摘 要
bim全称是“建筑信息模型（building information modeling）”，这项技术被称之为“革命性”的技术，源于美国乔治亚技术学院（georgia tech college）建筑与计算机专业的查克伊士曼（chuck eastman，ph.d.）博士提出的一个概念：建筑信息模型包含了不同专业的所有信息、功能要求和性能，把一个工程项目的所有信息包括在设计过程、施工过程、运营管理过程的信息全部整合到一个建筑模型。
bim技术的发展已经经历了三大阶段：萌芽阶段、产生阶段和发展阶段，现如今在国外基本已经普及，但在我国建筑行业只限于一些大型设计院和少数工程咨询类企业在开展应用。本文分析了bim技术在国外及我国的发展历史和现状，同时基于bim技术的关联性，阐述其在国内的应用现状和前景。
关键词：bim 发展历史 发展现状 应用前景
1前言
建筑信息模型（building information modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、 可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。它不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。随着国内建筑设计领域的发展，bim已经初步应用于建筑工程行业并彰显了其巨大的商业价值，但目前bim的应用现状，还存在很大的局限性，bim引领的建筑工程领域的革命所应创造的经济效益和社会效益只是冰山一角。国内不少具有前瞻性与战略眼光的工程类企业开始思考如何应用bim技术来提升项目管理水平与企业核心竞争力。bim技术应用的最大价值就是在于打通建筑的全生命周期。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、大量减少风险。
2 bim技术概述
2.1 bim技术概念
bim技术是一种多维（三维空间、四维时间、五维成本、n维更多应用）模型信息集成技术，可以使建设项目的所有参与方（包括政府主管部门、业主、设计、施工、监理、造价、运营管理、项目用户等）在项目从概念产生到完全拆除的整个生命周期内都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型，从而从根本上改变从业人员依靠符号文字形式图纸进行项目建设和运营管理的工作方式，实现在建设项目全生命周期内提高工作效率和质量以及减少错误和风险的目标[1]14
bim的含义总结为以下三点：
（1）bim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，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。
（2）bim是一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据，可被建设项目各参与方普遍使用。
（3）bim具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享，是项目实时的共享数据平台[1]14-15。
2.2 bim的优势
cad技术将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图，实现了工程设计领域的第一次信息革命。但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的，各个领域和环节之间没有关联，从整个产业整体来看，信息化的综合应用明显不足。bim是一种技术、一种方法、一种过程，它既包括建筑物全生命周期的信息模型，同时又包括建筑工程管理行为的模型，他将两者进行完美结合来实现集成管理，它的出现将可能引发整个a/e/c（architecture/engineering/construction）领域的第二次革命[1]15。
bim技术较二维cad技术的优势见表1：
2.3 bim带来的好处
1、可视化：“所见即所得”。模型三维的立体实物图形可视，项目设计、建造、运营等整个建设过程可视。方便进行更好的沟通、讨论与决策。
2、协调性：各专业项目信息出现“不兼容”现象。如管道与结构冲突，各个房间出现冷热不均，预留的洞口没留或尺寸不对等情况。使用bim协调流程可进行有效协调综合，减少不合理变更方案或问题变更方案。
3、模拟性：
（1）3d画面模拟；
（2）能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟；
图6 热能环境模拟（3）4d（发展时间）的模拟；
图7 4d（发展时间）的模拟（4）5d（造价控制）的模拟；
图8 5d（造价控制）的模拟（5）对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况处理方式的模拟。
图94、优化性： bim及与其配套的各种优化工具能对项目进行可能的优化处理。利用模型提供的各种信息来优化，如几何、物理、规则、建筑物变化以后的各种情况信息；给复杂程度高的建筑优化。
5、可出图性：建筑设计图+经过碰撞检查和设计修改=综合设计施工图；如综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案等实用的施工图纸。
3 bim的发展现状
3.1 bim技术的发展沿革
bim作为对包括工程建设行业在内的多个行业的工作流程、工作方法的一次重大思索和变革，其雏形最早可追溯到20世纪70年代。查克伊士曼（chuck eastman，ph.d.）在1975年提出了bim的概念；在20世纪70年代末至80年代初，英国也在进行类似bim的研究与开发工作，当时，欧洲习惯把它称之为“产品信息模型（product information model）”,而美国通常称之为“建筑产品信息模型（building product model）”。1986年罗伯特.艾什（robert aish）发表的一篇论文中，第一次使用“building information modeling”一词，他在这篇论文描述了今天我们所知的bim论点和实施的相关技术，并在该论文中应用rucaps建筑模型系统分析了一个案例来表达了他的概念。
21世纪前的bim研究由于受到计算机硬件与软件水平的限制，bim仅能作为学术研究的对象，很难在工程实际应用中发挥作用。
21世纪以后，随着计算机软硬件水平的迅速发展以及对建筑生命周期的深入理解，推动了bim技术的不断前进。自2002年，bim这一方法和理念被提出并推广之后，bim技术变革风潮便在全球范围内席卷开来[1]18。
3.2 bim在国外的发展状况
1、美国
美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，2003年起，美国总务管理局（gsa）通过其下属的公共建筑服务处（public buildings service，pbs） 开始实施一项被称为国家3d-4d-bim 计划的项目，实施该项目的目的有：①实现技术转变，以提供更加高效、经济、安全、美观的联邦建筑；②促进和支持开放标准的应用[2]1。按照计划，gsa 从整个项目生命周期的角度来探索bim 的应用，其包含的领域有空间规划验证、4d 进度控制、激光扫描、能量分析、人流和安全验证以及建筑设备分析及决策支持等。为了保证计划的顺利实施，gsa 制定了一系列的策略进行支持和引导，主要内容有：
（1）制定详细明了的愿景和价值主张；
（2）利用试点项目积累经验并起到示范作用；
（3）加强人员培训，建立鼓励共享的组织文化；
（4）选择适合的软件和硬件，应用开放标准软、硬件系统构成了bim 应用的基础环境[3]。
2、新加坡
1995年新加坡国家发展部启动了一个名为corenet（construction and real estate network）的it 项目。主要目的是通过对业务流程进行流程再造（bpr），以实现作业时间、生产效率和效果上的提升，同时还注重于采用先进的信息技术实现建筑房地产业的参与方间实现高效、无缝地沟通和信息交流。corenet 系统主要包括三个组成部分：e-submission、e-plan check 和e-info。在整个系统中，居于核心地位的是e-plan check 子系统，同时其也是整个系统中最具特色之处的。该子系统的作用是使用自动化程序对建筑设计的成果进行数字化的检查，以发现其中违反建筑规范要求之处。整个计划涉及到了五个政府部门中的八个相关机构。为了达到这一目的，系统采用了国际互可操作联盟（iai）所制定的ifc 2×2 标准作为建筑数据定义的方法和手段。整个系统采用c/s 架构，利用该系统，设计人员可以先通过系统的bim 工具对设计成果进行加工准备，然后将其提交给系统进行在线的自动审查[4]4-5。
为了保证corenet 项目（特别是e-plan check 系统）的顺利实施，新加坡政府采取了一系列的政策措施，取得了较好地效果。其中主要包括：
(1) 广泛的业界测试和试用以保证系统的运行效果；
(2) 注重通过各种形式与业界沟通，加强人才培养；
(3) 加强与国际组织的合作在系统的研发过程中。
新加坡政府非常重视与相关国际组织的合作，这可以使得系统能得到来自国际组织的全方位支持，同时也可以在更大的范围得到认可[5]。
3、英国
与大多数国家相比，英国政府要求强制使用bim。2011年5 月，英国内阁办公室发布了“政府建设战略（government construction strategy）”文件，其中有整个章节关于建筑信息模型（bim），这章节中明确要求，到2016 年，政府要求全面协同的3d·bim，并将全部的文件以信息化管理[4]5-6。
英国的设计公司在bim 实施方面已经相当领先了，因为伦敦是众多全球领先设计企业的总部，如foster and partners、zaha hadid architects、bdp 和arup sports，也是很多领先设计企业的欧洲总部，如hok、som 和gensler。在这些背景下，一个政府发布的强制使用bim 的文件可以得到有效执行，因此，英国的aec企业与世界其他地方相比，发展速度更快[2]2。
4、韩国
韩国在运用bim技术上十分领先。多个政府部门都致力制定bim 的标准，例如韩国公共采购服务中心和韩国国土交通海洋部。
韩国主要的建筑公司已经都在积极采用bim 技术，如现代建设、三星建设、空间综合建筑事务所、大宇建设、gs 建设、daelim 建设等公司。其中，daelim 建设公司应用bim 技术到桥梁的施工管理中，bmis公司利用bim软件digital project 对建筑设计阶段以及施工阶段一体化的研究和实施等[2]2-3。
5、日本
日本软件业较为发达，在建筑信息技术方面也拥有较多的国产软件，日本bim相关软件厂商认识到，bim是需要多个软件来互相配合，是数据集成的基本前提，因此多家日本bim软件商在iai日本分会的支持下，以福井计算机株式会社为主导，成立了日本国产解决方案软件联盟。此外，日本建筑学会于2012年7月发布了日本bim指南，从bim团队建设、bim数据处理、bim设计流程、应用bim进行预算、模拟等方面为日本的设计院和施工企业应用bim提供了指导[2]3。
6、北欧
北欧国家包括挪威、丹麦、瑞典和芬兰，是一些主要的建筑业信息技术的软件厂商所在地，如tekla和solibri，而且对发源于邻近匈牙利的archicad的应用率也很高。
北欧四国政府强制却并未要求全部使用bim，由于当地气候的要求以及先进建筑信息技术软件的推动，bim技术的发展主要是企业的自觉行为。如senate properties一家芬兰国有企业，也是荷兰最大的物业资产管理公司。2007年，senate properties发布了一份建筑设计的bim要求(senate properties' bim requirements for architectural design，2007)。自2007年10月1日起，senate properties的项目仅强制要求建筑设计部分使用bim，其他设计部分可根据项目情况自行决定是否采用bim技术，但目标将是全面使用bim。该报告还提出，在设计招标将有强制的bim要求，这些bim要求将成为项目合同的一部分，具有法律约束力：建议在项目协作时，建模任务需创建通用的视图，需要准确的定义；需要提交最终bim模型，且建筑结构与模型内部的碰撞需要进行存档：建模流程分为四个阶段：spatial group bim、spatial bim、preliminary building element bim和building element bim[1]20-21。
3.3 bim在国内的发展状况
1、香港
香港的bim发展也主要靠行业自身推动。早在2009年，香港便成立了香港bim学会。2010年，香港的bim技术应用目前已经完成从概念到实用的转变，处于全面推广的最初阶段。香港房屋署自2006年起，已率先试用建筑信息模型；为了成功地推行bim，自行订立bim应用标准、用户指南、组建资料库等设计指引和参考。这些资料有效地为模型建立、管理档案，以及用户之间的沟通创造了良好的环境。2009年11月，香港房屋署发布了bim应用标准。香港房屋署提出，在2014年到2015年该项技术将覆盖香港房屋署所有项目[1]22。
2、台湾
在科研方面，2007年台湾大学与autodesk签订了产学研合作协议，重点研究建筑信息模型（bim）及动态工程模型设计。2009年，台湾大学土木工程系成立了工程信息仿真与管理中心，促进了bim相关技术应用的经验交流、成果分享、人才培训与产学研合作。2011年11月，bim中心与淡江大学工程法律研究发展中心合作，出版了《工程项目应用建筑信息模型之契约模板》一书，并特别提供合同范本与说明，补充了现有合同内容在应用bim上的不足。高雄应用科技大学土木系也于2011年成立了工程资讯整合与模拟（bim）研究中心。此外，台湾交通大学、台湾科技大学等对bim进行了广泛的研究，推动了台湾对于bim的认知与应用。
台湾的政府层级对bim的推动有两个方向。首先，对于建筑产业界，政府希望其自行引进bim应用。对于新建的公共建筑和公有建筑，其拥有者为政府单�...