BIM的應用現(xiàn)狀及發(fā)展研究-dm

1、目錄摘要 - 1 -ABSTRCT - 2 -第 1 章 緒論 -3 -1.1 BIM 的概述 -3 -1.2 BIM 給我們帶來的好處- 4 -1.2.1 具體而言， BIM 的應用具有以下價值。 - 4 -1.3 關于 BIM 的案例 -7 -第 2 章 BIM 的應用現(xiàn)狀- 10 -2.1 建筑節(jié)能設計的現(xiàn)狀- 10 -2.2 基于 BIM 技術的建筑節(jié)能設計應用研究2.2.1 BIM 技術 -12 -2.3 .2 基于 BIM 技術的建筑節(jié)能設計- 12 -第三章 BIM 在我國的發(fā)展- 15 -3.1 協(xié)同設計與BIM 技術的融合 -15 -3.2 從二維設計到三維BIM 設計 -1

2、6 -3.3 影響 3D BIM 普及的主要因素- 19 -第四章 BIM 在我們國家的狀況- 22 -4.1 中國 BIM 軟件現(xiàn)狀 -22 -4.2 BIM 軟件中國戰(zhàn)略目標探討- 24 -4.2.1 BIM 軟件為整個工程建設行業(yè)產生最大價值的角度- 24 -4.2.2 BIM 軟件本身這個市場的影響力和占有率角度- 25 -4.3 BIM 軟件中國戰(zhàn)略行動路線探討 -26 -小結-29 -摘要根據(jù)我國目前建筑節(jié)能設計的現(xiàn)狀和國內外能量分析軟件的應用現(xiàn)狀，針對當前傳統(tǒng)的節(jié)能設計方法無法滿足需要的實際問題，提出將BIM （建筑信息模型）技術與建筑能耗分析相結合，進行節(jié)能建筑設計這一新的設計

3、方法。運用BIM技術創(chuàng)建的虛擬建筑模型包含了建筑的所有信息，將這個虛擬建筑模型導入建筑能耗分析軟件中，可以自動的識別、轉換并分析模型中包含的大量建筑數(shù) 據(jù)信息，從而方便快捷的得到建筑能耗分析結果。關鍵詞 建筑節(jié)能設計；BIM （建筑信息模型）；能量分析BIM技術應用及案例 70P可編輯ABSTRCTaccording to the present situation of building energy-saving design at home and abroad present situation of the application of energy analysis softwar

4、e, in view of the current traditional energy-saving design method can not meet the need of the actual problems, this paper puts forward will BIM (building information modeling) technology and combining building energy consumption analysis, energy-saving building design this new design method. Using

5、the technology to create a virtual leaving building model contains all the information, will architectural building model into the virtual building energy consumption analysis software, it can automaticidentification, conversion and analysis model contains lots of building data information, thereby

6、building energy consumption, convenient to get results of analysis.Key words building energy-saving design; BIM (building information modeling); Energy analysis第 1 章 緒論1.1 BIM 的概述BIM 的全拼是 Building Information Modeling ，即:建筑信息模型。BIM 是以三維數(shù)字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM 是對工程項目設施實體與功能特性的數(shù)字化表達。一個完善的信息

7、模型，能夠連接建筑項目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、 過程和資源， 是對工程對象的完整描述，可被建設項目各參與方普遍使用。 BIM 具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、 異構工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題， 支持建設項目生命期中動態(tài)的工程信息創(chuàng)建、 管理和共享。 建筑信息模型同時又是一種應用于設計、造、 管理的數(shù)字化方法， 這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境， 可以使建筑工 程在其整個進程中顯著提高效率和大量減少風險。BIM 一般具有以下特征：模型信息的完備性：除了對工程對象進行3D 幾何信息和拓撲關系的描述，還包括完整的工程信息描述，如對象名稱、結構類型、建筑材料、工程性能等設計信息；施工工序、進

8、度、成本、質量以及人力、機械、材料資源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等維護信息；對象之間的工程邏輯關系等。模型信息的關聯(lián)性：信息模型中的對象是可識別且相互關聯(lián)的，系統(tǒng)能夠對模型的信息進行統(tǒng)計和分析， 并生成相應的圖形和文檔。 如果模型中的某個對象發(fā)生變化，與之關聯(lián)的所有對象都會隨之更新，以保持模型的完整性和健壯性。模型信息的一致性：在建筑生命期的不同階段模型信息是一致的，同一信息無需重復輸入， 而且信息模型能夠自動演化， 模型對象在不同階段可以簡單地進行修改和擴展而無需重新創(chuàng)建，避免了信息不一致的錯誤。1.2 BIM給我們帶來的好處其實， 它是引領建筑業(yè)信息技術走向更高層次的一種新技術

9、， 它的全面應用，將為建筑業(yè)界的科技進步產生無可估量的影響，大大提高建筑工程的集成化程度。 同時， 也為建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益， 使設計乃至整個工程的質量和效率顯著提高，成本降低。1.2.1 具體而言， BIM 的應用具有以下價值。1 、解決當前建筑領域信息化的瓶頸問題建立單一工程數(shù)據(jù)源。工程項目各參與方使用的是單一信息源，確保信息的準確性和一致性。 實現(xiàn)項目各參與方之間的信息交流和共享。 從根本上解決項目各參與方基于紙介質方式進行信息交流形成的“信息斷層”和應用系統(tǒng)之間“信息孤島”問題。推動現(xiàn)代 CAD 技術的應用。全面支持數(shù)字化的、采用不同設計方法的工程設計，盡可能采用自動化設計技術，

10、實現(xiàn)設計的集成化、網絡化和智能化。促進建筑生命期管理，實現(xiàn)建筑生命期各階段的工程性能、質量、安全、進度和成本的集成化管理， 對建設項目生命期總成本、 能源消耗、 環(huán)境影響等進行分析、預測和控制。2 、基于 BIM 的工程設計實現(xiàn)三維設計。能夠根據(jù)3D 模型自動生成各種圖形和文檔，而且始終與模型邏輯相關， 當模型發(fā)生變化時， 與之關聯(lián)的圖形和文檔將自動更新； 設計過程中所創(chuàng)建的對象存在著內建的邏輯關聯(lián)關系， 當某個對象發(fā)生變化時， 與之關聯(lián)的對象隨之變化。實現(xiàn)不同專業(yè)設計之間的信息共享。 各專業(yè) CAD 系統(tǒng)可從信息模型中獲取所需的設計參數(shù)和相關信息，不需要重復錄入數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)冗余、歧義和錯誤

11、。實現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)同設計。 某個專業(yè)設計的對象被修改， 其他專業(yè)設計中的該對象會隨之更新。實現(xiàn)虛擬設計和智能設計。實現(xiàn)設計碰撞檢測、能耗分析、成本預測等。3 、基于 BIM 的施工及管理實現(xiàn)集成項目交付 IPD( Integrated Project Delivery )管理。把項目主要參與方在設計階段就集合在一起，著眼于項目的全生命期，利用 BIM 技術進行虛擬設計、建造、維護及管理。實現(xiàn)動態(tài)、 集成和可視化的 4D 施工管理。 將建筑物及施工現(xiàn)場3D 模型與施工進度相鏈接， 并與施工資源和場地布置信息集成一體， 建立 4D 施工信息模型。實現(xiàn)建設項目施工階段工程進度、人力、材料、設備、成

12、本和場地布置的動態(tài)集成管理及施工過程的可視化模擬。實現(xiàn)項目各參與方協(xié)同工作。項目各參與方信息共享，基于網絡實現(xiàn)文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批及利用。項目各參與方通過網絡協(xié)同工作，進行工程洽商、協(xié)調，實現(xiàn)施工質量、安全、成本和進度的管理和監(jiān)控。實現(xiàn)虛擬施工。 在計算機上執(zhí)行建造過程， 虛擬模型可在實際建造之前對工程項目的功能及可建造性等潛在問題進行預測， 包括施工方法實驗、 施工過程模擬及施工方案優(yōu)化等。其實， 它是引領建筑業(yè)信息技術走向更高層次的一種新技術， 它的全面應用， 將為建筑業(yè)界的科技進步產生無可估量的影響，大大提高建筑工程的集成化程度。同時， 也為建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益， 使

13、設計乃至整個工程的質量和效率顯著提高，成本降低。1.3 關于 BIM 的案例杭州奧體中心主體育場杭州奧體中心主體育場是由 CCDI 體育事業(yè)部和 CCDI 的 BIM 團隊共同完成的設計。1.31 BIM 技術讓“杭州奧體中心主體育場”項目的設計工作發(fā)生了變化杭州奧體中心主體育場”位于錢塘江與七甲河交匯處南側，規(guī)劃建筑面積22.9 萬平方米，可舉辦洲際性、全國性綜合運動會及國際田徑、足球比賽，擁有觀眾固定坐席80000 個。以優(yōu)雅又富有張力的花瓣外形為表現(xiàn)形式，正是建筑師將活力動感與華貴美麗完美結合的創(chuàng)意， 它似花非花、 如夢如幻， 卻又卓爾不群、傲然挺立在錢塘江畔。1 . 模型設計發(fā)生的變化

14、作為一名建筑師， 首先要真實地再現(xiàn)他們腦海中或精致、 或宏偉、 或靈動或莊重的建筑造型， 在使用 BIM 之前， CCDI 體育事業(yè)部的建筑師們很多時候是通過泡沫、 紙盒做的手工模型展示頭腦中的創(chuàng)意， 相應調整方案的工作也是在這樣的情況下進行的， 由創(chuàng)意到手工模型的工作需要較長的時間， 而且設計師還會反復多次在創(chuàng)意和手工模型之間進行工作。2 .專業(yè)設計發(fā)生的變化“杭州奧體中心主體育場”項目， 由于其兼具體育場和外觀復雜的雙重特性， 所以只有采用三維建模方式進行設計，才能避免許多二維設計后期才會發(fā)現(xiàn)的問題。因此， CCDI 設計團隊采用了基于 BIM 技術的 Revit 系列軟件做支撐，以預先導

15、入的三維外觀造型做定位參考，在Revit 中建立體育場內部建筑功能模型、結構網架模型、機電設備管線模型。3 .專業(yè)糾錯的變化“杭州奧體中心主體育場”項目建立了 BIM 模型，由于其真實的三維特性，它的可視化糾錯能力直觀、 實際， 對設計師很有幫助， 這使施工過程中可能發(fā)生的問題，提前到設計階段來處理，減少了施工階段的反復，不僅節(jié)約了成本，更節(jié)省了建設周期。4 .模型后續(xù)利用的變化體育場館的設計對防火、疏散、聲音、溫度等要求較高，這些都有非常專業(yè)的分析模擬軟件，而BIM 模型的建立有助于相關的分析研究?！昂贾輮W體中心主體育場”項目利用完整的 BIM 模型信息，對體育場模型進行了聲環(huán)境模擬分析，

16、通過模擬預測體育場內的聲環(huán)境， 證明體育場坐席區(qū)域的聲壓級分布均勻， 通過模擬體育場在83Hz 、 125Hz 、 250Hz 各個頻帶觀眾坐席區(qū)聲壓級差分布分析， 證明項目的設計無聲場缺陷。 該項目對體育場的風環(huán)境也做了分析， 對平臺行人活動區(qū)進行分析， 結果是無嚴重的空氣旋渦和流動死角； 對主體育場與網球場之間區(qū)域進行分析， 結果是兩個建筑之間沒有形成隧道風。 該項目還對體育場的溫度環(huán)境做了分析，直接將 BIM模型導入到IES軟件，分析無孔隙結構與孔隙結構外殼兩種方式的溫度分布變化， 以確定外殼是否開孔以及開孔率。應用基于 BIM 技術的軟件是有一定難度的，如何讓設計師盡快用上 BIM 產

17、品，CCDI 人有自己的模式， 他們收獲的不止是BIM 技術帶來的快捷精準、 信息積存，更收獲了一支BIM 團隊，如今他們已經有很多成功的體育場館工程項目是通過BIM 完成的。CCDI 應用 BIM 技術，從草圖到 BIM 模型，再到各專業(yè)分析，全過程設計以 BIM 模型為核心，實現(xiàn)了 BIM 模型信息在設計流程中的有效傳遞，使設計者的靈感在 BIM 技術的輔助下發(fā)揮得淋漓盡致，除了前面介紹的“杭州奧體中心主體育場”以外， CCDI 還有很多這方面的成功案例。第 2 章 BIM 的應用現(xiàn)狀2.1 建筑節(jié)能設計的現(xiàn)狀節(jié)能建筑設計的推廣還遠遠達不到發(fā)展的要求，這一現(xiàn)象在我國更是突出。 大多數(shù)的設計

18、師參考其他生態(tài)建筑設計案例和套用己經有的技術手法， 而且沒有對所設計的方案和工程進行分析與計算， 以檢驗設計的效果是否節(jié)能、 是否經濟、 是否“綠色”等。 目前， 中國的建筑設計更多的是側重于建筑的外觀和功能，而忽視建筑的能效設計即通過被動設計的方法，在建筑設計的初始階段，就開始進行建筑能效設計，從而選擇最優(yōu)化的設計方案。在 AutoCAD 占據(jù)統(tǒng)治地位的 2D CAD 時代，只能通過手工輸入的方式將建筑設計的相關數(shù)據(jù)輸入到專業(yè)軟件中， 才能進行能量分析。 而操作和使用這些軟件不僅需要具備復雜的能量分析基礎知識， 而且本身也是專業(yè)化的程序， 必須由專業(yè)人士經過專業(yè)培訓才能進行操作大量的專業(yè)數(shù)據(jù)

19、、 繁瑣的輸入工作使得能量分析與模擬對于建筑師來說是可望而不可及的。這是建筑師無法在設計過程中直接對設計方案進行建筑能量分析的一個重要原因。因此在傳統(tǒng)的 2D 設計模式中，能效計算通常安排在設計的最終階段，由專業(yè)人士進行操作積分析、模擬，但此時建筑設計方案很難改變。于是，能量分析就成為一種象征性的姿態(tài)，對綠色建筑設計起不到什么作用。分析這些現(xiàn)象， 建筑設計者有值接責任， 但是真正的問題是建筑師在進行方案設計時， 無法對設計方案進行定性與定量的計算分析， 建筑設計與分析計算之聞發(fā)生嚴重脫節(jié)現(xiàn)象，使得面向節(jié)能的生態(tài)建筑設計難以完成。解決問題的關鍵是建筑師需要一個包含建筑全部信息的數(shù)字化模型， 和一

20、個有效便捷的、能識別這些信息的建筑能量分析工具。2.2 基于 BIM 技術的建筑節(jié)能設計應用研究2.2.1 BIM 技術BIM 即“建筑信息模型”( Building InformationModeling ) ，運用BIM 技術，建筑師作設計的過程，就是建造一個囊實建筑的過程。這個虛擬的建筑模型， 包含了大量建筑材料和建筑構件特征等信息， 是一個包含了建筑全部信息的綜合電子數(shù)據(jù)庫。 在這樣一個真實的智麓的建篡模型中， 建筑燼霹以任意的輸出平囂、剖面、立面，以及各種細部詳圖、建筑材料、門窗表，還可以輸出預算報表、施工進度等等。隨著數(shù)字化、信息化秘智能億技術的發(fā)展，以 BIM技術為核心的多靜建筑

21、3D CAD 軟件日趨完善和成熟，在提高設計質量、縮短時間、節(jié)約成本等方面，有著2D CAD 軟件無法比擬的優(yōu)越性。從 2D CAD 過渡到基于 BIM 技術的 3D CAD ，是未來計算機輔助建筑設計的發(fā)展趨勢舊Jo越來越多的世界知名建筑師積事務掰齊始使用BIM軟笄進行建筑設計。我國的一些設計院、事務所也開始關注這世界上最先進的建筑CAD 技術。這就為綠色建筑設計中能量分析的自動化、智能化提供了基礎穩(wěn)平臺。2.2.2 基于 BIM 技術的建筑節(jié)能設計利用 BIM 技術，建筑師在設計過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經包含了大量設計信息，包括幾何信息、糍料性能、構件屬性等等，只要將模型導人相關的能量分

22、析軟件， 就可以得到相應的能量分析結果。 原本需要專業(yè)人士花費大量時間揄入大量專業(yè)數(shù)據(jù)這個過程， 如今利用先進的計算機技術就可以自動完成， 建筑師不需要額外花費精力。在建筑設計的方案階段， 能充分利用建筑信息模型和能量分析工具， 簡化能量分析的操作過程， 是建筑師進行綠色建筑設計迫切需要解決的聞題。 目前， 美國的 Green Building Studio 可以滿足建筑師的這一需求。 GBS 直接從 BIM 軟件中導入建筑模型， 利用其中包含的大量建筑信息來建立一個準確的熱模型 （其中包括合理的分區(qū)和方位） ，并將其轉換成XML 格式（ gbXML 是一種開放的XML 格式，已被HVAC 軟

23、件業(yè)界迅速接受，成為其數(shù)據(jù)交換標準） 。并根據(jù)當?shù)亟ㄖ藴屎头ㄒ?guī)， 對不同的建筑空間類型進行智能化的假定。 最后結合當?shù)氐湫偷臍夂驍?shù)據(jù)， 采用 DOE2.2 模擬引擎 （一個被廣泛接受的建筑分析程序） 進行逐時模擬。 每年能量消耗、 費用以及一系列建筑采暖制冷負荷、 系統(tǒng) （諸如照明、HVAC 、 空間供暖的主要電力和天然氣的能源使用） 數(shù)據(jù)都能立刻展現(xiàn)出來MJ 。而整個過程中， 建筑師只需在Green Building Studio 中手動的輸入建筑類型和地理位置即可。GBS還能輸出gbXMl.、3D VRML、DOE 2.2等文件格式，可以利用其他工具諸如 Trane 的 Trace 70

24、0 ， 或 eQuest 、 EnergyPlus 等對建筑能效進行進一步的分析。在建筑設計基本完成之后， 需要對建筑物的能效性能進行準確的計算、 分析與模擬。在這方面，美國的 Energy Plus 軟件是其中的佼佼者。 EnergyPlus 是一個建筑全能耗分析軟件（ whole building energy analysist001 ） ，是個獨立的沒有圖形界面的模擬軟件， 包含上百個子程序， 可以模擬整個建筑的熱性能和能量流、計算暖通空調設備負荷等，并可以對整個建筑的能量消耗進行分析。在 2D CAD 的建筑設計環(huán)境下， 運行 EnergyPlus 進行精確模擬需要專業(yè)人士花費大量時

25、間，手工輸入一系列大量的數(shù)據(jù)集，包括幾何信息、構造、場地、氣候、建筑用途以及HVAC 的描述數(shù)據(jù)等。然而在 BIM 環(huán)境中，建筑師在設計過程中創(chuàng)建的建筑信息模型可以方便地同第三方設備例如 BsproCom 服務器結合， 從而將 BIM 中的 IFC 文件格式轉化成 EnergyPlus 的數(shù)據(jù)格式。 另外， 通過 GBS 的 gbXML 也可以獲得EnergyPlus的 IDF 格式。BIM 與 EnergyPlus 相結合的一個典型實例是位于紐約“ 911 ”遺址上的自由塔（ Freedom Tower ） 。在自由塔的能效計算中，美國能源部主管的加州大學“勞倫斯伯克利國家實驗室” （LBN

26、L）充分利用了 Archi-CAD 創(chuàng)建的虛擬建筑模型和 EnergyPlus 這個能量分析軟件。 自由塔設計的一大特點是精致的褶皺狀外表皮。 LBNL 利用 ArchiCAD 軟件將這個高而扭曲的建筑物的中間 （辦公區(qū)）部分建模，將外表幾何形狀非常復雜的模型導入了 EnergyPlus ，模擬了選擇不同外表皮時的建筑性能， 并且運用 EnergyPlus 來確定最佳的日照設計和整個建筑物的能量性能，最后建筑師根據(jù)模擬結果來選擇最優(yōu)化的設計方案。除以上軟件以外， 芬蘭的 Riuska 軟件等， 都可以直接導人BIM 模型， 方便快捷的得到能量分析結果。第三章 BIM 在我國的發(fā)展當前， 有關建

27、筑設計信息化的各種概念及術語已日趨普及， 同時各地不斷涌現(xiàn)出一些造型獨特的地標性建筑， 這一切似乎預示著建筑設計行業(yè)即將迎來一場技術變革。 建筑設計信息化的具體內容是什么， 主流技術正朝著什么方向發(fā)展？新技術是否意味著更多的“奇形怪狀”的建筑作品，國內設計院所應何去何從？要回答這一系列的問題，我們不妨先從協(xié)同設計及BIM 技術兩方面談起。3.1 協(xié)同設計與BIM 技術的融合目前我們所說的協(xié)同設計， 很大程度上是指基于網絡的一種設計溝通交流手段，以及設計流程的組織管理形式。包括：通過CAD 文件之間的外部參照，使得工種之間的數(shù)據(jù)得到可視化共享； 通過網絡消息、 視頻會議等手段， 使設計團隊成員之

28、間可以跨越部門、 地域甚至國界進行成果交流、 開展方案評審或討論設計變更； 通過建立網絡資源庫， 使設計者能夠獲得統(tǒng)一的設計標準； 通過網絡管理軟件的輔助， 使項目組成員以特定角色登錄， 可以保證成果的實時性及唯一性，并實現(xiàn)正確的設計流程管理；針對設計行業(yè)的特殊性，甚至開發(fā)出了基于 CAD平臺的協(xié)同工作軟件等等。而 BIM （建筑信息化模型）的出現(xiàn)，則從另一角度帶來了設計方法的革命，其變化主要體現(xiàn)在以下幾個方面：從二維（以下簡稱2D ）設計轉向三維（以下簡稱 3D ）設計；從線條繪圖轉向構件布置：從單純幾何表現(xiàn)轉向全信息模型集成； 從各工種單獨完成項目轉向各工種協(xié)同完成項目； 從離散的分步設計

29、轉向基于同一模型的全過程整體設計； 從單一設計交付轉向建筑全生命周期支持。 BIM帶來的是激動人心的技術沖擊，而更加值得注意的是， BIM 技術與協(xié)同設計技術將成為互相依賴、密不可分的整體。協(xié)同是BIM 的核心概念，同一構件元素，只需輸入一次， 各工種共享元素數(shù)據(jù)并于不同的專業(yè)角度操作該構件元素。 從這個意義上說，協(xié)同已經不再是簡單的文件參照。可以說BIM 技術將為未來協(xié)同設計提供底層支撐，大幅提升協(xié)同設計的技術含量。 BIM 帶來的不僅是技術，也將是新的工作流及新的行業(yè)慣例。因此， 未來的協(xié)同設計， 將不再是單純意義上的設計交流、 組織及管理手段，它將與 BIM 融合，成為設計手段本身的一部

30、分。借助于BIM 的技術優(yōu)勢，協(xié)同的范疇也將從單純的設計階段擴展到建筑全生命周期，需要設計、施工、運營、維護等各方的集體參與， 因此具備了更廣泛的意義， 從而帶來綜合效率的大幅提升。然而，普遍接受的 BIM 新理念并未普及到實踐之中，這使得我們感覺有責任去正視和思考BIM 設計的優(yōu)勢與不足。從理念到實踐經歷一個漫長的過程是必然的， 并且多種現(xiàn)象表明該過程在中國可能要更長一些， 但是這不應是我們回避問題的理由。3.2 從二維設計到三維BIM 設計當前， 2D 圖紙是我國建筑設計行業(yè)最終交付的設計成果，這是目前的行業(yè)慣例。 因此， 生產流程的組織與管理均圍繞著2D 圖紙的形成來進行 （客觀地說，這

31、是阻礙 BIM 技術廣泛應用的一個重要原因）。2D 設計通過投影線條、制圖規(guī)則及技術符號表達設計成果，圖紙需要人工閱讀方能解釋其含義。 2D CAD 平臺起到的作用是代替手工繪圖， 即我們常說的“甩圖板”。 2D 設計的優(yōu)勢在于四個方面：一是對硬件要求低（ 2D 平臺是早期計算機唯一能夠支持的 CAD 平臺）；二是易于培訓，建筑師和工程師在學習了 2D 基本繪圖命令，相對于可以代替繪圖板及尺規(guī)等基本工具以后，就可以開始工作了： 三是靈活， 用戶可以隨心所欲地通過圖形線條表達設計內容， 只要該建筑用 2D 圖形可以表達，就不存在繪制不出來的問題。應該說，大多數(shù)的情況下， 2D 的表達是可以滿足建

32、筑設計要求的；四是基于2D CAD 平臺有著大量的第三方專業(yè)輔助軟件，這些軟件大幅提高了 2D 設計的繪圖效率。除了日益復雜的建筑功能要求之外， 人類在建筑創(chuàng)作過程中， 對于美感的追求實際上永遠是第一位的。 盡管最能激發(fā)想象力的復雜曲面被認為是一種“高技術”和“后現(xiàn)代”的設計手法，實際上甚至遠在計算機沒有出現(xiàn)，數(shù)學也很初級的古代，人類就開始了對于曲面美的探索，并用于一些著名建筑之中。因此，擁有了現(xiàn)代技術的設計師們， 自然更加渴望駕馭復雜多變， 更富美感的自由曲面。然而，令 2D 設計技術汗顏的是， 它甚至連這類建筑最基本的幾何形態(tài)也無法表達。在這種情況下， 3D 設計應運而生了。3D 設計能夠

33、精確表達建筑的幾何特征， 相對于 2D 繪圖， 3D 設計不存在幾何表達障礙 對任意復雜的建筑造型均能準確表現(xiàn)。 去年國慶前評選出的“北京當代十大建筑”中， 首都機場 3 號航站樓、 國家大劇院、 國家游泳中心等著名建筑名列前茅，這些建筑的共同特點是無法完全由 2D 圖形進行表達，這也預示著3D 將成為高端設計領域的必由之路。盡管 3D 是 BIM 設計的基礎，但不是其全部。通過進一步將非幾何信息集成到 3D 構件中，如材料特征、物理特征、力學參數(shù)、設計屬性、價格參數(shù)、廠商信息等，使得建筑構件成為智能實體， 3D 模型升級為 BIM 模型。 BIM 模型可以通過圖形運算并考慮專業(yè)出圖規(guī)則自動獲

34、得2D 圖紙， 并可以提取出其它的文檔，如工程量統(tǒng)計表等，還可以將模型用于建筑能耗分析、日照分析、結構分析、照明分析、聲學分析、客流物流分析等諸多方面。純粹的 3D 設計，其效率要比 2D 設計低得多。地標性建筑可以不記成本，不記效率，但大眾化的設計則不可取。可喜的是，為提高設計效率，主流BIM設計軟件如 Autodesk Revit 系列、 Bentley Building 系列，以及Graphisoft的 ArchiCAD 均取得了不俗的效果。 這些基于 3D 技術的專業(yè)設計軟件， 用于普通設計的效率達到甚至超過了相同建筑的 2D 設計。這些 BIM 設計軟件的出現(xiàn)本是激動人心的事情，然而

35、在經歷了相當長的時期之后，在我國并沒有真正普及。實際上，即使在其它國家，例如亞洲的鄰國日本，BIM 設計技術也尚未廣泛推廣。3.3 影響 3D BIM 普及的主要因素1. 機制不協(xié)調BIM 應用不僅帶來技術風險，還影響到設計設計工作流程。因此，設計師應用 BIM 軟件不可避免地會在一段時間內影響到個人及部門利益，并且一般情況下設計師無法獲得相關的利益補償。 因此， 在沒有切實的技術保障和配套管理機制的情況下，強制在單位或部門推廣BIM 是不太現(xiàn)實的。另外，由于目前的設計成果仍是以 2D 圖紙表達的， BIM 技術在 2D 圖紙成圖方面仍存在著一定程序的細節(jié)不到位， 表達不規(guī)范的現(xiàn)象。 因此，

36、一方面應完善 BIM 軟件的 2D 圖檔功能，另一方面國家相關部門也應該結合技術進步，適當改變傳統(tǒng)的設計交付方式及制圖規(guī)范， 甚至能做到以 3D BIM 模型作為設計成果載體2. 任務風險我國普遍存在著項目設計周期短、工期緊張的情況， BIM 軟件在初期應用過程中，不可避免地會存在技術障礙，這有可能導致無法按期完成設計任務。3. 使用要求高，培訓難度大盡管主流 BIM 軟件一再強調其易學易用性， 實際上相對2D 設計而言， BIM軟件培訓難度還是比較大的，對于一部分設計人員來說熟練掌握BIM 技術有一定難度。 另外， 復雜模型的創(chuàng)建甚至要求建筑師具備良好的數(shù)學功底及一定的編程能力，或有相關CA

37、D 程序工程師的配合，這無形中也提高了應用難度。4. BIM 技術支持不到位BIM 軟件供應商不可能對客戶提供長期而充分的技術支持。通常情況下，最有效的技術支持是在良好的成規(guī)模的應用環(huán)境中客戶之間的相互學習， 而環(huán)境的培育需要時間和努力。各設計單位首先應建立自己的 BIM 技術中心，以確保本單位獲得有效的技術支持。這種情況在一些實力較強的設計院所應率先實現(xiàn)，這也是有實力的設計公司及事務所的通用作法，在愈來愈強調分工協(xié)作的今天，BIM 技術中心將成為必不可少的保障部門。5. 軟件體系不健全現(xiàn)階段 BIM 軟件存在一些弱點：本地化不夠徹底，工種配合不夠完善，細節(jié)不到位， 特別是缺乏本土第三方軟件的

38、支持。 軟件的本地化工作， 除原開發(fā)廠商結合地域特點增加自身功能特色之外， 本土第三方軟件產品也會在實際應用中發(fā)揮重要作用。 2D 設計方面，在我國建筑、結構、設備各專業(yè)實際上均在大量使用國內研發(fā)的基于 AutoCAD 平臺的第三方工具軟件， 這些產品大幅提高了設計效率，推廣 BIM 應借鑒這些寶貴經驗。首都機場 3 號航站樓、 國家大劇院， 以及在建的上海中心、 甚至地方的重要建筑如廣州歌劇院、 重慶歌劇院等， 無一例外地交給了國外的設計事務所。 建筑高端設計領域還相當缺乏國內同行的聲音。 這種局面值得國內同行警醒， 我們已到了應該付出切實努力并迎頭趕上的時候了。為在我院推廣普及BIM 技術

39、，我院已委托具備項目設計、技術研究及CAD開發(fā)綜合能力的工程軟件室擔當了 BIM 研究中心的角色， 制定了詳細的 BIM 實施路線， 包括技術研究、 技術培訓、 試點設計、 技術支持、 配套研發(fā)等實施環(huán)節(jié)，以期在BIM 技術領域取得實質性進展。第四章 BIM 在我們國家的狀況BIM 技術無疑已成為未來的發(fā)展趨勢，在這種背景下，我國的 CAD 產業(yè)也面臨著新一輪的挑戰(zhàn)。以浩辰、中望、 CAXA 等為代表的一批國產 CAD 軟件已實現(xiàn)了 2D 繪圖平臺的功能（其中 CAXA 甚至在三維設計領域也已獨樹一幟），并整合了一批專業(yè)軟件，形成了 “聯(lián)盟CAD “CAD合體”等組織，為國內設計行業(yè)提供了實用

40、解決方案。 這些解決方案來源于國內的實踐， 很適合中國國情，已經取得了很好的實際效果。對于國產 CAD 來說，當務之急是如何做好應對 BIM 技術的準備，做出更具前瞻性的決策4.1 中國 BIM 軟件現(xiàn)狀如果我們把在市場上具有一定影響的 BIM 和 BIM 相關軟件都放在一起的話，可以得到下面這樣一張表格（表中紅色字體的為國產軟件）：扉號重軟件產吊t科以同0IM幃心俅粒軟件融辦作）國七軟1松心建極就忤Re5t Ar& 晚EU叫/Stfu&U閶川ER Bertfey a gi tecljre/Stra icturjl /Mechian ic L ArchiCAD, Digital

41、 Projea2BIM方案譙計就件。力ugfAffinity|空白3摟口的人何儂 隼軟件Rhino. SkrtcbUF FcrmZ4可抻埃分析數(shù)件Eg tech IE& fireer Buildtng tudior PKPM5機電分析軟件7rj<ie Trace, DesignIES Virtual fnvironmcnt的儂,博皿6結構分析軌件HAB工 S1AAQ,廂boh PKFM7可視化薪件JDS MAX, U曲0叩電AecurendE Artlantis丁門 1&段鵬檢我軟件SMbriko3;深化沒讓就件Teda Str ucture (Xstcol) p 竹索郭

42、10模型綜合碰捶檢叁Ndwlswnrks Prcjjcclrthe havlgator. SoHbri造儕管斑軟件Innowayp, SWibri,哲制1?運營灣理軟件Arc hi bus, Ntwi-swcrks空白113發(fā)布局審核軟件PDEMD FDF, Dwign Rh5 曰uv大家知道，BIM 核心建模軟件（英文叫BIM Authoring Software ）是BIM賴以產生和發(fā)展的前提，其余軟件通過和BIM核心軟件在不同層度上的信息交換，為項目不同參與方利用BIM提高各自的工作質量和效率服務，同時為實現(xiàn)BIM對整個工程建設行業(yè)價值最大化做出貢獻，國內目前在 BIM核心建模軟件 這個

43、領域基本處于空白狀態(tài)。除了 BIM核心建模軟件缺失以外，在上表列出的13類BIM和BIM相關軟件中，國內目前處于空白狀態(tài)的軟件總共有 8類之多，需要重復說明的是，表中 只列出了目前能夠和BIM核心建模軟件通過信息交換進行聯(lián)合工作的軟件，表 中的內容隨時可能會有變化，但整體格局不會在未來2-3年甚至更長時間有大的 不同。如果全體同仁認可BIM 對工程建設行業(yè)將帶來的影響和價值要比當年CAD更為廣泛和深遠的話， 這種現(xiàn)狀就應該引起我們行業(yè)主管部門、 學校和科研機構、商業(yè)軟件公司以及整個工程建設行業(yè)所有參與方的高度重視， 并且研究和實施相應的戰(zhàn)略和措施。4.2 BIM 軟件中國戰(zhàn)略目標探討討論 BI

44、M 軟件的中國戰(zhàn)略目標可以從下面幾個角度去考慮：4.2.1 BIM 軟件為整個工程建設行業(yè)產生最大價值的角度我國建筑業(yè)軟件市場規(guī)模不足建筑業(yè)本身這個市場規(guī)模的千分之一， 而美歐的經驗普遍認為 BIM 應該能夠為建筑業(yè)帶來10% 的成本節(jié)省，即使我們把整個建筑業(yè)軟件市場都歸入 BIM 軟件，那么從前面兩個數(shù)字去分析，這里也有超過100 倍投資回報的潛力。退一步考慮，哪怕通過BIM 只降低 1% 的成本，從行業(yè)角度計算其投資回報也在10 倍以上。因此站在工程建設行業(yè)整個行業(yè)的立場上，我國的 BIM 軟件戰(zhàn)略就應該是如何以最快速度、最低成本讓BIM 軟件實現(xiàn)最大行業(yè)價值，在保證目前質量、工期、安全水

45、平的前提下降低建設成本1% 、 5% 、 10% 甚至更多，從而把BIM軟件完全考慮為實現(xiàn)這個目標的工具和成本中心。4.2.2 BIM 軟件本身這個市場的影響力和占有率角度我想業(yè)內人士都能看明白， 事實上， 即便站在整個建筑業(yè)的立場上， 也需要回答這樣一個問題：什么樣的 BIM 軟件組合才能夠最大限度服務于中國工程建設行業(yè)，以實現(xiàn)建設質量、工期、成本、安全的最優(yōu)結果呢？如果站在 BIM 軟件本身這個市場的立場上，就是要研究我們國家需要一些什么類型和功能的 BIM 軟件？這些BIM 軟件如何得到？這些軟件各自的市場規(guī)模、市場影響力和市場占有率如何？等等。這是一個軟件適應客戶還是客戶適應軟件的問題

46、， 這也是一個簡單的供求關系問題，這歸根結底是一個市場經濟話語權的問題。BIM軟件使用者的話語權和BIM軟件開發(fā)者的話語權如何在博弈中獲得共贏和平衡，是中國BIM軟件戰(zhàn)略需要考慮的又一個重要問題，而在上述兩者之 間站著的是政府行業(yè)主管部門。根據(jù)上述分析，作者提出下列 BIM軟件中國戰(zhàn)略目標供同行拍磚:BIM林件中國戰(zhàn)略目標1 .利用需求坪估.出脆評估 用田場準入等機解.建立適 介卬國I打速段3琳發(fā)盛附 BIM軟件體系.最大限潢支掙 仃業(yè)或久.升領幡型.2利舊仃業(yè)排珊等機瓶.強 化中國,IF混修M業(yè)8間鞋件 使用代的市圖話語權.云利用卻的R購等機制，支 一小M軟件做大撇郵.軟件 使用者開發(fā)者政府行業(yè) 主管部門二方幢鑫f族境中國的M枚件微略H標4.3 BIM軟件中國戰(zhàn)略行動路線探討美國和歐洲的經驗告訴我們，雖然 BIM這個被行業(yè)廣泛接受的專業(yè)名詞的 出現(xiàn)以及BIM在實際工程中的大量應用只有不到十年的時間，但是美歐對這種 技術的理論研究和小范圍工程實踐從上世紀七十年代就開始了，而且一直沒有