BIM是什么?
李鑫 发布于54月前 1525次浏览

建筑行业资深的师傅,建筑专业刚毕业的小白看下图

小白:“师傅,BIM的全称是什么啊?BIM都包括什么呢?”

师傅:“BIM的全称是Building Information Modeling,中文翻译为‘建筑信息模型’,BIM具体都包括什么呢,看下图

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  Building Information Modeling建筑信息模型


1.2   BIM思想的由来

         ·1975年,Chuck Eastman,“BIM之父“Building Description System”系统;

         ·20世纪80年代后,芬兰学者,“Product Information Model”系统;

         ·1986年,美国学者Robert Aish,“Building Modeling”

         ·2002年由Autodesk公司提出建筑信息模型(Building Information ModelingBIM),是对建筑设计的创新。

         ·“Building Information Modeling”,学术研究,无法实践应用;

         ·进入21世纪,BIM研究和应用得到突破性进展;随着计算机软硬件水平的迅速发展,全球三大建筑软件开发商,都推出了自己的BIM软件。


1.3   BIM的定义

百度百科:建筑信息模型,是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对该工程项目相关信息的详尽表达。建筑信息模型是数字技术在建筑工程中的直接应用,以解决建筑工程在软件中的描述问题,使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对,并为协同工作提供坚实的基础。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法,这种方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。

Autodesk :建筑信息模型是指建筑物在设计和建造过程中,创建和使用的可计算数字信息。而这些数字信息能够被程序系统自动管理,使得经过这些数字信息所计算出来的各种文件,自动地具有彼此吻合、一致的特性。

国际标准组织设施信息委员会(Facilities Information Council):在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命周期信息的可计算或可运算的形式表现,从而为决策提供支持,以便更好地实现项目的价值。

美国国家BIM标准“BIM是建设项目兼具物理特性与功能特性的数字化模型,且是从建设项目的最初概念设计开始的整个生命周期里做出任何决策的可靠共享信息资源

实现BIM的前提是在建设项目生命周期的各个阶段不同的项目参与方通过在BIM建模过程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反应出各参与方的职责。BIM是基于公共标准化协同作业的共享数字化模型。


1.4   BIM的概念

BIM的概念分解为两个方面,BIM既是模型结果(Product)更是过程(Process)

1BIM作为模型结果(Product)

BIM作为模型结果,与传统的3D建筑模型有着本质的区别,其兼具了物理特性与功能特性。其中,物理特性 (Physical Characteristic),可以理解为几何特性(Geometric Characteristic);而功能特性 (Functional Characteristic),是指此模型具备了所有一切与该建设项目有关的信息。

2BIM作为过程(Process)

BIM是一种过程,其功能在于通过开发、使用和传递建设项目的数字化信息模型以提高项目或组合设施的设计、施工和运营管理。


1.5   BIM具体理解

Building含义

Building Information Modeling中得Building不能被狭义地理解为建筑,而是广义地代表了各类土木工程建设项目。

美国国家BIM标准(NBIMS)给出的等级信息关系图 (Hierarchical Information Relationships),其规定了BIMBuilding的适用范围,包含三种设施或建造项目(Facility/Built):

1Building,建筑物,如一般办公楼房、民用楼房等;

2Structure,构筑物,如大坝、水电站、厂房等;

3Linear Structure,线性结构基础设施,如道路、桥梁、铁道、隧道、管道等。

Information含义

         这里应该包含两层意思,一是信息(名词),也就是建设领域中所包含的各种信息;二是信息化(动词),也就是建设领域的方方面面都讲会采用信息化的方法和手段。信息好理解,比如说梁的参数、项目的进度、项目的说明之类的,都是建设领域的信息;信息化,也就是利用计算机、人工智能、互联网、机器人等信息化技术及手段,来实现建设领域的信息化及智能化。

         I的范围是基于建设项目(注意是建设项目,不是单体建筑,而是整个建设领域)全生命周期(从概念产生到项目报废)的信息化过程。具体的应用(根据国内的项目阶段对上图的阶段做了些整合)就是:

         项目概念阶段:项目选址模拟分析、可视化展示等等;

         勘察测绘阶段:地形测绘与可视化模拟、地质参数化分析与法案设计等等;

         项目设计阶段:参数化设计、日照能耗分析、交通线规划、管线优化、结构分析、风向分析、环境分析等等;

         招标投标阶段:造价分析、绿色节能、方案展示、漫游模拟等等;

         施工建设阶段:施工模拟、方案优化、施工安全、进度控制、实时反馈、工程自动化、供应链管理、场地布局规划、建筑垃圾处理等等;

         项目运营阶段:智能建筑设施、大数据分析、物流管理、智慧城市、云平台存储等等;

         项目维护阶段:3D点云、维修检测、清理修整、火灾逃生模拟等等;

         项目更新阶段:方案优化、结构分析、成品展示等等;

         项目拆除阶段:爆破模拟、废弃物处理、环境绿化、废弃运输处理等等。

         斯坦福大学CIFE中心的研究表明(BIMHandbook英文原版第10页),1964-2009年这45年间,同非农业产业相比,建筑业的劳动生产率并没有显著提高,反而有下降。也就是生产力下降的一个重要原因是因为信息化和智能化的技术方法并没有有效使用在施工领域。这其实严重制约了施工的生产力的发展。为了更有经济效益、更有生产效率,建设领域,更准确的说是人类社会的未来发展趋势,都会朝着信息化与智能化的方向发展。

Modeling含义

         现在国内普遍的翻译是模型,但Model才是模型,所以Modeling的意思是模拟,所表达的是一个过程,而不是一个模型。国立台湾大学BIM研究中心主任谢尚贤教授建议将其翻译成塑模。但不管哪种翻译,都是为了表述这个过程。

         这个词也代表了一种model,只不过这种model在这里指的不是模型,而是一种工作方式。M也表示my-life。因为有了BIM,所以交通设计会更加合理,古建筑会更好的保护,结构会更加的安全,城市规划也会更加完善。所以M代表的是BIM的力度。BIM终将改变整个行业,乃至改变我们的生活。

  

1.6   BIM的信息载体

BIM的信息载体是多维参数模型(nD Parametric models)。

用简单的等式来体现BIM参数模型的维度:

2D=Length&Width

3D=2D+Height

4D=3D+Time

5D=4D+Cost

6D=5D+…

nD=BIM

传统的2D模型是用点、线、多边形、圆等平面元素模拟几何构件,只有长和宽的二维尺度,故等于Length&Width,目前国内各类设计图和施工图的主流形式仍旧是2D模型;传统的3D模型是在2D模型的基础上加了一个维度Height,有利于建设项目的可视化功用,但并不具备信息整合与协调的功能。

随着软件的发展,尽管各种几何实体可以被整合在一起代表所需的设计构件,但是最终的整体几何模型依旧难以编辑和修改,且各系统单独的施工图很难与整体模型真正地联系起来,同步化就更能难实现。

BIM参数模型的优势就是在于其突破了传统2D3D模型难以修改和同步的瓶颈,以实时、动态的多维模型(nD)大大方便了工程人员。

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   BIM的信息革命

首先,BIM3D模型为交流和修改提供了便利。以建筑师为例,其可以运用3D平台直接设计,无需将3D模型翻译成2D平面图以与业主进行沟通交流,业主也无需费时费力去理解繁琐的2D图纸。

其次,BIM参数模型的参数信息内容不仅局限于建筑构件的物理属性,而是包含了从建筑概念设计开始到运营维护的整个项目生命周期内的所有该建筑构件的实时、动态信息。

再次,BIM参数模型将各个系统紧密地联系到了一起,整体模型真正起到了协调综合的作用,且其同步化的功能更是锦上添花。BIM整体参数模型综合了包括建筑、结构、机械、暖通、电气等各BIM系统模型,其中各系统间的矛盾冲突可以在实际施工开始前的设计阶段得以解决,同时与上述4D5D模型所涉及的进度及造价控制信息、相关联,整体协调管理项目实施。

另外,对于BIM模型的设计变更,BIM的参数规则(Parametric rules)会在全局自动更新信息。故对于设计变更的反应,相比基于图纸费时且易出错的繁琐处理BIM系统表现的更加智能化与灵敏化。

最后,BIM参数模型的多维特性(nD)将项目的经济性、舒适性及可持续性发展提高到一个新的层次。例如,运用4D技术可以研究项目的可施工性、项目进度安排、项目进度优化、精益化施工等方面,给项目带来经济性与时效性;5D造价控制手段使预算在整个项目生命周期内实现实时行与可操控性;6DnD应用将更大化地满足项目对于业主对于社会的需求,如舒适度模拟及分析、耗能模拟、绿色建筑模拟及可持续化分析等方面。

1.7   BIM的发展轨迹

BIM的发展将经历4个阶段,第一阶段少数技术发烧友的热衷,第二阶段企业决策层从企业发展角度逐步认同,第三阶段行业逐步认同并开始建立相关标准,第四阶段开始进入工程项目的业务流程。

现阶段BIMBuilding Information Modeling)作为一种全新的工程实施方法的基础正在被其收益者——业主所认同。

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BIM的关系


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