建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性五大特點。

　　定義

　　從BIM設計過程的資源、行為、交付三個基本維度，給出設計企業的實施標準的具體方法和實踐內容。BIM(建筑信息模型)不是簡單的將數字信息進行集成，而是一種數字信息的應用，并可以用于設計、建造、管理的數字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風險。

　　住房和城鄉建設部工程質量安全監管司處長對BIM作出了解釋。

　　她表示：BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，通過參數模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用!

　　BIM的英文全稱是Building Information Modeling，國內較為一致的中文翻譯為：建筑信息模型。

　　由于國內《建筑信息模型應用統一標準》還在編制階段，這里暫時引用美國國家BIM標準(NBIMS)對BIM的定義，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，為該設施從建設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。

　　拓展

　　建筑信息的數據在BIM中的存儲，主要以各種數字技術為依托，從而以這個數字信息模型作為各個建筑項目的基礎，去進行各個相關工作 。

　　在建筑工程整個生命周期中，建筑信息模型可以實現集成管理，因此這一模型既包括建筑物的信息模型，同時又包括建筑工程管理行為的模型。將建筑物的信息模型同建筑工程的管理行為模型進行完美的組合。因此在一定范圍內，建筑信息模型可以模擬實際的建筑工程建設行為，例如：建筑物的日照、外部維護結構的傳熱狀態等。

　　當前建筑業已步入計算機輔助技術的引入和普及， 例如CAD的引入，解決了計算機輔助繪圖的問題。而且這種引入受到了建筑業業內人士大力歡迎，良好地適應建筑市場的需求，設計人員不再用手工繪圖了，同時也解決了手工繪制和修改易出現錯誤的弊端。在 “對圖”時也不再用落后的將各專業的硫酸圖紙進行重疊式的對圖了。這些CAD圖形可以在各專業中進行相互的利用。給人們帶來便捷的工作方式，減輕勞動強度，所以計算機輔助繪圖一直在受到人們的熱烈歡迎。其他方面的特點，在此就不再列舉了。

　　BIM來源

　　1975 年，“BIM之父”——喬治亞理工大學的Chunk Eastman教授創建了BIM理念至今，BIM技術的研究經歷了三大階段：萌芽階段、產生階段和發展階段。BIM理念的啟蒙，受到了1973年全球石油危機的影響，美國全行業需要考慮提高行業效益的問題，1975年“BIM之父”Eastman教授在其研究的課題“Building Description System”中提出“a computer-based description of-a building”，以便于實現建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率 。

　　特點

　　真正的BIM符合以下五個特點：

　　1. 可視化

　　可視化即“所見所得”的形式，對于建筑行業來說，可視化的真正運用在建筑業的作用是非常大的，例如經常拿到的施工圖紙，只是各個構件的信息在圖紙上的采用線條繪制表達，但是其真正的構造形式就需要建筑業參與人員去自行想象了。對于一般簡單的東西來說，這種想象也未嘗不可，但是近幾年建筑業的建筑形式各異，復雜造型在不斷的推出，那么這種光靠人腦去想象的東西就未免有點不太現實了。所以BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前;建筑業也有設計方面出效果圖的事情，但是這種效果圖是分包給專業的效果圖制作團隊進行識讀設計制作出的線條式信息制作出來的，并不是通過構件的信息自動生成的，缺少了同構件之間的互動性和反饋性，然而BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，在BIM建筑信息模型中，由于整個過程都是可視化的，所以可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。

　　2.協調性

　　這個方面是建筑業中的重點內容，不管是施工單位還是業主及設計單位，無不在做著協調及相配合的工作。一旦項目的實施過程中遇到了問題，就要將各有關人士組織起來開協調會，找各施工問題發生的原因，及解決辦法，然后出變更，做相應補救措施等進行問題的解決。那么這個問題的協調真的就只能出現問題后再進行協調嗎?在設計時，往往由于各專業設計師之間的溝通不到位，而出現各種專業之間的碰撞問題，例如暖通等專業中的管道在進行布置時，由于施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的，真正施工過程中，可能在布置管線時正好在此處有結構設計的梁等構件在此妨礙著管線的布置，這種就是施工中常遇到的碰撞問題，像這樣的碰撞問題的協調解決就只能在問題出現之后再進行解決嗎?BIM的協調性服務就可以幫助處理這種問題，也就是說BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調數據，提供出來。當然BIM的協調作用也并不是只能解決各專業間的碰撞問題，它還可以解決例如：電梯井布置與其他設計布置及凈空要求之協調，防火分區與其他設計布置之協調，地下排水布置與其他設計布置之協調等。

　　3.模擬性

　　模擬性并不是只能模擬設計出的建筑物模型，BIM模擬性還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。在設計階段，BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗，例如：節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等;在招投標和施工階段可以進行4D模擬(三維模型加項目的發展時間)，也就是根據施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工。同時還可以進行5D模擬(基于3D模型的造價控制)，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.優化性

　　事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程，當然優化和BIM也不存在實質性的必然聯系，但在BIM 的基礎上可以做更好的優化、更好地做優化。優化受三樣東西的制約：信息、復雜程度和時間。沒有準確的信息做不出合理的優化結果，BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息，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實際存在。復雜程度高到一定程度，參與人員本身的能力無法掌握所有的信息，必須借助一定的科學技術和設備的幫助。現代建筑物的復雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM及與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。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計算出來;這樣業主對設計方案的選擇就不會主要停留在對形狀的評價上，而更多的可以使得業主知道哪種項目設計方案更有利于自身的需求。

　　(2)特殊項目的設計優化：例如裙樓、幕墻、屋頂、大空間到處可以看到異型設計，這些內容看起來占整個建筑的比例不大，但是占投資和工作量的比例和前者相比卻往往要大得多，而且通常也是施工難度比較大和施工問題比較多的地方，對這些內容的設計施工方案進行優化，可以帶來顯著的工期和造價改進。

　　5.可出圖性

　　BIM并不是為了出大家日常多見的建筑設計院所出的建筑設計圖紙，及一些構件加工的圖紙。而是通過對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬、優化以后，可以幫助業主出如下圖紙：

　　(l)綜合管線圖(經過碰撞檢查和設計修改，消除了相應錯誤以后);

　　(2)綜合結構留洞圖(預埋套管圖);

　　(3)碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案。

　　由上述內容，我們可以大體了解BIM的相關內容。BIM在世界很多國家已經有比較成熟的BIM標準或者制度。BIM在中國建筑市場內要順利發展，必須將BIM和國內的建筑市場特色相結合，才能夠滿足國內建筑市場的特色需求，同時BIM將會給國內建筑業帶來一次巨大變革。

　　價值

　　建立以BIM應用為載體的項目管理信息化，提升項目生產效率、提高建筑質量、縮短工期、降低建造成本。具體體現在：

　　三維渲染，宣傳展示

　　三維渲染動畫，給人以真實感和直接的視覺沖擊。建好的BIM模型可以作為二次渲染開發的模型基礎，大大提高了三維渲染效果的精度與效率，給業主更為直觀的宣傳介紹，提升中標幾率。

　　快速算量，精度提升

　　BIM數據庫的創建，通過建立5D關聯數據庫，可以準確快速計算工程量，提升施工預算的精度與效率。由于BIM數據庫的數據粒度達到構件級，可以快速提供支撐項目各條線管理所需的數據信息，有效提升施工管理效率。BIM技術能自動計算工程實物量，這個屬于較傳統的算量軟件的功能，在國內此項應用案例非常多。

　　精確計劃，減少浪費

　　施工企業精細化管理很難實現的根本原因在于海量的工程數據，無法快速準確獲取以支持資源計劃，致使經驗主義盛行。而 BIM的出現可以讓相關管理條線快速準確地獲得工程基礎數據，為施工企業制定精確人材計劃提供有效支撐，大大減少了資源、物流和倉儲環節的浪費，為實現限額領料、消耗控制提供技術支撐。

　　多算對比，有效管控

　　管理的支撐是數據，項目管理的基礎就是工程基礎數據的管理，及時、準確地獲取相關工程數據就是項目管理的核心競爭力。BIM數據庫可以實現任一時點上工程基礎信息的快速獲取，通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數據的多算對比，可以有效了解項目運營是盈是虧，消耗量有無超標，進貨分包單價有無失控等等問題，實現對項目成本風險的有效管控。

　　虛擬施工，有效協同

　　三維可視化功能再加上時間維度，可以進行虛擬施工。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協同，施工方、監理方、甚至非工程行業出身的業主領導都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測，大大減少建筑質量問題、安全問題，減少返工和整改。

　　碰撞檢查，減少返工

　　BIM最直觀的特點在于三維可視化，利用BIM的三維技術在前期可以進行碰撞檢查，優化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，而且優化凈空，優化管線排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優化后的三維管線方案，進行施工交底、施工模擬，提高施工質量，同時也提高了與業主溝通的能力。

　　沖突調用，決策支持

　　BIM數據庫中的數據具有可計量(computable)的特點，大量工程相關的信息可以為工程提供數據后臺的巨大支撐。BIM中的項目基礎數據可以在各管理部門進行協同和共享，工程量信息可以根據時空維度、構件類型等進行匯總、拆分、對比分析等，保證工程基礎數據及時、準確地提供，為決策者制訂工程造價項目群管理、進度款管理等方面的決策提供依據。

　　成本核算

　　成本核算困難的原因：

　　一是數據量大。每一個施工階段都牽涉大量材料、機械、工種、消耗和各種財務費用，每一種人、材、機和資金消耗都統計清楚，數據量十分巨大。工作量如此巨大，實行短周期(月、季)成本在當前管理手段下，就變成了一種奢侈。隨著進度進展，應付進度工作自顧不暇，過程成本分析、優化管理就只能擱在一邊[5] 。

　　二是牽涉部門和崗位眾多。實際成本核算，當前情況下需要預算、材料、倉庫、施工、財務多部門多崗位協同分析匯總提供數據，才能匯總出完整的某時點實際成本，往往某個或某幾個部門不能實行，整個工程成本匯總就難以做出。

　　三是對應分解困難。一種材料、人工、機械甚至一筆款項往往用于多個成本項目，拆分分解對應好專業要求相當高，難度非常高。

　　四是消耗量和資金支付情況復雜。材料方面，有的進了庫未付款，有的先預付款未進貨，用了未出庫，出了庫未用掉的;人工方面，有的先干未付，預付未干，干了未確定工價;機械周轉材料租賃也有類似情況;專業分包，有的項目甚至未簽約先干，事后再談判確定費用。情況如此復雜，成本項目和數據歸集在沒有一個強大的平臺支撐情況下，不漏項做好三個維度的(時間、空間、工序)的對應很困難。

　　BIM技術在處理實際成本核算中有著巨大的優勢。基于BIM建立的工程5D(3D實體、時間、WBS)關系數據庫，可以建立與成本相關數據的時間、空間、工序維度關系，數據粒度處理能力達到了構件級，使實際成本數據高效處理分析有了可能。

　　解決方案：

　　1)創建基于BIM的實際成本數據庫。

　　建立成本的5D(3D實體、時間、工序)關系數據庫，讓實際成本數據及時進入5D關系數據庫，成本匯總、統計、拆分對應瞬間可得。

　　以各WBS單位工程量人材機單價為主要數據進入實際成本BIM中。

　　未有合同確定單價的項目，按預算價先進入。有實際成本數據后，及時按實際數據替換掉。

　　2)實際成本數據及時進入數據庫

　　一開始實際成本BIM中成本數據以采取合同價和企業定額消耗量為依據。隨著進度進展，實際消耗量與定額消耗量會有差異，要及時調整。每月對實際消耗進行盤點，調整實際成本數據。化整為零，動態維護實際成本BIM，大幅減少一次性工作量，并有利于保證數據準確性。

　　材料實際成本。要以實際消耗為最終調整數據，而不能以財務付款為標準，材料費的財務支付有多種情況：未訂合同進場的、進場未付款的、付款未進場的按財務付款為成本統計方法將無法反映實際情況，會出現嚴重誤差。

　　倉庫應每月盤點一次，將入庫材料的消耗情況詳細列出清單向成本經濟師提交，成本經濟師按時調整每個WBS材料實際消耗。

　　人工費實際成本。同材料實際成本。按合同實際完成項目和簽證工作量調整實際成本數據，一個勞務隊可能對應多個WBS，要按合同和用工情況進行分解落實到各個WBS。

　　機械周轉材料實際成本。要注意各WBS分攤，有的可按措施費單獨立項。

　　管理費實際成本。由財務部門每月盤點，提供給成本經濟師，調整預算成本為實際成本，實際成本不確定的項目仍按預算成本進入實際成本。

　　按本文方案，過程工作量大為減少，做好基礎數據工作后，各種成本分析報表瞬間可得。

　　3)快速實行多維度(時間、空間、WBS)成本分析

　　建立實際成本BIM模型，周期性(月、季)按時調整維護好該模型，統計分析工作就很輕松，軟件強大的統計分析能力可輕松滿足我們各種成本分析需求。

　　基于BIM的實際成本核算方法，較傳統方法具有極大優勢：

　　快速。由于建立基于BIM的5D實際成本數據庫，匯總分析能力大大加強，速度快，短周期成本分析不再困難，工作量小、效率高。

　　準確。比傳統方法準確性大為提高。因成本數據動態維護，準確性大為提高。消耗量方面仍會有誤差存在，但已能滿足分析需求。通過總量統計的方法，消除累積誤差，成本數據隨進度進展準確度越來越高。另外通過實際成本BIM模型，很容易檢查出哪些項目還沒有實際成本數據，監督各成本條線實時盤點，提供實際數據。

　　分析能力強。可以多維度(時間、空間、WBS)匯總分析更多種類、更多統計分析條件的成本報表。

　　總部成本控制能力大為提升。將實際成本BIM模型通過互聯網集中在企業總部服務器。總部成本部門、財務部門就可共享每個工程項目的實際成本數據，數據粒度也可掌握到構件級。實行了總部與項目部的信息對稱，總部成本管控能力大能加強。

　　未來展望

　　“城市發展與工程管理——轉型·變革·創新”國際學術研討會暨中國建筑學會工程管理研究分會2012年年會(ASC-CMRS2012，以下簡稱中國建筑學會工程管理研究分會2012年會)于2012年9月15日至16日在山東建筑大學舉行，東北大學校長、中國建筑學會工程管理研究分會理事長丁烈云出席會議并在會上做報告。丁烈云校長的報告就BIM應用展開，他表示，中國BIM應用還有空間待挖掘[1] 。

　　2012年9月15日，中國建筑學會工程管理研究分會開幕式結束后，丁烈云校長第一個上臺做報告，報告題為《BIM 應用：從3D到nD》。最近幾年，BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)在建筑行業的應用越來越廣泛，它是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立。

　　談到BIM應用，丁烈云校長分別從3D應用和4D應用兩方面展開論述。近幾年基于3D-BIM的工程管理，主要用于規劃、設計階段的方案評審、火災模擬、應急疏散能耗分析以及運營階段的設施管理。

　　與傳統模式相比，3D-BIM的優勢明顯，因為建筑模型的數據在建筑信息模型中的存在是以多種數字技術為依托，從而以這個數字信息模型作為各個建筑項目的基礎，可以進行各個相關工作。建筑工程與之相關的工作都可以從這個建筑信息模型中拿出各自需要的信息，既可指導相應工作又能將相應工作的信息反饋到模型中。

　　同時BIM可以四維模擬實際施工，以便于在早期設計階段就發現后期真正施工階段所會出現的各種問題，來提前處理，為后期活動打下堅固的基礎。在后期施工時能作為施工的實際指導，也能作為可行性指導，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，從而來最大范圍內實現資源合理運用。在談到4D-BIM應用時，丁烈云校長表示，基于4D-BIM的工程管理，主要用于施工階段的進度、成本、質量安全以及碳排放測算。

　　在介紹完3D-BIM和4D-BIM應用后，丁烈云校長總結道，BIM應用就是3D到nD的過程，nD可以分為基于3D的應用和基于4D的應用，而nD的關鍵則在于構建相應的管理模型。同時，丁烈云校長還強調，中國的BIM應用還有很大的空間待挖掘。

　　據了解，在中國，BIM最初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，2009年，美國就領先中國7年;3年后的今天，中國已將這一差距縮小到了3年。需要強調的是，這一差距針對的是BIM的用戶數量，而在應用程度上，中國企業與世界領先公司基本上處于同等水平。

　　而住建部編制的建筑業“十二五”規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用，普及可視化、參數化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現從設計、采購、建造、投產到運行的全過程集成運用。

　　在報告最后，丁烈云校長還提出問題：“nD應用中的下一個n又是什么?”相信，隨著BIM的發展完善以及中國BIM應用在深度廣度方面的挖掘，下一個n終會出現。

　　BIM的發展正在繼續，正所謂是BIM乘風破浪正當時[6] ，建筑業的前景，堪稱更加廣闊。

　　效益

　　由于查詢建筑模型資訊能提供各類適切的信息，協助決策者做出準確的判斷，同時相比于傳統繪圖方式，在設計初期能大量地減少設計團隊成員所產生的各類錯誤，以至于后續承造廠商所犯的錯誤。計算機系統能用碰撞檢測的功能，用圖形表達的方式知會查詢的人員關于各類的構件在空間中彼此碰撞或干涉情形的詳細信息。由于計算機和軟件具有更強大的建筑信息處理能力，相比現有的設計和施工建造的流程，這樣的方法在一些已知的應用中，已經給工程項目帶來正面的影響和幫助。

　　對工程的各個參與方來說，減少錯誤對降低成本都有很重要的影響。而因此減少建造所需要的時間，同時也有助于降低工程的成本。應用歐特克建筑資訊模型著名成功案例有德國慕尼黑的寶馬世界(BMW Welt)、梅賽德斯-奔馳博物館(Mercedes-Benz Museum)，以及位于斯圖加特的保時捷博物館等許多世界知名案例，均為使用該項技術來完成整個設計項目。

　　綠色技術

　　BIM 建筑信息模型的建立，是建筑領域的一次革命。將成為項目管理強有力的工具。BIM建筑信息模型適用于項目建設的各階段。它應用于項目全壽命周期的不同領域。掌握BIM技術，才能在建筑行業更好地發展。建造綠色建筑是每一個從業者的使命。建造綠色建筑是建筑行業的責任。

　　麥格勞-希爾將BIM定義為“創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程”。BIM基于最先進的三維數字設計解決方案所構建的“可視化”的數字建筑模型，為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶等各環節人員提供“模擬和分析”的科學協作平臺，幫助他們利用三維數字模型對項目進行設計、建造及運營管理。

　　報告還展示了BIM在實現綠色設計、可持續設計方面的優勢：BIM方法可用于分析包括影響綠色條件的采光、能源效率和可持續性材料等建筑性能的方方面面;可分析、實現最低的能耗，并借助通風、采光、氣流組織以及視覺對人心理感受的控制等，實現節能環保;采用BIM理念，還可在項目方案完成的同時計算日照、模擬風環境，為建筑設計的“綠色探索”注入高科技力量。