應急行動的成效。

數(shù)字化建造

制造行業(yè)目前的生產(chǎn)效率極高，其中部分原因是利用數(shù)字化數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)了制造方法的自動化。同樣，BIM結(jié)合數(shù)字化制造也能夠提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率。通過BIM模型與數(shù)字化建造系統(tǒng)的結(jié)合，建筑行業(yè)也可以采用類似的方法來實現(xiàn)建筑施工流程的自動化。

建筑中的許多構(gòu)件可以異地加工，然后運到建筑施工現(xiàn)場，裝配到建筑中(例如門窗、預制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件)。通過數(shù)字化建造，可以自動完成建筑物構(gòu)件的預制，這些通過工廠精密機械技術(shù)制造出來的構(gòu)件不僅降低了建造誤差，并且大幅度提高構(gòu)件制造的生產(chǎn)率，使得整個建筑建造的工期縮短并且容易掌控。

BIM模型直接應用于制造環(huán)節(jié)，可以在制造商與設計人員之間形成一種自然的反饋循環(huán)，即在建筑設計流程中提前考慮盡可能多地實現(xiàn)數(shù)字化建造。同樣，與參與競標的制造商共享構(gòu)件模型也有助于縮短招標周期，便于制造商根據(jù)設計要求的構(gòu)件用量編制更為統(tǒng)一的投標文件。同時，標準化構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題，降低不斷上升的建造、安裝成本。

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷研發(fā)與提高，建筑大數(shù)據(jù)的趨勢不可阻擋。BIM代表著新的概念和做法，它不但可以大幅改變傳統(tǒng)工程進行模式和商務架構(gòu)，也會大大減少各種重復作業(yè)的浪費和建筑行業(yè)的低效能。許多工程界大佬都會認同BIM技術(shù)的發(fā)展與應用，目前應是極佳的投入時機。

BIM近些年在國內(nèi)發(fā)展迅速，從國家到地方不斷出臺相關(guān)政策，呈現(xiàn)出繁榮發(fā)展的景象。由此看來，BIM發(fā)展趨勢和前景將不斷變好。

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