BIM—BLM技術發展及其應用研究

何羅

【摘 要】建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）和建設工程生命周期管理（Building Lifecycle Management，BLM）是近年來在建筑數字技術中出現的新概念、新技術，BIM技術已成為當今建筑設計軟件采用的主流技術。BLM是一種以BIM為基礎，創建、管理和共享信息的數字化方法，能夠大大減少資產在建筑物整個生命期（從構思到拆除）中的無效行為和各種風險，是建設工程管理的最佳模式。

【關鍵詞】BIM技術；綠色建筑；全生命周期

0 引言

近年來，隨著產業革命和信息技術的迅猛發展，數字技術的更新發展日新月異。在數字技術的推動下，各行各業科技進步有力地促進了行業生產技術水平、勞動生產率水平和管理水平在不斷提高。但是，相對于其他一些行業，我國的建筑業、建筑設計行業應用建筑數字技術的水平仍然不高。在當前數字技術飛速發展的情況下，我們必須提高對建筑數字技術的認識。Autodesk公司提出了BIM的概念，即在傳統的三維幾何模型基礎上構建面向建設工程全生命周期的工程信息模型，并支持工程信息的交換、共享和管理，以實現“建筑全生命周期管理”。可從下面3點加以理解：

1）應用計算機進行設計是在空間中安排三維元素的集合，這些元素包括梁、柱、樓板、門、窗等；2）設計必須包含相互作用且具有明確定義的元素，可以從相同描述的元素中獲得剖面圖、平面圖、軸測圖或透視圖等；對任何設計上的改變，在圖形上的更新必須一致，因為所有的圖形都取自于相同的元素，因此可以一致性的做資料更新；3）計算機提供一個單一的集成數據庫用做視覺分析及量化分析，任何量化分析都可以直接與之結合。

1 BIM 建筑信息模型及其發展

早期基于二維圖形的繪圖系統其本質上只是手工繪圖的延伸，而基于三維幾何圖形的計算機輔助繪圖系統則在很大程度上提升和加強了設計人員的設計手段，借助于三維造型系統，設計師可以采用類似于虛擬建造的方式來建立三維建筑幾何模型，從而以一種更為直接和形象的方式工作。

各構件對象之間是相互關聯的對象， 通過各種不同種機制，各構件對象之間存在著內在的邏輯聯系，從而將多個構件整合為一個單一的、多層次的、高度集成的工程項目模型。BIM建筑信息模型，旨在連接建設項目生命周期不同階段的數據、過程和資源，建立單一工程數據源，從而解決分布的、異構的工程數據之間的一致性和全局共享問題，進而支持建設項目生命周期中動態的工程信息創建、管理和共享。實現建設項目的全生命周期管理。

2 BIM 建筑信息模型的應用特點

在項目中引入BIM，相對于采用傳統的CAAD手段，BIM建筑信息模型具有更大的應用優勢。下面以Autodesk公司的Revit建筑信息模型平臺為例，來闡述BIM與傳統CAAD軟件之異同及BIM的應用優勢。

2.1 支持設計者以更自然的設計交互模式工作

采用Revit進行建筑設計類似于創建與實際的建筑相對應的數字化建筑模型的過程，使用者創建數字化的建筑模型過程類似于挑選并添加不同的建筑構件，如墻體、門窗、屋頂、樓梯等，來搭建建筑本身的過程。從使用者與計算機交互來講，采用這種類似于虛擬建造的應用模式，其相對于傳統的基于圖形的計算機制圖系統則更為形象、直觀和生動。

2.2 工程數據與構建模型高度集成

由于構建的設計者可以定義某構件在不同的視圖下該如何表現，并且，其表現屬性是可以被訪問及調整的，比如門的開啟方向開關，可以通過平面視圖中的控制開關圖標來調整門的的開啟方向，構建的三維模型也會做出相應的調整。即在BIM模型中工程數據與構建模型是高度集成的，而工程中實際應用的二維圖紙文檔只會是BIM模型的“副產品”之一。

2.3 單一建筑模型使得項目修改高度智能及自動化

相對于傳統的基于圖形的CAD系統，BIM產生的是“協調的、內部一致的、可運算的建筑信息”。BIM從實現層上采用了參數化模型工具，而參數模型固有的的雙向連續性和修改的及時性及其全面傳遞變更的特性。從而帶來了高質量、協調一致、可靠的模型成果。參數化模型又和尺寸標注是雙向關聯的，對各個對象間關系所作的任何修改都會立刻通過參數化修改引擎在整個設計中反映出來，從而大大地提高設計的質量和效率，最大程度的減少圖紙出錯的可能性。

2.4 支持工程文檔創建、發布、管理整個過程應用

由Autodesk Revit創建的涉及建筑信息的創建、發布、管理的BIM模型與傳統的CAD系統產生的主要以二維圖檔為主的工程信息是截然不同的。將創建的信息發布為面向Web的矢量圖形文件即DWF格式文檔，其支持三維圖形格式和用戶批注及簽名，這就為工程文檔電子化提供了必要的技術支持，另外，作為面向于用戶協同設計的Busszaw則為整個工程文檔的發布及管理提供了有效的技術手段。

2.5 Revit軟件及構件的面向對象特征

Revit軟件從實現和具體的應用都帶有軟件工程的面向對象技術的特點，基本原則及出發點在于盡可能的模擬人類習慣的思維方式，將描述問題的問題空間與實現解法的解空間在結構上盡可能一致。 其具有以下特點：

1）認為客觀世界由各種對象組成，復雜的對象可以由比較簡單的對象以某種方式組合而成；2）所有的對象可劃分為一種對象類，每個對象類都定義了一組數據和方法。數據用于表示對象的靜態特性，是對象的狀態信息，方法則是施加于該對象的操作；3）類具有一定的繼承性，可以從某個類派生出不同的子類，按照其繼承的關系，父類與子類構成其具有層次結構的系統；4）對象彼此之間通過消息互相聯系。

2.6 Revit平臺的集成及協同特性

Revit-平臺集成了建筑、結構、系統（空調、機械、電器等多種專業）。同時不同專業的工程設計人員在不同的設計平臺上創建的構件模型在不同軟件中均可以被完整的識別應用。當然Revit還支持協同工作，其可以通過工作集將設計工作劃分為多個實現單元，不同建筑師可以“并行”的工作，同時，多個用戶可以通過構件共享的機制針對某個工作集并發操作。

2.7 建立在BIM模型上的建筑性能分析

BIM建筑信息模型是一個集成的、富含可用建筑信息的構件模型， 以Revit為例，針對建筑性能分析的多個方面都是直接應用在BIM模型本身。例如Revit支持gbXML標準，gbXML是專為綠色建筑設計與評估而定義的一種XML應用，gbXML結構中描述和定義了建筑的空間和維護結構等要素，可以被GeoPraxis的Green Building Studio在線服務所使用，這樣，一旦在設計過程中建立了BIM模型，就可將其導出并通過網絡提交到在線服務站點，通過其反饋的能耗及負荷數據來修改設計。

3 BIM與綠色建筑

綠色建筑設計是一個跨學科、跨階段的綜合性設計過程，而BIM模型則正好順應此需求，實現了單元數據平臺上各個工程的協調設計和數據集中。BIM的實施能將建筑各項物理信息分析從設計后期顯著提前，有助于建筑師在方案階段進行綠色建筑的相關決策。因此，運用BIM來貫穿綠色建筑的實施，將技術信息化與管理信息化融會貫通，以實現更有效的項目全生命周期管理和企業資源計劃，已是我國建筑領域未來發展的必然趨勢。

4 結語

BIM軟件作為一種繪制方式的革新和全新的設計方式，具有設計效率更高，設計錯誤更少，設計質量更好的特點。BIM概念的引入和推廣是需要包括軟件開發商在內的各行業人員共同努力的，針對其不完善的地方，建筑設計者應在協同設計和標準化方面設定近期目標，并在實踐過程中發現問題，向軟件開發商進行反饋使BIM的發展進入良性循環。隨著建筑行業信息化進程的加快，BIM設計也將不斷完善和成熟，大力推廣BIM技術將有助于提高建筑企業的管理水平與技術水平，提高工程質量和效率，增強企業的競爭力。同時快速發展的城市建設帶來了越來越緊迫的設計任務和設計時間，層出不窮的新材料、新技術以及新的設計思想，這些都要求設計人員要不斷更新自我，進行再學習。

【參考文獻】

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[責任編輯：楊玉潔]