1 概述
1.1 手工繪圖到計算機2D繪圖，實現第一次革命
2000年，
CAD（Computer Aided Design）技術推廣及應用使建筑設計從手工繪圖走向2D數據的電子繪圖，即“甩圖板”運動，可以說是建筑工程設計領域第一次革命。2D CAD技術使傳統的設計方法和生產模式發生了深刻變化。這不僅把工程設計人員從傳統的設計計算和手工繪圖中解放出來，可以把更多的時間和精力放在方案優化、改進和復核上，而且提高設計效率，大大縮短了設計周期，提高了設計質量。
1.2 3D效果圖的應用
2D圖紙應用的局限性較大，不能直觀體現建筑設計的各類信息，因此一些復雜項目采用制作實體模型的辦法在整個設計過程中溝通設計意圖，以彌補單一方式的不足。在計算機普遍應用后，設計人員開始進行3D建模、進行3D實體造型。但這種模型過于簡化，僅僅滿足了幾何形狀和尺寸相似的要求。后來出現了3DS、FormZ等用于建筑三維建模和渲染的軟件，可以給建筑表面賦予不同的顏色以代表不同的材質，再配上光學效果，可以生成具有照片效果的建筑效果圖。
1.3 BIM實現建筑全生命周期的信息化，助推建筑工程實現第二次革命
建筑信息模型(BuildingInformationModeling，簡稱BIM)技術創建并利用數字模型對項目進行設計、建造和運營管理[1]。在美國國家BIM標準(NBIMS)中,BIM的定義由三部分組成：（1）BIM是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數字表達；（2）BIM是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；（3）在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。
BIM為建筑工程設計領域帶來了第二次革命，從二維圖紙到三維設計和建造的革命。同時，對于整個建筑行業來說，BIM也是一次真正的信息革命。最初,BIM只是應用于一些大規模標志性的項目當中，除了堪稱BIM經典之作的
上海中心大廈項目外，上海
世博會的一些場館也應用了BIM。僅僅經過兩三年，BIM現在已經應用到一些中小規模的項目當中。以福建省建筑設計研究院為例，全院70%～80%的項目都是使用BIM完成的。據介紹，就BIM的應用而言，3年前，美國領先中國7年；3年后的今天，中國已將這一差距縮小到了3年。
BIM在中國的全面應用將為建筑業的發展帶來巨大的效益，使設計乃至整個工程的質量和效率顯著提高。BIM將直接促使建筑行業各領域的變革和發展；它將使建筑行業的思維模式及習慣方法產生深刻變化；使設計、建造和運營的過程產生新的組織方式和新的行業規則。
2 BIM的技術特點[5]
（1）可視化及參數化設計
可視化即“所見所得”的形式，BIM提供了可視化技術，對以往以線條形式表現的
構件采用三維立體圖形進行展示，與效果圖不同，這種立體圖是通過構件的信息自動生成的，能夠反應出構件之間的互動性和反饋性。在BIM中，由于整個過程都是可視化的，不僅可以展示三維效果，自動生成各類報表，更重要的是項目設計、建造、運營和維護過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。
（2）協調性及構件關聯性設計
建筑工程全生命周期是一個復雜的過程。一旦項目的實施過程中出現了問題，參建各方就需要開協調會，查找問題原因，提出解決辦法，然后出具變更。例如暖通專業中的管道布置，可能會和
結構設計的梁柱等構件產生空間重疊，這就是施工中常遇到的碰撞問題。通過BIM的協調性服務就可以在設計階段處理碰撞問題，生成協調數據，供參建各方進行討論協調。BIM的協調作用還可以解決更多問題，例如電梯井布置與其它設計布置及凈空要求的協調、
防火分區與其它設計布置的協調、 地下
排水布置與其它設計布置的協調問題等。
（3）模擬性和執行性
通過BIM可以提取建筑物模型數據，進行模擬計算、模擬演習等。在設計階段，BIM可以對建筑模型進行模擬計算和實驗，例如：節能模擬、日照模擬、熱能
傳導模擬和緊急疏散模擬等；在招
投標和施工階段可以進行4D模擬（基于三維模型的施工控制，附加時間維），也就是根據施工組織設計模擬實際施工，優化施工方案來指導施工；還可以進行5D模擬（基于三維模型的造價控制，附加造價維），從而來實現成本控制；后期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。
（4）協作設計及優化性
隨著建筑工程復雜性的增加，跨學科的合作成為建筑設計的趨勢。BIM為傳統建筑工種提供了良好的技術協作平臺，提供了建筑物的實際存在信息，包括幾何信息、物理信息、規則信息，還提供了建筑物變化以后的存在狀態。例如，結構工程師改變柱子的尺寸時，建筑模型中的柱子也會立即更新。BIM還為不同的生產部
門、管理部門提供了一個良好的協作平臺，例如施工企業可以在建筑信息模型基礎上添加時間參數進行施工虛擬，控制施工進度，政務部門可以進行電子審圖等等。BIM不僅改變了建筑師、結構工程師傳統的工作協調模式，而且還使業主、政府部門、制造商和施工企業都可以基于同一個三維參數的建筑模型協同工作。
BIM及其配套的各種優化工具提供了對復雜項目進行優化的可能。目前基于BIM的優化可以做下面的工作：
1）項目方案優化：把項目設計和投資回報分析結合起來，設計變化對投資回報的影響可以實時進行計算，使業主能夠綜合評價設計方案，達到優化設計的目的。
2）特殊項目的設計優化：例如裙樓、
幕墻、屋頂、大空間等多采用異型設計，對這些施工方案進行優化，可以帶來顯著的工期和造價改進。
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