What is BIM? (Building Information Modelling) -
NBS National BIM Library
來源：筑龙网
在過去的20多年中，CAD技術的普及和推廣使建築師、工程師們甩掉圖板，從傳統的手工繪圖、設計和計算中解放出來，可以說是工程設計領域的第一次數位革命。
而現在，建築資訊模型（BIM）的出現，將引發整個工程建設領域的第二次數位革命。BIM不僅帶來現有技術的進步和更新換代，它也間接影響了生產組織模式和管理方式，並將更長遠地影響人們思維模式的轉變。
BIM技術的核心，是透過在電腦建立，虛擬的建築工程三維模型，同時利用數位化技術為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建築工程資訊庫。該資訊庫不僅包含描述建築物構件的幾何資訊、專業屬性及狀態資訊，還包含了非構件對象（例如空間、運動行為）的資訊。
借助這個富含建築工程資訊的三維模型，建築工程的資訊整合化程度大大提高，從而為建築工程項目的相關利益方，提供了一個工程資訊交換和共享的平台。
結合更多的相關數位化技術，BIM模型中包含的工程資訊，還可以被用於模擬建築物，在真實世界中的狀態和變化，使得建築物在建成之前，相關利益方就能對整個工程項目的成敗，做出完整的分析和評估。
隨著BIM在市場上逐漸被認可與應用，特別是近年來在國際工程建造行業，高速發展的背景下，BIM已經在國際一些大型工程項目中得到積極應用，湧現出很多成功案例。
美國BSA（Building SMART Alliance）曾經對，目前美國工程建設行業領域的BIM應用情況，做過詳細調查，並總結出目前美國市場上，BIM的25種不同應用並加以分析研究，用於指導工程項目在不同階段選擇合適的BIM應用。
台灣目前還非常缺少，在這一領域的深入研究，不過我們依然可以借鑒美國BSA對BIM應用的分類框架，結合目前BIM技術的發展現狀、市場對BIM應用的接受程度，以及工程建設行業的特點，對建築市場BIM的典型應用，進行歸納和分類。
由於東西方建築市場的差異，以及本土主流BIM軟體的欠缺，國內BIM應用在行業跨度和深度上，都和美國有一定距離，不過大的應用方向是一致的。
以下為筆者整理出來的，目前國內建築市場典型的BIM應用，一共有20個，希望和大家進行交流探討。
1.BIM模型維護
根據項目建設進度建立和維護BIM模型，實質是使用BIM平台，匯總各項目團隊所有的建築工程資訊，消除項目中的資訊孤島，並且將得到的資訊，結合三維模型進行整理和儲存，以備項目全過程中，項目各相關利益方隨時共享。
由於BIM的用途，決定了BIM模型細節的精度，同時僅靠一個BIM工具，並不能完成所有的工作，所以目前業內主要採用「分布式」BIM模型的方法，建立符合工程項目現有條件，和使用用途的BIM模型。這些模型根據需要可能包括：設計模型、施工模型、進度模型、成本模型、製造模型、操作模型等。
2.場地分析
場地分析是研究影響建築物定位的主要因素，是確定建築物的空間方位和外觀、建立建築物與周圍景觀的聯繫的過程。在規劃階段，場地的地貌、植被、氣候條件，都是影響設計決策的重要因素，往往需要透過場地分析，來對景觀規劃、環境現狀、施工配套，及建成後交通流量等，各種影響因素進行評價及分析。
傳統的場地分析，存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數據資訊等弊端，透過BIM結合地理資訊系統(簡稱GIS)，對場地及擬建的建築物，空間數據進行建模，透過BIM及GIS軟體的強大功能，迅速得出令人信服的分析結果，幫助項目在規劃階段，評估場地的使用條件和特點，從而做出新建項目最理想的場地規劃、交通流線組織關係、建築佈局等關鍵決策。
3.建築策劃
相對於根據經驗，確定設計內容及依據(設計任務書)的傳統方法，建築策劃利用對建設目標所處社會環境，及相關因素的邏輯數理分析，研究項目任務書對設計的合理導向，制定和論證建築設計依據，科學地確定設計的內容，並尋找達到這一目標的科學方法。
BIM能夠幫助項目團隊，在建築規劃階段，透過對空間進行分析，來理解複雜空間的標準和法規，從而節省時間，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及相關分析數據，做出關鍵性的決定。
BIM在建築策劃階段的應用成果，還會幫助建築師在建築設計階段，隨時查看初步設計是否符合業主的要求，是否滿足建築策劃階段得到的設計依據，透過BIM連貫的資訊傳遞或追溯，大大減少以後詳圖設計階段，發現不合格需要修改設計的巨大浪費。
4.方案論證
在方案論證階段，項目投資方可以使用BIM，來評估設計方案的佈局、視野、照明、安全、人體工程學、聲學、紋理、色彩及規範的遵守情況。
BIM甚至可以做到建築局部的細節推敲，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，透過數據對比和模擬分析，找出不同解決方案的優缺點，幫助項目投資方迅速評估建築投資方案的成本和時間。
對設計師來說，透過BIM來評估所設計的空間，可以獲得較高的互動效應，以便從使用者和業主處獲得積極的回饋。設計的即時修改，往往基於最終用戶的回饋，在BIM平台下，項目各方關注的焦點問題，比較容易得到直觀的展現，並迅速達成共識，相應的需要決策的時間，也會比以往減少。
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| Application of BIM to Campus Management – ISTAR |
5.可視化設計
3Dmax、Sketchup這些三維可視化，設計軟體的出現，有力地彌補了業主及最終用戶，因缺乏對傳統建築圖紙的理解能力，而造成的和設計師之間的交流鴻溝，但由於這些軟體設計理念和功能上的局限，使得這樣的三維可視化展現，不論用於前期方案推敲；還是用於階段性的效果圖展現，與真正的設計方案之間，都存在相當大的差距。
BIM的出現，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，更重要的是透過工具的提升，使設計師能使用三維的思考方式，來完成建築設計，同時也使業主及最終用戶，真正擺脫了技術壁壘的限制，隨時知道自己的投資能獲得什麼。
6.協同設計
協同設計是一種新興的建築設計方式，它可以使分布在不同地理位置的，不同專業的設計人員，透過網路的協同，展開設計工作。協同設計是在建築業環境發生深刻變化、建築的傳統設計方式，必須得到改變的背景下出現的，也是數位化建築設計技術，與快速發展的網路技術相結合的產物。
現有的協同設計，主要是基於CAD平台，並不能充分實現專業間的資訊交流，這是因為CAD的通用文件格式，僅僅是對圖形的描述，無法加載附加資訊，導致專業間的數據，不具有關聯性。
BIM的出現使協同，已經不再是簡單的文件參照，BIM技術為協同設計提供底層支撐，大幅提升協同設計的技術含量。借助BIM的技術優勢，協同的範疇也從單純的設計階段，擴展到建築全生命週期，需要規劃、設計、施工、營運等，各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，從而帶來綜合效益的大幅提升。
7.性能化分析
在CAD時代，無論什麼樣的分析軟體，都必須透過手工的方式，輸入相關數據，才能開展分析計算，而操作和使用這些軟體，不僅需要專業技術人員，經過教育訓練才能完成，同時由於設計方案的調整，造成原本就耗時耗力的數據錄入工作，需要經常性的重覆錄入或者校核，導致包括建築能量分析在內的，建築物理性能化分析，通常被安排在設計的最終階段，成為一種象徵性的工作，使建築設計與性能化分析計算之間嚴重脫節。
利用BIM技術，建築師在設計過程中，創建的虛擬建築模型，已經包含了大量的設計資訊(幾何資訊、材料性能、構件屬性等)，只要將模型導入相關的性能化分析軟體，就可以得到相應的分析結果，原本需要專業人士，花費大量時間輸入大量專業數據的過程，如今可以自動完成，這大大降低了性能化分析的週期，提高了設計品質，同時也使設計公司能夠為業主，提供更專業的技能和服務。
8.工程量統計
在CAD時代，由於CAD無法儲存，可以讓電腦自動計算工程項目構件的必要資訊，所以需要依靠人工，根據圖紙或者CAD文件進行測量和統計，或者使用專門的造價計算軟體，根據圖紙或者CAD文件，重新進行建模後，由電腦自動進行統計。
前者不僅需要消耗大量的人工，而且比較容易出現手工計算帶來的差錯，而後者同樣需要不斷地，根據調整後的設計方案，即時更新模型，如果滯後，得到的工程量統計數據，也往往失效了。
而BIM是一個富含工程資訊的數據庫，可以真實地提供造價管理，需要的工程量資訊，借助這些資訊，電腦可以快速對各種構件，進行統計分析，大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯誤，非常容易實現工程量資訊，與設計方案的完全一致。
透過BIM獲得的準確的工程量統計，可以用於前期設計過程中的成本估算、在業主預算範圍內，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，和施工完成後的工程量決算。
9.管線綜合
隨著建築物規模，和使用功能複雜程度的增加，無論設計企業還是施工企業，甚至是業主對機電管線，綜合的要求愈加強烈。在CAD時代，設計企業主要由建築或者機電專業牽頭，將所有圖紙列印成硫酸圖，然後各專業：降圖紙疊在一起，進行管線綜合，由於二維圖紙的資訊缺失，以及缺乏直接的交流平台，導致管線綜合成為建築施工前，讓業主最不放心的技術環節。
利用BIM技術，透過搭建各專業的BIM模型，設計師能夠在虛擬的三維環境下，方便地發現設計中的碰撞衝突，從而大大提高了管線綜合的設計能力和工作效率。
這不僅能即時排除項目施工環節中，可以遇到的碰撞；中突，顯著減少由此產生的變更申請單，更大大提高了施工現場的生產效率，降低了由於施工協調造成的成本增加和工期延誤。
10.施工進度模擬
建築施工是一個高度動態的過程，隨著建築工程規模不斷擴大，複雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為複雜。
透過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間資訊與時間資訊，整合在一個可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個建築的施工過程。
施工模擬技術可以在項目建造過程中合理制定施工計劃、4D精確掌握施工進度，優化使用施工資源，以及科學地進行場地佈置，對整個工程的施工進度、資源和品質，進行統一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高品質。
此外借助4D模型，施工企業在工程項目投標中，將獲得競標優勢，BIM可以協助評標專家，從4D模型中很快瞭解投標單位，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驗和實力作出有效評估。
此外借助4D模型，施工企業在工程項目投標中，將獲得競標優勢，BIM可以協助評標專家，從4D模型中很快瞭解投標單位，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驗和實力作出有效評估。
11.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容，協調了施工過程中，各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關係。
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、經濟和組織的綜合性解決方案，是施工技術與施工項目管理，有機結合的產物。
透過BIM可以對項目的重點或難點部分，進行可建性模擬，按月、日、時進行施工安裝方案的分析優化。對於一些重要的施工環節，或採用新施工工藝的關鍵部位、施工現場平面佈置等，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技術結合施工組織計劃，進行預演以提高複雜建築體系的可造性。
借助BIM對施工組織的模擬，項目管理方能夠非常直觀地瞭解，整個施工安裝環節的時間節點，和安裝工序，並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化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。
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| BIM team organization chart - Google 搜尋 | Building Information ... |
透過BIM可以對項目的重點或難點部分，進行可建性模擬，按月、日、時進行施工安裝方案的分析優化。對於一些重要的施工環節，或採用新施工工藝的關鍵部位、施工現場平面佈置等，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技術結合施工組織計劃，進行預演以提高複雜建築體系的可造性。
借助BIM對施工組織的模擬，項目管理方能夠非常直觀地瞭解，整個施工安裝環節的時間節點，和安裝工序，並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化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。
12.數位化建造
製造行業目前的生產效率極高，其中部分原因是利用數位化數據模型，實現了製造方法的自動化。同樣，BIM結合數位化製造，也能夠提高建築行業的生產效率。
透過BIM模型與數位化建造系統的結合，建築行業也可以採用類似的方法，來實現建築施工流程的自動化。建築中的許多構件可以異地加工，然後運到建築施工現場，裝配到建築中(例 如門窗、預製混凝土結構和鋼結構等構件)。
透過數位化建造，可以自動完成建築物構件的預製，這些透過工廠精密機械技術，製造出來的構件不僅降低了建造誤差，並且大幅度提高構件製造的生產率，使得整個建築建造的工期縮短並且容易掌控。
BIM模型直接用於製造環節，還可以在製造商與設計人員之間，形成一種自然的反饋循環，即在建築設計流程中，提前考慮盡可能多地實現數位化建造。
同樣與參與競標的製造商共享構件模型，也有助於縮短招標週期，便於製造商根據設計要求的構件用量，編制更為統一的投標文件。同時標準化構件之間的協調，也有助於減少現場發生的問題，降低不斷上升的建造、安裝成本。
透過BIM模型與數位化建造系統的結合，建築行業也可以採用類似的方法，來實現建築施工流程的自動化。建築中的許多構件可以異地加工，然後運到建築施工現場，裝配到建築中(例 如門窗、預製混凝土結構和鋼結構等構件)。
透過數位化建造，可以自動完成建築物構件的預製，這些透過工廠精密機械技術，製造出來的構件不僅降低了建造誤差，並且大幅度提高構件製造的生產率，使得整個建築建造的工期縮短並且容易掌控。
BIM模型直接用於製造環節，還可以在製造商與設計人員之間，形成一種自然的反饋循環，即在建築設計流程中，提前考慮盡可能多地實現數位化建造。
同樣與參與競標的製造商共享構件模型，也有助於縮短招標週期，便於製造商根據設計要求的構件用量，編制更為統一的投標文件。同時標準化構件之間的協調，也有助於減少現場發生的問題，降低不斷上升的建造、安裝成本。
13.物料跟蹤
隨著建築行業標準化、工廠化、數位化水平的提升，以及建築使用設備複雜性的提高，越來越多的建築及設備構件，透過工廠加工，並運送到施工現場，進行高效的組裝。
而這些建築構件及設備，是否能夠即時運到現場，是否滿足設計要求，品質是否合格，將成為整個建築施工建造過程中，影響施工計劃關鍵路徑的重要環節。
在BIM出現以前，建築行業往往借助較為成熟的物流行業的管理經驗，及技術方案(例如RFID無線射頻辨識別電子標籤)。透過RFID，可以把建築物內各個設備構件貼上標籤，以實現對這些物體的跟蹤管理，但RFID本身無法進一步，獲取物體更詳細的資訊(如生產日期、生產廠家、構件尺寸等)，而BIM模型恰好詳細記錄了建築物及構件，和設備的所有資訊。
此外BIM模型，作為一個建築物的多維度數據庫，並不擅長記錄各種構件的狀態資訊，而基於RFID技術的物流管理資訊系統，對物體的過程資訊，都有非常好的數據庫記錄和管理功能，這樣BIM與RFID正好互補，從而可以解決建築行業對日益成長的物料跟蹤，帶來的管理壓力。
而這些建築構件及設備，是否能夠即時運到現場，是否滿足設計要求，品質是否合格，將成為整個建築施工建造過程中，影響施工計劃關鍵路徑的重要環節。
在BIM出現以前，建築行業往往借助較為成熟的物流行業的管理經驗，及技術方案(例如RFID無線射頻辨識別電子標籤)。透過RFID，可以把建築物內各個設備構件貼上標籤，以實現對這些物體的跟蹤管理，但RFID本身無法進一步，獲取物體更詳細的資訊(如生產日期、生產廠家、構件尺寸等)，而BIM模型恰好詳細記錄了建築物及構件，和設備的所有資訊。
此外BIM模型，作為一個建築物的多維度數據庫，並不擅長記錄各種構件的狀態資訊，而基於RFID技術的物流管理資訊系統，對物體的過程資訊，都有非常好的數據庫記錄和管理功能，這樣BIM與RFID正好互補，從而可以解決建築行業對日益成長的物料跟蹤，帶來的管理壓力。
14.施工現場配合
BIM不僅集成了建築物的完整資訊，同時還提供了一個三維的交流環境。與傳統模式下，項目各方人員在現場，從圖紙堆中找到有效資訊後，再進行交流相比，效率大大提高。
BIM逐漸成為一個，便於施工現場各方交流的溝通平台，可以讓項目各方人員方便地協調項目方案，論證項目的可造性，及時排除風險隱憂，減少由此產生的變更，從而縮短施工時間，降低由於設計協調造成的成本增加，提高施工現場生產效率。
BIM逐漸成為一個，便於施工現場各方交流的溝通平台，可以讓項目各方人員方便地協調項目方案，論證項目的可造性，及時排除風險隱憂，減少由此產生的變更，從而縮短施工時間，降低由於設計協調造成的成本增加，提高施工現場生產效率。
15.竣工模型交付
建築作為一個系統，當完成建造過程準備投入使用時，首先需要對建築進行必要的測試和調整，以確保它可以按照當初的設計來運營。
在項目完成後的移交環節，物業管理部門需要得到的，不只是常規的設計圖紙、竣工圖紙，還需要能正確反映真實的設備狀態、材料安裝使用情況等，與營運維護相關的文檔和資料。
BIM能將建築物空間資訊，和設備參數資訊，有機地整合起來，從而為業主獲取，完整的建築物全局資訊提供途徑。
透過BIM與施工過程記錄資訊的關聯，甚至能夠實現包括隱蔽工程資料在內的竣工資訊整合，不僅為後續的物業管理帶來便利，並且可以在未來進行的翻新、改造、擴建過程中為業主及項目團隊提供有效的歷史資訊。
在項目完成後的移交環節，物業管理部門需要得到的，不只是常規的設計圖紙、竣工圖紙，還需要能正確反映真實的設備狀態、材料安裝使用情況等，與營運維護相關的文檔和資料。
BIM能將建築物空間資訊，和設備參數資訊，有機地整合起來，從而為業主獲取，完整的建築物全局資訊提供途徑。
透過BIM與施工過程記錄資訊的關聯，甚至能夠實現包括隱蔽工程資料在內的竣工資訊整合，不僅為後續的物業管理帶來便利，並且可以在未來進行的翻新、改造、擴建過程中為業主及項目團隊提供有效的歷史資訊。
16.維護計劃
在建築物使用壽命期間，建築物結構設施(如牆、樓板、屋頂等)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，將提高建築物性能，降低能耗和修理費用，進而降低總體維護成本。
BIM模型結合營運維護管理系統，可以充分發揮空間定位，和數據記錄的優勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護工作，以降低建築物，在使用過程中出現突發狀況的概率。對一些重要設備，還可以跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設備的適用狀態，提前作出判斷。
BIM模型結合營運維護管理系統，可以充分發揮空間定位，和數據記錄的優勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護工作，以降低建築物，在使用過程中出現突發狀況的概率。對一些重要設備，還可以跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設備的適用狀態，提前作出判斷。
17.資產管理
一套有序的資產管理系統，將有效提升建築資產，或設施的管理水準，但由於建築施工和營運的資訊割裂，使得這些資產資訊，需要在營運初期，依賴大量的人工操作來錄入，而且很容易出現數據錄入錯誤。
BIM中包含的大量建築資訊，能夠順利導入資產管理系統，大大減少了系統初始化，在數據準備方面的時間及人力投入。此外由於傳統的資產管理系統，本身無法準確定位資產位置，透過BIM結合RFID的資產標籤晶片，還可以使資產在建築物中的定位，及相關參數資訊一目瞭然，快速查詢。
BIM中包含的大量建築資訊，能夠順利導入資產管理系統，大大減少了系統初始化，在數據準備方面的時間及人力投入。此外由於傳統的資產管理系統，本身無法準確定位資產位置，透過BIM結合RFID的資產標籤晶片，還可以使資產在建築物中的定位，及相關參數資訊一目瞭然，快速查詢。
18.空間管理
空間管理是業主為節省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好工作生活環境，而對建築空間所做的管理。BIM不僅可以用於有效管理建築設施，及資產等資源，也可以幫助管理團隊記錄空間的使用情況，處理最終用戶要求空間變更的請求，分析現有空間的使用情況，合理分配建築物空間，確保空間資源的最大利用率。
19.建築系統分析
建築系統分析，是對照業主使用需求，及設計規定，來衡量建築物性能的過程，包括機械系統如何操作，和建築物能耗分析、內外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建築物性能的評估。
BIM結合專業的建築物系統分析軟體，避免了重複建立模型和採集系統參數。透過BIM可以驗證建築物，是否按照特定的設計規定，和可持續標準建造，透過這些分析模擬，最終確定、修改系統參數，甚至系統改造計劃，以提高整個建築的性能。
BIM結合專業的建築物系統分析軟體，避免了重複建立模型和採集系統參數。透過BIM可以驗證建築物，是否按照特定的設計規定，和可持續標準建造，透過這些分析模擬，最終確定、修改系統參數，甚至系統改造計劃，以提高整個建築的性能。
20.災害應急模擬
利用BIM及相應災害分析模擬軟體，可以在災害發生前，模擬災害發生的過程，分析災害發生的原因，制定避免災害發生的措施，以及發生災害後人員疏散、救援支持的應急預案。
當災害發生後，BIM模型可以提供救援人員，緊急狀況點的完整資訊，這將有效提高突發狀況應對措施。此外建築自動化系統，能即時獲取建築物及設備的狀態資訊，透過BIM和建築自動化系統的結合，使得BIM模型能清晰地呈現出，建築物內部緊急狀況的位置，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場處置，提高應急行動的成效。
從以上20種BIM典型應用中可以看出，BIM的應用對於實現建築全生命期管理，提高建築行業規劃、設計、施工和營運的科學技術水準，促進建築業全面資訊化和現代化，具有巨大的應用價值和廣闊的應用前景。
相信隨著BIM技術的發展和市場的成熟，一定會湧現出更多類型的BIM應用。本文僅作拋磚引玉，希望能和業內專家學者一起共同探討，推動BIM在國內的應用向著更廣闊、更深入的方向發展。
相信隨著BIM技術的發展和市場的成熟，一定會湧現出更多類型的BIM應用。本文僅作拋磚引玉，希望能和業內專家學者一起共同探討，推動BIM在國內的應用向著更廣闊、更深入的方向發展。
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